La version française de cet article est disponible après le texte anglais.
by Chris Thatcher
Six years ago, the Canadian Army acquired an Android-based Digitally Aided Close Air Support (DACAS) system that has fundamentally changed air-to-ground CAS engagements. Rather than passing all information by voice for manual entry into aircraft systems by the pilot, Joint Terminal Attack Controllers (JTAC) can now send digital targeting information collected using a laser range finder directly to a pilot and their mission computer in a CF-18 or allied fighter with just a few taps on a tablet.
That DACAS system continues to evolve, but the Army is now evaluating if the Android Tactical Assault Kit (ATAK) software application can do the same for surface-to-surface artillery fires.
During Bold Quest 2022 in Fort Stewart, Georgia this summer, a cross-functional team from the Joint Fires Modernization (JFM) project in the Directorate of Land Requirements and the Assistant Deputy Minister (Materiel) branch, members of The Royal Regiment of Canadian Artillery School, and targeting subject matter experts from the Joint Warfare Centre participated in the Joint Fire Support Joint Mission thread.
Specifically, the JFM team and Director Armament Sustainment Programme Management (DASPM) put the DACAS system through a characterization test to assess its ability to conduct Digitally Aided Fire Support (DAFS).
“We took our existing set of equipment and put it through a different test protocol to explore what else it was capable of,” explained Captain Aaron Brideau, the deputy project director for JFM.
Bold Quest is a multinational joint fires interoperability demonstration sponsored by the United States Joint Staff that attracts NATO and Pacific theatre partners to test the limits of coalition interoperability with capabilities in development or on the verge of being fielded. That coalition context is essential for proving the viability of DACAS, noted Brideau. “It’s one thing to test in your own national sphere, but it’s another to be correctly exchanging information digitally with other nations.”
The event is both a large experimental testbed and a series of smaller sandboxes connected by developmental threads. For the Canadian Army team, the DACAS thread provided the opportunity to continue the evolution of DACAS capability for JTACs and evaluate a new communications waveform called SATURN (Second generation Anti-jam Tactical Ultra high-frequency Radio for NATO) they have been testing over the past year.
Part of the JFM project interest in the Joint Fire Support Joint Mission thread was on Artillery Systems Cooperation Activities (ASCA) software that will allow NATO artillery headquarters to communicate with one another with standardized digital message exchange. But the team’s primary interest was testing the variable message format (VMF) used for close air support in a different context – as a tool for a forward observer to communicate with an artillery command and control (C2) node to execute surface-to-surface fire support using already fielded combat net radios.
The test was conducted against what is known as DAFS Engineering Change Proposal 1 (ECP 1), a first step to prove or disprove the software’s ability to conduct a standard area neutralization fire mission. Done in an ECP laboratory, the DACAS tactical equipment and an allied fire support C2 node exchanged information, with a protocol analyzer acting as a third party to collect all digital radio traffic. This ensured that the call for fire messages reached their intended destination, and nothing was lost or altered along the way.
“There is a standardized protocol you are tested against with all sorts of niche information in there to make sure grid coordinates don’t slip or bearings don’t change,” Brideau explained. “Depending on the way the message standard is implemented, there can be problems.”
He cautioned that the ECP 1 is not a compliance test with pass or fail. Called a characterization test, the evaluation is more of an investigative tool to put a system through a testing protocol and return a number of findings. The JFM project has not yet received formal results, but the DACAS system performed “as we would have hoped,” said Brideau, a qualified JTAC and forward observation officer (FOO) who has worked extensively with the parachute company of the 3rd Battalion, Princess Patricia’s Canadian Light Infantry.
“Information was being relayed correctly. The way it looked when it was received was the same way it looked when it was sent. And no major issues were discovered. With any testing protocol there are little things you find that warrant investigation for future improvement of the capability, but the existing equipment is clearly capable of executing a basic call for fire from an observer to a C2 node.”
When Bold Quest 2023 takes place next summer in Hawaii, the JFM team intends to provide the application to forward observers on a U.S. Marine Corps exercise called Island Marauder to gather further feedback on how it behaves in a training environment and what FOOs like and don’t like about it to help inform the requirements for the eventual solution that JFM will procure.
The intended outcome of the wide-ranging JFM project, which is currently in options analysis and on the verge of entering the definition phase, is a digital call for fire that would network forward observers to any shooter on the ground, in the air or at sea. DACAS has delivered a foundational piece for JTACs to connect with aircraft; the experiments at Bold Quest are confirming another piece – interoperable digital communications to conduct surface-to-surface fire support.
“We wanted to push the limits of the existing capability with a view to refining the operational requirements that we’ll use for the JFM solution down the road,” Brideau added.
As part of the VMF thread, the Canadian team then stepped out of the ECP Lab and into the multinational test environment to run “mission threads” with other nations, successfully exchanging digital calls for fire with U.S., Australian and New Zealand command and control systems. The value of those trials was not just proving technical interoperability, Brideau emphasized, but also identifying improvements for the user interface. Fire support calls, whether from air or ground assets, are often made under extreme stress and fatigue when motor skills are possibly impaired and cognitive function is overburdened.
“How does the user interact with that application and how can it become easier, less of encumbrance? How many taps does it take to get rounds down range? We’re looking for subtle things that can streamline the user experience,” he explained.
Though the Canadian contingent in the Joint Fire Support Joint Mission thread was sizeable – around 10 at times – he suggested more elements of the Army might benefit from Bold Quest writ large. Other events include threads dedicated to C4ISR, cyber and ground command and control, many of which are being woven together as the U.S. military builds out its Joint All Domain Command and Control (JADC2) concept. “The value density of Bold Quest is very high,” said Brideau.
Members of the Joint Fires Modernization team put their DACAS system through a characterization test to assess its ability to conduct digitally-aided fire support. Photo: DND
Prochaine étape pour les feux numériques
Il y a six ans, l’Armée canadienne a fait l’acquisition d’un système Android d’appui aérien rapproché à assistance numérique (DACAS) qui a fondamentalement transformé les engagements AAR air‑sol. Au lieu d’avoir recours à la communication vocale pour la saisie manuelle dans le système d’aéronef par le pilote, les contrôleurs interarmées de la finale de l’attaque (CIFA) peuvent désormais envoyer de l’information numérique sur le ciblage recueillie à l’aide d’un télémètre laser directement à un pilote et son ordinateur de mission dans un CF‑18 ou un avion de chasse allié avec seulement quelques touches d’une tablette.
Ce système DACAS continue d’évoluer, mais l’Armée évalue maintenant si l’application Android Tactical Assault Kit (ATAK) peut atteindre les mêmes résultats pour les tirs d’artillerie surface‑surface.
Au cours de Bold Quest 2022 à Fort Stewart, en Géorgie, cet été, une équipe interfonctionnelle du projet de modernisation des feux interarmées (MFI) au sein de la Direction – Besoins en ressources terrestres et du service du sous‑ministre adjoint (Matériel), des membres de l’École du Régiment royal de l’Artillerie canadienne et des experts en ciblage du Centre de guerre interarmées ont participé à la composante de l’appui‑feu/la mission interarmées.
Plus précisément, l’équipe MFI et le Directeur – Gestion du programme de soutien de l’armement (D Gest PSA) ont procédé à un essai de caractérisation du système DACAS afin d’évaluer sa capacité de fournir un appui‑feu à assistance numérique (DAFS).
« Nous avons utilisé notre équipement existant et nous l’avons soumis à un différent protocole d’essai pour déterminer ses autres capacités », a expliqué le capitaine Aaron Brideau, directeur adjoint du projet MFI.
Bold Quest est une démonstration multinationale d’interopérabilité des tirs interarmées parrainée par l’état-major interarmées des États-Unis qui invite les partenaires de l’OTAN et du théâtre du Pacifique à mettre à l’essai les limites d’interopérabilité de la coalition au moyen de capacités en cours d’élaboration ou sur le point d’être mises en service. Le Capt Brideau a fait remarquer que le contexte de la coalition est essentiel pour prouver la viabilité du système DACAS. « C’est une chose de mener des essais dans sa propre sphère nationale, mais c’est autre chose d’échanger de l’information correctement de façon numérique avec d’autres pays. »
L’activité est à la fois un important banc d’essai expérimental et une série de plus petits environnements protégés liés par volets de développement. Pour l’équipe de l’Armée canadienne, le volet DACAS a donné l’occasion de poursuivre l’évolution de la capacité DACAS pour les CIFA et d’évaluer une nouvelle forme d’onde de communication appelée SATURN (Second generation Anti-jam Tactical Ultra high‑frequency Radio for NATO) qui a été mise à l’essai au cours de la dernière année.
Une partie de l’intérêt du projet MFI dans le volet de l’appui‑feu/la mission interarmées a été sur le logiciel des activités de coopération en matière de systèmes d’artillerie (ASCA) qui permettra aux quartiers généraux d’artillerie de l’OTAN de communiquer l’un avec l’autre au moyen de l’échange de messages numériques normalisés. Cependant, l’intérêt principal de l’équipe était la mise à l’essai du format de message variable (VMF) utilisé pour l’appui aérien rapproché dans un contexte différent – comme outil pour qu’un observateur avancé puisse communiquer avec un nœud de commandement et contrôle (C2) d’artillerie en vue de l’appui‑feu surface‑surface à l’aide de postes radio tactiques déjà en service.
L’essai a été mené contre ce qu’on appelle la Proposition de modification technique 1 (PMT 1) du DAFS, une première étape pour prouver ou réfuter la capacité du logiciel d’exécuter une mission de tir de neutralisation de zone. Dans le cadre de l’essai, mené dans un laboratoire PMT, l’équipement tactique DACAS et un nœud C2 d’appui‑feu allié ont échangé de l’information, et un analyseur de protocole a agi à titre de tierce partie pour recueillir le trafic radio numérique. Cette mesure a permis d’assurer que les messages de demande de tir ont atteint leur destination, et rien n’a été perdu ou modifié en cours de route.
« Il existe un protocole normalisé qui est mis à l’essai par rapport à toutes sortes d’informations très pointues pour veiller à ce qu’aucune erreur ne se glisse dans les coordonnées de quadrillage et que les positions ne changent pas », a expliqué le Capt Brideau. « Selon la manière dont la norme de message est mise en œuvre, il peut y avoir des problèmes. »
Il précise que la PMT 1 n’est pas un test de conformité ayant des critères de réussite ou d’échec. Appelée essai de caractérisation, l’évaluation est plutôt un outil d’enquête permettant de soumettre un système à un protocole d’évaluation et d’obtenir des conclusions. Le projet MFI n’a pas encore reçu de résultats officiels, mais le système DACAS a fonctionné « comme nous l’aurions espéré », a affirmé le Capt Brideau, un CIFA qualifié et un officier observateur avancé (OOA) qui a beaucoup travaillé avec la compagnie de parachutistes du 3e Bataillon, Princess Patricia’s Canadian Light Infantry.
« L’information a été transmise correctement. Son apparence lorsqu’elle a été reçue était la même que lorsqu’elle a été envoyée. Et aucun problème important n’a été découvert. Comme c’est le cas pour tout protocole d’évaluation, certains détails méritent d’être examinés pour améliorer la capacité à l’avenir, mais l’équipement existant est manifestement en mesure d’exécuter une demande de tir de base d’un observateur à un nœud de C2. »
Bold Quest 2023 aura lieu à Hawaii l’été prochain, et l’équipe MFI a l’intention de fournir l’application aux observateurs avancés participant à un exercice du Corps des Marines des États‑Unis appelé Island Marauder pour recueillir davantage de commentaires sur la façon dont elle se comporte dans un environnement d’instruction et découvrir ce que les OOA aiment et ce qu’ils n’aiment pas de l’application pour aider à déterminer les exigences de la solution éventuelle offerte par la MFI.
Le résultat visé du projet MFI de grande envergure, qui en est à l’étape de l’analyse des options et s’apprête à passer à l’étape de la définition, est une demande de tir numérique qui établirait des réseaux entre les observateurs avancés et tout tireur sur terre, en mer ou dans les airs. Le système DACAS offre une composante fondamentale pour que les CIFA puissent établir des liens avec les aéronefs; les expériences menées lors de Bold Quest confirment une autre composante – des communications numériques interopérables pour coordonner l’appui‑feu surface‑surface.
« Nous voulions repousser les limites de la capacité existante dans le but de raffiner les exigences opérationnelles dont nous nous servirons pour la solution MFI à l’avenir », a ajouté le Capt Brideau.
Dans le cadre du volet VMF, l’équipe canadienne a ensuite quitté le laboratoire PMT pour exécuter des « fils de mission » avec d’autres pays dans l’environnement d’essai multinational, ce qui lui a permis d’échanger des demandes de tir numériques avec des systèmes de commandement et contrôle des États‑Unis, de l’Australie et de la Nouvelle‑Zélande. Le Capt Brideau a souligné que ces essais n’avaient pas seulement pour objet de confirmer l’interopérabilité technique, mais également de déterminer les améliorations à apporter à l’interface de l’utilisateur. Les demandes d’appui‑feu, qu’elles proviennent de ressources aériennes ou terrestres, sont souvent présentées dans des conditions de stress extrêmes et de fatigue lorsque les habiletés motrices sont affaiblies et la fonction cognitive est surchargée.
« Comment l’utilisateur interagit-il avec cette application et comment peut‑elle être plus facile à utiliser? Combien de touches doit‑on appuyer pour tirer des coups? Nous sommes à la recherche de choses subtiles qui peuvent simplifier l’expérience de l’utilisateur », a‑t‑il expliqué.
Même si le contingent canadien dans la composante de l’appui‑feu/la mission interarmées était important – environ 10 à certains moments – il a suggéré que d’autres éléments de l’Armée pourraient tirer profit de Bold Quest dans son ensemble. D’autres activités comprennent des composantes consacrées au C4ISR, au commandement et contrôle dans le cyberespace et au sol, dont un grand nombre sont regroupées alors que les forces armées américaines développent davantage leur concept de commandement et de contrôle interarmées dans tous les domaines (JADC2). « La valeur de Bold Quest est très élevée », a affirmé le Capt Brideau.