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未来战(zhàn)场新常态:有人/无人机协同作战
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发布时(shí)间(jiān):2021年02月24日 编辑:中国电子(zǐ)科学研究院专家樊锐(ruì),张鑫(xīn)龙,马(mǎ)磊,周荣坤

未来(lái)战场新常(cháng)态:有人/无人机(jī)协同(tóng)作战

  摘 要:有人/无人机协同将(jiāng)成为(wéi)无人平台(tái)在未来战场运(yùn)用(yòng)的新常态。随着武器装备的智能化(huà)、自主化水平(píng)不断提高,人与(yǔ)机器之间的任务(wù)剖分会发生明显改变,人(rén)会逐渐把大量(liàng)重复且确定的工作交给机器完(wán)成,而自己只参与(yǔ)重(chóng)要决策环节。有人/无人(rén)机协同(tóng)作战是(shì)分(fèn)布式(shì)协同作战理(lǐ)念指导(dǎo)下应(yīng)用较为广(guǎng)泛的典型作战模(mó)式,通过有人平台和(hé)无人机之(zhī)间分工协作(zuò),形成(chéng)优势互补,达到“1+1>2”的(de)作战效(xiào)果。本文对近些(xiē)年美(měi)军在有人(rén)/无人(rén)机协同领域的项目进行(háng)深入分析,总结了有(yǒu)人/无人机协同需要发展(zhǎn)的关键(jiàn)技术,并对有人/无人机协同作战的(de)典型作战场景和作(zuò)战流程进行研(yán)究(jiū),提(tí)出对有(yǒu)人/无人机(jī)协同作战领域未来发展(zhǎn)的思考。

  关键词: 有人/无人协同;无人(rén)机

  

引 言

  有人/无人机协同(tóng)作战(zhàn)是将(jiāng)体系能力分散(sàn)到有人和(hé)无(wú)人平台之(zhī)上,通过体系内各平(píng)台之(zhī)间的(de)协(xié)同工作,一方(fāng)面使(shǐ)作战能力倍增,另一方(fāng)面利用无人机实现(xiàn)对有人机(jī)的保护,大幅(fú)提高(gāo)体系的抗毁(huǐ)伤能力和(hé)鲁棒性。有人/无人协同作战能够实现有人和无人平台之间的优势互补,分(fèn)工协作,充(chōng)分(fèn)发挥各(gè)自平(píng)台能(néng)力,形成“1+1>2”的效果。有人机与无(wú)人(rén)机在空中作(zuò)战将长期保持控制与被控制(zhì)的(de)关系[1],随(suí)着无人智能化水平的不断发展(zhǎn),有人机与无人机协(xié)同作(zuò)战样式、协同形(xíng)态(tài)和(hé)相关技术也(yě)在不断演进。因此,发展有人/无人机协同编队提高(gāo)作战效能是现阶段的(de)明(míng)智选(xuǎn)择。

  本文主要研究美军(jun1)在有(yǒu)人(rén)/无人机协(xié)同领域的项目和技术突破(pò)情况,给出对于有人/无人机未来发展(zhǎn)的(de)思考(kǎo)。本文组织结构(gòu)如下:第1章对美(měi)军近(jìn)些年在有人/无人机(jī)协同方向典型(xíng)项目(mù)进行重点(diǎn)分析;第2章主要介绍了有人/无人机协同的关键技(jì)术;第3章是有(yǒu)人/无人机典型作战场景和场(chǎng)景模式;第4章是对有人(rén)/无(wú)人协同未来发展方向的展望;最(zuì)后对本文进行总结(jié)。

  1 美军有(yǒu)人/无人机协同发(fā)展(zhǎn)现状分析

  美(měi)军将有人(rén)/无人协同列为“第三次抵消战(zhàn)略”五(wǔ)大关(guān)键技术领域之一。有人(rén)/无人协同(tóng)概念最早(zǎo)出(chū)现于上世纪(jì)60年代,指有人与无人系统之间为实现共(gòng)同作战任务目标建立起联(lián)系(xì),用于描述平台互用性和共(gòng)享资(zī)产控(kòng)制(zhì)。近(jìn)些(xiē)年,DARPA及(jí)各军兵(bīng)种在有(yǒu)人/无人(rén)机协同(tóng)领域(yù)开展了(le)大量研究(jiū)工作,主要从体(tǐ)系架构、指挥控制、通信组网以及人(rén)机交互四个方面重点发展。

  1.1 体系架构

  为了探索确(què)保美国空中优势的新方(fāng)法(fǎ),2014年(nián),DARPA发布(bù)体系集成技术和试验(SoSITE)项目公告。该项目目标是(shì)探索一种更新、更灵活的方式,将(jiāng)单(dān)个武器系统的能力分散到多(duō)个有人与无人平台、武器(qì)上,寻求开(kāi)发(fā)并实现用于新技术快速集(jí)成的(de)系统架构概念(niàn),无需对现(xiàn)有能(néng)力、系统或(huò)体系进行大规模(mó)重(chóng)新设计。SoSITE项目计(jì)划运用开放式系统架构方法,开发可无缝安(ān)装、即装即用,并(bìng)能快速完成现代化(huà)升级的、可(kě)互换的模块和平台,使(shǐ)得新(xīn)技(jì)术的集(jí)成(chéng)整合更容易、更(gèng)快速。如(rú)图1所示,通(tōng)过开放(fàng)式(shì)系统架构方(fāng)法(fǎ)实现空中平台关键功能在各类有人/无人(rén)平台(tái)间的分配,包括电子战、传感器(qì)、武器系统(tǒng)、作战管理(lǐ)、定位导航与授时以(yǐ)及(jí)数据/通信链等功能。

  

  图1  SoSITE概念图

  2017年,美(měi)军(jun1)在SoSITE分布式(shì)发展思路的基础(chǔ)上,进一步提(tí)出了(le)“马(mǎ)赛克战”的概念,更加强调不同平台之间动态协同,从(cóng)平台(tái)和关键子系统的集(jí)成转(zhuǎn)变(biàn)为战斗网络的连接、命令与(yǔ)控(kòng)制。通过将各(gè)类传感器、指挥控制系统、武(wǔ)器系统等比作(zuò)“马赛克碎(suì)片”,通过通信网络将各个碎片之间进行铰链,形成(chéng)一个灵活机动的作战体系,解决传统装(zhuāng)备(bèi)研(yán)发(fā)和维护成本高、研制周期长的问题。

  1.2 指挥控(kòng)制(zhì)

  针对(duì)有人(rén)/无人机协同的指挥控制,美军重点研究强对(duì)抗/干扰环境下的(de)有人机(jī)与无人机协作执行任务(wù)的方法,形成分布式的指控管(guǎn)理能力(lì)。

  2014年,DARPA提出“拒止环境中协同作战”(CODE)项目。“CODE”的目标是使配备“CODE”软件的无(wú)人机群在一名有人平台(tái)上任务指挥(huī)官的全权监管下,按照既定交战规则(zé)导(dǎo)航到(dào)目的地,协作执行寻找、跟踪(zōng)、识别和打击目标的任务[2,3]。CODE项目通过开发先进(jìn)算(suàn)法和(hé)软件,探(tàn)索(suǒ)分(fèn)布式作(zuò)战中无(wú)人机的自主和协同技术,扩(kuò)展美军现(xiàn)有无(wú)人机系统在(zài)对抗/拒止作(zuò)战空间与地(dì)面(miàn)、海上高(gāo)机动目标(biāo)展开(kāi)动(dòng)态(tài)远程交(jiāo)战(zhàn)的能力。

  CODE项目分为三个阶(jiē)段,

  •   第一(yī)阶段从2014年到2016年(nián)年初,内容包括系统分(fèn)析、架构(gòu)设计和发展关(guān)键技术(shù),完成系统(tǒng)需求定义和初步系统设计;

  •   第(dì)二阶段从2016年(nián)年(nián)初到(dào)2017年(nián)年中(zhōng),洛马和雷神公司以RQ-23“虎鲨”无人机为测试平台,加装相关软(ruǎn)硬件,并开展了大量飞行试验,验证了开发式架构、自主协同规划等指标;

  •   第三阶段从2018年1月开始(shǐ),测试(shì)使用6架真实无(wú)人机以(yǐ)及(jí)模拟飞机(jī)的(de)协同能力,实现单(dān)人指挥(huī)无人机小组完成复杂任务。

  

  图2  “拒(jù)止环境中协(xié)同作战”项目(mù)

  2014年,DARPA提(tí)出“分布式战场(chǎng)管理”(DBM)项目。项目(mù)背(bèi)景是未来(lái)的(de)对抗性空(kōng)域,协同作战的飞机可能(néng)需要(yào)限制(zhì)通信以免被(bèi)对手(shǒu)发现(xiàn),或者会(huì)被(bèi)对方干扰而(ér)无法交换信息,这将严(yán)重(chóng)影响有人(rén)/无人编队作战能力(lì),为此,DBM项目的(de)目标是使作战编队即使在受到干扰的情况下也能继续执行任务。

  • 2014年启动第一阶段(duàn),通过发展先进算法和软件,提高分布式空战任务(wù)自适应规划和态势感知等(děng)能力,帮助履(lǚ)行战场管理任务(wù)的飞行员进(jìn)行快(kuài)速(sù)且合理的决策,以(yǐ)在强对抗环境下(xià)更好地(dì)执行复杂作战任(rèn)务(wù)。
  • 2016年5月,DARPA向洛马公司授予(yǔ)1620万美元(yuán)的(de)项目第二阶(jiē)段合同,设计(jì)全功能决策辅(fǔ)助软(ruǎn)件原型,帮助策划有人机和(hé)无人机(jī)参(cān)与的复杂空(kōng)战。
  • 2018年1月,DARPA已向BAE系统公司授予DBM项目第三阶段合同(tóng),前两阶段发展的成果能让有人(rén)/无人(rén)机编组在干(gàn)扰环境(jìng)中飞(fēi)行,具备回避(bì)威胁和攻击目标(biāo)的能力。图(tú)3是DBM项目的能力验证环(huán)境(jìng)。

 图(tú)3  “分布式作战管理”能力验证(zhèng)环境

  1.3 通信组网

  有人平台和无人平(píng)台通(tōng)过通信网(wǎng)络进行(háng)连接,有人/无人机协(xié)同能力形成是以平台(tái)之间的互联互(hù)通为基本前提(tí)的(de)。协同任务一方面对通信网络的带(dài)宽、时延(yán)、抗干扰/毁伤、低探测(cè)等性能提出了新要求,另一(yī)方面通(tōng)信(xìn)组(zǔ)网应(yīng)能适应传统(tǒng)平台的异构网(wǎng)络(luò)以及(jí)未来新(xīn)型/改进型网络。

  “中平台间的(de)通信能(néng)力(lì)对抗(kàng)环(huán)境中(zhōng)的通信”(C2E)项目通过(guò)发展抗干扰、难探(tàn)测(cè)的通信网络技术,确保在使(shǐ)用相(xiàng)同射频和波形的飞机之间开展不受限制的通信,以应对(duì)各种(zhǒng)频谱战威胁(xié)。

  DARPA在2015年发布 “满足任务最优化的动(dòng)态适应网(wǎng)络”(DyNAMO)项目,通过开(kāi)发(fā)网络动(dòng)态适应技术,保证各类航空平台在面对主动干扰(rǎo)时,能在一定安全等级下进行即时高(gāo)速通信,C2E项(xiàng)目(mù)的硬件成果被用于该(gāi)项目的演(yǎn)示验证,保(bǎo)证原(yuán)始射频数据在(zài)目(mù)前不(bú)兼容的空基网络(luò)之(zhī)间进行(háng)通信,为有人/无人机协同体系中异构(gòu)平台(tái)之间的实(shí)时数据共(gòng)享(xiǎng)奠定了(le)基(jī)础。

图(tú)4  美(měi)军现有主要空基网络示意图

  1.4 人机交互

  CODE等项(xiàng)目在有人/无人机协(xié)同(tóng)的人(rén)机交互上也(yě)做了大量工作(zuò)。此外,美军(jun1)陆军于2017年(nián)完成“无(wú)人机操作最佳角色分配管理控制系统(tǒng)(SCORCH)”研发。如图(tú)5所示,“SCORCH”系(xì)统包含无人机的智能自(zì)主学习行为软件以及高(gāo)级用户界面(miàn),提(tí)供了独特(tè)的协同整合能力,将人机交互、自(zì)主性和认(rèn)知科学领域的(de)最新技术融(róng)合到一(yī)套整体作战系(xì)统中。系统界面(miàn)针对多架无人机控(kòng)制进行了优化(huà),设有具备触摸屏(píng)交(jiāo)互(hù)功能的玻璃座舱、一个配备专用触摸显示屏的移动式游戏型手动控(kòng)制器、一个辅助型目标识别系统以及其他高级特性。“SCORCH”负责多架无人机的(de)任务(wù)分配,并(bìng)在达到关键决策(cè)点(diǎn)的时候向(xiàng)空中任务指挥者发出(chū)告警(jǐng),允许单(dān)一操作者同时有效控制三个无人机系统并浏览(lǎn)它们传回的实时图像。

  

  图5  无人机操作最佳角色(sè)分配管理控制系统

  2 有人/无人(rén)机协同关键技术分析

  2.1 开放式(shì)系统架(jià)构技术

  有人/无人机协同包含多种(zhǒng)作战平台,如果不同的作战平(píng)台(tái)上采用(yòng)差异较大的技术体制,将致体系集成难度剧增。开放式(shì)系统架构正是(shì)为了解决该(gāi)问题进行设计的,推(tuī)动(dòng)采办和商业(yè)模型远离传统烟囱(cōng)式开(kāi)发模式(shì),具有可移(yí)植、模块(kuài)化、解(jiě)耦合、易(yì)升级(jí)、可扩展等(děng)特点,可降(jiàng)低寿命(mìng)周期成本(běn),缩短部署(shǔ)时间,获(huò)得了工业界(jiè)和国防部的支持。

  目前,美军具有代表性(xìng)的开放式(shì)系(xì)统架构有未(wèi)来机载能力环境(jìng)(Future Airborne Capability Environment,FACE)和开放(fàng)式任务系统(Open Mission Systems,OMS)。

  2.1.1 未来机载能力环境

  美国海军提出未来机载能力环(huán)境概(gài)念,目标是建立一个公共操(cāo)作环境,以(yǐ)支(zhī)持软件在任(rèn)意机载电子系统(tǒng)上的移植(zhí)和部署。该思想受到了移(yí)动设备中使用公共(gòng)操作(zuò)环(huán)境(jìng)所带来优势的启发。FACE通过制定一个严(yán)格的(de)开放标准集合,采用开放式体系结构、集成式模块化航空(kōng)电子系统和模块化开放系统分析方法(fǎ),使航空电子(zǐ)系统内部应用程序之间的(de)互操作性最大化。

  未来机载能力环境(jìng)(FACE联盟)成(chéng)立于2010年,旨在为所有军用机载平(píng)台类型(xíng)定义开放(fàng)的(de)航空电子环境。FACE技术(shù)标准是一种开放的实时标准,用(yòng)于(yú)使安全关键计(jì)算操作更加健壮、可互操(cāo)作更强、便携且安全。该标准(zhǔn)的(de)最新版本(2017年发布3.0版(bǎn)本(běn))进一步提(tí)升了应用程序的互操作性和(hé)可移植性(xìng),增强了在(zài)FACE组件之间交(jiāo)换(huàn)数据的要求,包括正式(shì)指定(dìng)的数据模型,并强调定义标准的通用语言要求。通过使用标准(zhǔn)接口,该开放标准实(shí)现(xiàn)了系统和组件之间的互操作性以及(jí)接口(kǒu)重(chóng)用。图6是FACE的软(ruǎn)件架构,共分为可移(yí)植组件单元、传输服务(wù)单元、平台特定服务单元、输入输出服(fú)务单元(yuán)以(yǐ)及操作系统单元(yuán)。

  在(zài)航空电子系(xì)统中(zhōng)使用开放(fàng)标准(zhǔn)的标(biāo)准化(huà)具有(yǒu)以下几个方(fāng)面的(de)优(yōu)势:(1)降低FACE系统开发(fā)和实施(shī)成本(2)使用(yòng)标准(zhǔn)接口将导(dǎo)致功能的(de)重用(3)跨多个FACE系统和供(gòng)应商的应用程序的可移植性(4)采购(gòu)符合(hé)FACE标准的(de)产品。  

  图6  FACE架构

  2.1.2 开放式任务(wù)系统

  美国空(kōng)军发起了开放式任务系统计划,旨在开(kāi)发(fā)一种非专有的开放(fàng)式系统(tǒng)架(jià)构(gòu)。OMS项目由来(lái)自(zì)政府、工(gōng)业界和学术界成员组成(chéng),正在积极(jí)协(xié)调新兴OMS标(biāo)准的制(zhì)定,包括(kuò)多个机载平台和传(chuán)感器采(cǎi)集程序(xù),以及无(wú)人机系统(UAS)指(zhǐ)挥和控制(zhì)计划(UCI)和通用任务控(kòng)制中心(CMCC)。

  OMS以及其他OSA工作(zuò)的目(mù)标(biāo)是(shì)确定新(xīn)的采购和架构方(fāng)法,以降低开发和(hé)生命(mìng)周期成本(běn),同时提供升级(jí)和扩展系统功(gōng)能的可行途径。由美国空军开发的开放(fàng)式任务系统(OMS)标(biāo)准(zhǔn)在其(qí)定义中利用(yòng)商(shāng)业开发的面向服务(wù)的体系结构(SOA)概念和(hé)中间件。空(kōng)军正在寻求扩(kuò)展OMS标准的(de)能力,以促进(jìn)航空电子系统的(de)快速发(fā)展。UCS OMS参(cān)考架构建立了面(miàn)向服务的基本设(shè)计模式和原(yuán)则以及(jí)关(guān)键接口和(hé)模块。航空电(diàn)子系统的功(gōng)能(néng)被表征为一(yī)组服务和一组客户。在某些情况下,程序或系统(tǒng)可以是客户端和服务。OMS标(biāo)准定义了(le)客户端和(hé)服(fú)务的基本行为(wéi)以及用于(yú)进入(rù)和退出系统的航空(kōng)电(diàn)子服务总线(ASB)协议,支持测(cè)试,容错,隔离和身份(fèn)验证。

  在(zài)SoSITE项目的最(zuì)新试(shì)验中,使用了臭鼬(yòu)工厂开发的(de)复杂组织体开放(fàng)式系统架构(gòu)(E-OSA)任务计算机版本(běn)2(EMC2),即所(suǒ)谓的“爱因斯(sī)坦盒”,如(rú)图7所示(shì)。洛(luò)克(kè)希德·马丁(dīng)公司(sī)开发的E-OSA兼(jiān)容了美空军(jun1)OMS标准。“爱因斯坦盒”可为(wéi)系统之(zhī)间的通信(xìn)提供了(le)安全保护(hù)功(gōng)能,在(zài)将(jiāng)相(xiàng)关能力部(bù)署到(dào)操作(zuò)系统之前,“爱因斯坦(tǎn)盒”能够(gòu)确保快速而安全(quán)的(de)实验。“爱(ài)因斯(sī)坦盒”不仅是(shì)一个通信网关,它(tā)可被比作一部(bù)智能手(shǒu)机,能够运行(háng)很多不同的应用程序,具备实现动态任务规划、ISR以(yǐ)及电子(zǐ)战的能力。

图7  使用EMC2的美军试验

  2.2 无(wú)人机控制权限交接

  不同无人机控制权限(xiàn)交接流程和交(jiāo)接指令(lìng)差异较大,STANAG 4586通用(yòng)控制标准目前并(bìng)不涵(hán)盖无(wú)人机控(kòng)制权限(xiàn)交接的指令,目(mù)前在无(wú)人机控制权限交接上缺乏统一(yī)的标准[4,5]。无人机控制权限交(jiāo)接指(zhǐ)令主要分成:申请权限(xiàn)请求(qiú)、释放权限请(qǐng)求、抢权请求(qiú)、同意、不同意和确认等(děng)。

  有人(rén)/无人(rén)机协同作战在控(kòng)制权交接上可大致分(fèn)成(chéng)空地交接和空空交(jiāo)接两种(zhǒng)模式。空(kōng)中不同的有(yǒu)人机平台之间对(duì)无人(rén)机(jī)控(kòng)制权限进行交接,主要发生(shēng)在存在有人机加入(rù)和退(tuì)出有人/无人机(jī)协同作战体系时,如有人(rén)机(jī)油料不足(zú)需要返(fǎn)航(háng)或(huò)者被敌方击中,需要将无人机(jī)控制权限(xiàn)交给其他有人机。有人机与地面控(kòng)制站(zhàn)之间对(duì)无人机的控制权(quán)限进行交接(jiē),主要发生在执行任(rèn)务前(qián)和任务(wù)完成后,无人机起降过程还(hái)需地面控制(zhì)站作为主控(kòng)方,另外当发现无人机(jī)出现异常情况(kuàng),有(yǒu)人机操作不及时时,也需将(jiāng)无人机控制权(quán)限交(jiāo)给地面控制站。

  2.3 协同任务分配和航路智能规(guī)划

  针对有/无人(rén)平(píng)台编队协同作战任(rèn)务过程中的任务自规划、航路自(zì)调整、目标自分配等要求和特点(diǎn)[6],利用战术驱动的(de)任务自(zì)动分(fèn)解与角色自主(zhǔ)分配技术,在(zài)有人(rén)机上进(jìn)行强实时战术驱动(dòng)的任务自动解(jiě)算(suàn)与有人/无人平(píng)台角色智能(néng)化分配,自主生成多种可行的任务规划方案,为(wéi)有人机(jī)操作(zuò)人员选(xuǎn)择(zé)最(zuì)佳(jiā)方案提供辅助决策支撑。

  如图8所(suǒ)示,利用有人/无(wú)人协同航路临(lín)机规划(huá)技(jì)术(shù),基于战场(chǎng)环境、作战态势和平(píng)台(tái)状(zhuàng)态的航(háng)路在线自动计算与(yǔ)优化,提供(gòng)多种航路(lù)规划方案。建立任务自主分配策略和辅助(zhù)决策知识库、航(háng)路自规(guī)划与自适应(yīng)飞行控制策略和辅助决策知识库,提(tí)高(gāo)有/无(wú)人编队协同作战的自主(zhǔ)化(huà)规划(huá)能力(lì)。

  

图8  协同任务分配和航路智能规划

  2.4 综合识别和(hé)情报(bào)融合

  针对不同的(de)有(yǒu)人/无人协同作战任务,有人机和无(wú)人机携带的(de)载荷类型差异较大,特(tè)别是无人(rén)机(jī)可携带的载荷包括雷达、可见光、红(hóng)外、多光(guāng)谱/超光谱、电子侦察等(děng),通常情况(kuàng)下无(wú)人机同(tóng)时携带多种类型载荷进行探测,多个无(wú)人(rén)机平台将会采(cǎi)集大量多(duō)源(yuán)情报(bào)数据。为了(le)提高远距(jù)离目标识别的置信度,增强态(tài)势感知、改善目标检测,提高精(jīng)确定位,提高生存能力,不同(tóng)平台多(duō)模态(tài)传感(gǎn)器情报的综合识别和融合将(jiāng)会是(shì)有人/无人协同的关键技术之一。目前,深(shēn)度神经网络在图像(xiàng)/视(shì)频的(de)目标检测和识别领(lǐng)域(yù)取得(dé)广泛的应用,比传统方法(fǎ)具(jù)有(yǒu)明显优势。借助人工智能(néng)技术,通过对多(duō)源情报(bào)数据进行综合识别和情报融合,形成战(zhàn)场统一态势信息(xī),为决策(cè)过程提(tí)供快速、精确、可(kě)靠的依据。

3 典型作战场景和作战流(liú)程

  以空中预警机为例,下面(miàn)对有(yǒu)人/无人协同作战典型(xíng)作(zuò)战场景进行介绍。如图9所示,预(yù)警机实现有人/无(wú)人编队的指挥控制与引导,由预警机完成信息的综合处(chù)理、联合编队的(de)战术决策、任(rèn)务管理以及对无人机的指挥控制,由无人机完成自主飞行控(kòng)制、战场态势感(gǎn)知以及对(duì)空/地/海目标的最终打击(jī)[7]。有(yǒu)人战(zhàn)机充(chōng)当体系中的通信节点,将有人/无人作战编队嵌入到整个对(duì)抗体系中,从而实现战场的(de)信息共享、可用资源的统一调度及作战任务的综合管理。

  

  图9  有(yǒu)人/无人机协同典型作战(zhàn)场景(jǐng)

  有人/无人(rén)机协同作战典型作战流程(chéng)如(rú)图(tú)10所示,共(gòng)分(fèn)成任务(wù)准备(bèi)阶(jiē)段、任务执行(háng)阶段和(hé)任务(wù)结束阶段。

  (1)任务准备阶段。

  分别完(wán)成对有人机和无人机的任务(wù)/航路装订。有人机和(hé)无人(rén)机(jī)分别(bié)起飞,并飞(fēi)至交接区域,无人(rén)机地面控制站(zhàn)将无人(rén)机的控(kòng)制权限移交给有(yǒu)人机(jī),在有人机的(de)指挥(huī)下,共(gòng)同飞(fēi)往(wǎng)任务区域。

  (2)任务执行阶(jiē)段。

  有人机根据当(dāng)前战场(chǎng)态势(shì)信息,分配各个无人机的(de)作战任务(wù),并对无人机的航线和(hé)传感(gǎn)器进行规划。无(wú)人机(jī)在有人(rén)机(jī)的指挥下,按照规划结果执行(háng)飞行任(rèn)务(wù),抵达目(mù)标区域后,传感(gǎn)器开机。有人(rén)机(jī)上的操作(zuò)人员对无人(rén)机(jī)传感器进(jìn)行控制,无人机负(fù)责采集并(bìng)回传目标情报至有人机。通过多源情报综合处理,形成新的态(tài)势信息,为有人机的进一步决(jué)策提供(gòng)依(yī)据。

  (3)任务结束阶段。

  任务执(zhí)行(háng)完(wán)成后(hòu),有人(rén)机(jī)指(zhǐ)挥无人机抵达(dá)交接区域,有人(rén)机(jī)将(jiāng)无人(rén)机(jī)的控制权限移(yí)交给无(wú)人机地面控制(zhì)站。有人机和无人(rén)机(jī)执(zhí)行各(gè)自的任务或返航(háng)。

  

  图10  有(yǒu)人/无人机协(xié)同典(diǎn)型作(zuò)战流程

  4.对有(yǒu)人/无人(rén)机协同领域发(fā)展(zhǎn)的展望

  有人/无人机协同作战是未(wèi)来重要的发展方(fāng)向,在对当前(qián)美军有人/无人协同项(xiàng)目和关键技术分析和理解的(de)基础上(shàng),可预见未(wèi)来该领(lǐng)域将会逐(zhú)渐向以下(xià)方向发展。

  (1)“即(jí)来即(jí)用”的大规(guī)模无人机控(kòng)制

  随(suí)着(zhe)未来无人机自主能力不断提升,只在重大决策(cè)点需要人为介(jiè)入,无人机操作(zuò)人(rén)员(yuán)控制的无人机(jī)数量将大(dà)幅提升。另外(wài),人机交互的手段将越来(lái)越丰富,对无人机(jī)的控制效率将(jiāng)得到(dào)本质改善。有人机通过通(tōng)用(yòng)指令对不同型(xíng)号、不同类型的无人(rén)机(jī)进行控(kòng)制,无人机的技(jì)术体制和通信也能够全面兼容,实(shí)现有人/无人机协同作战体(tǐ)系中作(zuò)战平(píng)台的无(wú)缝(féng)进入和离开。

  (2)情报处(chù)理的智能(néng)化(huà)

  针对(duì)不(bú)同平台、不同传感器采集的数(shù)据(jù),通(tōng)过更(gèng)加(jiā)智(zhì)能化的手段,对目标进行精确检测、识别(bié)、跟(gēn)踪(zōng),融(róng)合生成统一态势信息。

  (3)更快、更低成本的体(tǐ)系能力集成

  全面采用(yòng)开放式体(tǐ)系架(jià)构,缩(suō)短(duǎn)有人(rén)/无人机(jī)协同作战能力集成周期(qī)和装(zhuāng)备采购成本,同时将有(yǒu)人/无人(rén)机的协同作(zuò)战快速扩(kuò)展到与无人车、无人(rén)船和无(wú)人艇(tǐng)的(de)协同(tóng),形成更全面(miàn)的体系作战能力。

  结 语

  本文深入分析了近些年(nián)美军在有人/无人机协(xié)同领域的项目,提(tí)出(chū)了(le)有人/无人机协同(tóng)需要(yào)发展的关键技(jì)术,并对有人/无人机协(xié)同作战的(de)典型作战场(chǎng)景(jǐng)和作(zuò)战流程进行研究,最后对有人/无(wú)人机协同作战领域未(wèi)来发展进行了展(zhǎn)望,并分析了与网络信息体系的关系。

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