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未来战场新常态:有(yǒu)人/无(wú)人(rén)机协(xié)同(tóng)作战
摘 要:有人/无人机(jī)协同将成为无人(rén)平台在未来战场运用的新常态。随着武器装备的智能化、自主化水平不断提高(gāo),人与机(jī)器之间(jiān)的(de)任务剖(pōu)分会发生(shēng)明显(xiǎn)改(gǎi)变,人(rén)会逐渐把(bǎ)大(dà)量重复且确定的工作交给(gěi)机器(qì)完(wán)成,而自己只参与(yǔ)重要决策环节。有人(rén)/无人机协同作战(zhàn)是(shì)分布式协同作战(zhàn)理念指导下应用较(jiào)为广泛(fàn)的典型作战(zhàn)模式(shì),通过有人平台和无人机之间分工协作,形(xíng)成(chéng)优势互补(bǔ),达(dá)到“1+1>2”的作战效果(guǒ)。本文对近些年美军在有人/无人机协同领域的项目进行深入分析,总结(jié)了(le)有人/无人机协同需要发展的关键技术(shù),并对有人(rén)/无人机协(xié)同作战的典型作战场景(jǐng)和(hé)作战流程进行(háng)研究,提出(chū)对有人/无人机协同作战领域(yù)未(wèi)来发展的思考。
关键词: 有人/无(wú)人协(xié)同(tóng);无人机
引 言
有人/无人机协(xié)同作战是将体系能力(lì)分散到有人和(hé)无人平台之上,通过体系(xì)内各平台之(zhī)间的协同工作,一方面使作(zuò)战能力倍增(zēng),另一方面利(lì)用无人机(jī)实现(xiàn)对有人(rén)机(jī)的保护,大幅提高体系的抗毁伤能力和鲁棒性(xìng)。有人/无人协同作战能够实现有人(rén)和无人平(píng)台之间的(de)优势互补,分(fèn)工协作,充分发(fā)挥各自平台(tái)能力(lì),形成“1+1>2”的效果。有人机与无人机(jī)在(zài)空中作战(zhàn)将长(zhǎng)期保持控制与被控制的关(guān)系(xì)[1],随着无人智能化水平的不断(duàn)发展,有(yǒu)人机与(yǔ)无人机协同作战样式、协同形(xíng)态和相关技术(shù)也在(zài)不断演进。因此,发展有人(rén)/无(wú)人机协(xié)同编队提高作战效(xiào)能是现(xiàn)阶(jiē)段的明智选择。
本文主要研究美军(jun1)在有人/无人机协同领域的(de)项目和(hé)技术(shù)突破情况,给出对于有(yǒu)人/无(wú)人机(jī)未来发(fā)展的思考。本文(wén)组(zǔ)织结构(gòu)如(rú)下(xià):第(dì)1章对美军近些年在有人/无(wú)人机协同方向典型项(xiàng)目进行(háng)重点(diǎn)分析;第2章主要介(jiè)绍了有(yǒu)人/无人机协同的关键技术;第3章是(shì)有人/无人(rén)机典型作战场(chǎng)景和场景模式(shì);第4章(zhāng)是对(duì)有人/无人协同未来发展方向的展望;最(zuì)后对本文(wén)进行总结。
1 美(měi)军有(yǒu)人/无人机(jī)协(xié)同发展现状分(fèn)析(xī)
美军(jun1)将有人/无人协同列(liè)为(wéi)“第三次抵(dǐ)消战略”五大关键技术领域之一。有人/无人协同概念最早出现于上世(shì)纪(jì)60年代,指有(yǒu)人与(yǔ)无人(rén)系(xì)统之间为实现共同作战任务目(mù)标建立起联(lián)系,用于(yú)描述平台互用性和共享资产控制(zhì)。近些(xiē)年,DARPA及(jí)各军兵种在(zài)有(yǒu)人/无人机协同领域开展了大量研究(jiū)工作,主(zhǔ)要从体系架构、指挥控制、通信(xìn)组网(wǎng)以及人(rén)机交互四(sì)个(gè)方面重点发展。
1.1 体系架构
为了探索确保美国空中优势的新(xīn)方法,2014年,DARPA发布(bù)体系(xì)集成技术和试验(SoSITE)项目公告。该项目目(mù)标是探索一种(zhǒng)更新、更灵活的方式,将单个武(wǔ)器(qì)系(xì)统的能力分散到多个(gè)有人与无(wú)人(rén)平台、武(wǔ)器上(shàng),寻求开发并(bìng)实现用于新技术快速集(jí)成的系统架构概念(niàn),无需对现有(yǒu)能力、系统或体系(xì)进行大规模重新设计。SoSITE项目计(jì)划运用开(kāi)放式系统(tǒng)架构方法,开发(fā)可无缝安装、即装(zhuāng)即用,并能快(kuài)速完成现代化升级的、可互换的模块和平台,使(shǐ)得(dé)新(xīn)技术的集成整合更(gèng)容易、更快(kuài)速。如图1所示,通(tōng)过开放式系(xì)统架构方(fāng)法(fǎ)实现空中平台关键功(gōng)能在各类有人/无人平台间的(de)分配,包括电子(zǐ)战、传感器、武器系统、作(zuò)战管理、定位导航与授时以及数据/通信链等(děng)功能(néng)。
图1 SoSITE概念图
2017年,美军在(zài)SoSITE分布式发展思(sī)路的基础上(shàng),进一步(bù)提出了“马赛克战”的概念,更加强调不同平台之间(jiān)动态协同,从平台和关(guān)键子系统(tǒng)的集(jí)成转变为战斗网络的连接、命(mìng)令与控(kòng)制。通过将各类(lèi)传感器(qì)、指挥(huī)控制(zhì)系统、武器系统等(děng)比作“马赛克(kè)碎片”,通(tōng)过通信网络将各个碎片之间进行(háng)铰链,形成一个灵活(huó)机(jī)动的作战(zhàn)体系,解决传统装(zhuāng)备(bèi)研发和(hé)维护成本高(gāo)、研制周期长的问题。
1.2 指(zhǐ)挥控制(zhì)
针对有(yǒu)人/无人(rén)机协(xié)同的指挥控制,美军重(chóng)点(diǎn)研究(jiū)强对(duì)抗/干扰环境下(xià)的有人机与无人机协(xié)作执行任(rèn)务的(de)方(fāng)法,形成分布式的指控管理能力。
2014年,DARPA提(tí)出“拒止(zhǐ)环境(jìng)中协(xié)同作战(zhàn)”(CODE)项目。“CODE”的目标是(shì)使配备“CODE”软件的无人机群在一名有(yǒu)人平台上任务(wù)指挥(huī)官的(de)全(quán)权(quán)监管下,按照(zhào)既定(dìng)交战规则导航到目的地,协作执行(háng)寻找、跟踪、识别和打击(jī)目标的任务[2,3]。CODE项目通过开发先进(jìn)算法和软件,探索分布式作战中无人机的自(zì)主和协同技术(shù),扩展美(měi)军现有无人机系统在对抗(kàng)/拒止作战空间与地面、海上高机动目标展开动态(tài)远程交战(zhàn)的能力(lì)。
CODE项目分为三个阶(jiē)段,
第一阶段(duàn)从2014年到2016年年初,内容包括系统(tǒng)分析、架构设(shè)计和(hé)发展关键技术,完成系统(tǒng)需(xū)求(qiú)定义(yì)和初(chū)步系(xì)统设计;
第二阶段从2016年年(nián)初到(dào)2017年年中,洛(luò)马和雷(léi)神公司以RQ-23“虎鲨”无人(rén)机为测(cè)试(shì)平台(tái),加装(zhuāng)相关软硬(yìng)件,并开展了(le)大量(liàng)飞行(háng)试验,验证(zhèng)了开(kāi)发式(shì)架构、自主协同规(guī)划等指标;
第(dì)三阶段(duàn)从2018年1月开始,测(cè)试使(shǐ)用6架(jià)真实无人机(jī)以(yǐ)及模拟飞机的协(xié)同能力,实现(xiàn)单人指(zhǐ)挥无人机小组完成(chéng)复杂(zá)任务。
图2 “拒止环境中协同作战”项目
2014年,DARPA提出“分布(bù)式战场管理”(DBM)项目。项目背景是未来的对抗性空域,协同作战的飞机可能需要限(xiàn)制(zhì)通信以(yǐ)免被(bèi)对手发现,或者会被(bèi)对方干(gàn)扰而无法交换(huàn)信息,这(zhè)将严(yán)重影响有人/无人(rén)编队作战能力,为此,DBM项目的目标是(shì)使(shǐ)作战编队即(jí)使在受到干扰的情况下也能继续执(zhí)行任务。
- 2014年启动(dòng)第(dì)一阶(jiē)段(duàn),通过发展先进算(suàn)法和软(ruǎn)件,提高分布式(shì)空(kōng)战任务(wù)自适应规(guī)划和态势(shì)感知等(děng)能(néng)力,帮助履行战场管理任(rèn)务的飞(fēi)行员进行快速且(qiě)合理的决策,以(yǐ)在强对抗环境下更(gèng)好地执行复杂作战任务。
- 2016年5月,DARPA向(xiàng)洛马公司授(shòu)予1620万美元的项目第二阶段合同,设计(jì)全功能决策辅助(zhù)软(ruǎn)件原型,帮(bāng)助策划(huá)有(yǒu)人(rén)机和无人(rén)机(jī)参与的(de)复杂空(kōng)战。
- 2018年1月,DARPA已向BAE系统公(gōng)司授予DBM项目第三阶(jiē)段合同,前两阶段发展的成果能让有人/无人机编组在干扰环境中(zhōng)飞行,具备回避威胁和攻击目标的(de)能力。图(tú)3是DBM项(xiàng)目的能(néng)力(lì)验证环境(jìng)。
图3 “分布(bù)式作(zuò)战管理(lǐ)”能力验证环境
1.3 通信组网
有人平台和无人(rén)平台通过通信网络进行连接(jiē),有人/无(wú)人机协同能力形成是以平台之间(jiān)的互联互(hù)通(tōng)为基本(běn)前(qián)提的。协(xié)同(tóng)任务一(yī)方面对通信网络的(de)带宽、时延、抗干扰/毁伤、低探测等(děng)性能提出(chū)了(le)新要求,另一方(fāng)面通信组(zǔ)网应能适(shì)应传统(tǒng)平台的(de)异构网(wǎng)络(luò)以及未来新型(xíng)/改进型网络。
“中平台(tái)间的通信(xìn)能(néng)力对(duì)抗环境中的通信”(C2E)项(xiàng)目通过发展抗干扰、难探(tàn)测的通信网络技术(shù),确保(bǎo)在使用相同射频和波形的飞(fēi)机之(zhī)间开展不受限制的通信,以应对(duì)各(gè)种频谱战威胁(xié)。
DARPA在2015年发布(bù) “满足任务最优化的动态(tài)适应网络”(DyNAMO)项目,通过开发网(wǎng)络(luò)动态适应技术(shù),保(bǎo)证各(gè)类(lèi)航空平台在面对主动干扰时,能在(zài)一(yī)定安全等(děng)级下进行即时高(gāo)速(sù)通信,C2E项目(mù)的硬件(jiàn)成果(guǒ)被(bèi)用于该项目的演(yǎn)示验(yàn)证(zhèng),保证原始(shǐ)射(shè)频数(shù)据在目前不兼容的空(kōng)基网络(luò)之间进行(háng)通(tōng)信,为有人/无人机协同体系中异构平台(tái)之间的实时数(shù)据(jù)共享奠(diàn)定了基(jī)础。
图4 美军现有主要空基网络示意图
1.4 人机交(jiāo)互
CODE等项目在(zài)有人/无人机协同的人(rén)机(jī)交互上也做了大量工作。此外(wài),美军陆军于2017年(nián)完成“无人机操作最佳角色分配(pèi)管(guǎn)理控制系统(SCORCH)”研发。如图5所示,“SCORCH”系(xì)统包含(hán)无人机的智(zhì)能自主学习行为软件以及高级用户界面,提(tí)供了独特的协同整合能力,将人机交互、自主性和认知科(kē)学(xué)领域的最新技术融合到一套(tào)整(zhěng)体作战系(xì)统中。系统界面针对多架无人机控制进行(háng)了优化,设有具备触摸屏(píng)交互(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(shǒu)动控制器、一个辅助型目标识别(bié)系(xì)统以及其他高级特性(xìng)。“SCORCH”负责多架无(wú)人机(jī)的任务分配,并在达到关键决策点的时候向空中任务指挥者发(fā)出告警,允许(xǔ)单一操作者同时有效控制三个(gè)无人(rén)机系统并浏览它们传回的实时图像(xiàng)。
图5 无人机操(cāo)作(zuò)最佳(jiā)角色分配管理控制系(xì)统
2 有人/无人机协同(tóng)关键技(jì)术分析(xī)
2.1 开放式系统(tǒng)架构技(jì)术
有人/无人机协(xié)同包含多种作战平台,如果不同(tóng)的作(zuò)战平台上采(cǎi)用差(chà)异较大的技术体制,将致体系集成难度剧增。开放式系统架构(gòu)正是为(wéi)了解决该问题进行设(shè)计的,推动采办(bàn)和商业模型(xíng)远离传统烟囱式开发模式,具有可移植、模块化、解耦合、易升级(jí)、可扩(kuò)展等特(tè)点,可降低(dī)寿命周期成本,缩短部(bù)署时(shí)间,获得了工业界(jiè)和(hé)国防部的(de)支持。
目前,美军具有代表性的开放式系统架构有未来(lái)机载(zǎi)能(néng)力(lì)环(huán)境(Future Airborne Capability Environment,FACE)和开放式任务系统(Open Mission Systems,OMS)。
2.1.1 未来机(jī)载能力(lì)环境
美国海(hǎi)军提出未来(lái)机载(zǎi)能力(lì)环(huán)境概念,目标是建立(lì)一个公共操作环境(jìng),以支持软件在任意机载电子系统上(shàng)的移植和部署(shǔ)。该思想受到了移动设备中使用(yòng)公共操(cāo)作(zuò)环(huán)境(jìng)所带来优势的启发。FACE通过(guò)制定一个严格的(de)开放标准集合,采用(yòng)开放式体系结(jié)构、集成式(shì)模块化航空电子系统(tǒng)和(hé)模块化开放系统分(fèn)析方法,使航空电子系统内部应用程(chéng)序(xù)之间的互操作性最大化。
未来机(jī)载能力环境(FACE联盟)成(chéng)立于(yú)2010年,旨(zhǐ)在为所有军用机载平(píng)台类型定义开放的(de)航(háng)空电子环境。FACE技术标准(zhǔn)是一种开放的实时标准,用于使安全关键计算操作更加健壮(zhuàng)、可互操作更强、便(biàn)携(xié)且安全。该(gāi)标准的最新版(bǎn)本(2017年发布3.0版本)进一步提升了应用(yòng)程(chéng)序的互操(cāo)作性和可移植性,增强了在FACE组件之(zhī)间(jiān)交换数据的要求,包括正(zhèng)式指定的数据模型,并强调定义标准(zhǔn)的通用语言要求(qiú)。通过使(shǐ)用标准接口(kǒu),该开放标准实现了(le)系统和组件之(zhī)间(jiān)的互操作(zuò)性以及(jí)接口重用(yòng)。图6是FACE的软(ruǎn)件架构,共(gòng)分为可移植组(zǔ)件(jiàn)单(dān)元(yuán)、传输服务单元、平台特定服务单元、输(shū)入输出服务单元以及操作系统单元。
在航空电(diàn)子系统(tǒng)中(zhōng)使用开(kāi)放标准的标准化具有(yǒu)以下几个方面的优(yōu)势:(1)降(jiàng)低FACE系统开发和实施成本(2)使用标准接口(kǒu)将(jiāng)导致功能的重(chóng)用(3)跨(kuà)多个FACE系统和供应商的应用程序的可(kě)移植性(4)采购符合FACE标准的(de)产品(pǐn)。
图6 FACE架构
2.1.2 开放式任务系统
美国空军发起了开放式任务系统计划,旨在开(kāi)发一种非专有的开(kāi)放式系统架构(gòu)。OMS项目由来自政府、工业界和学术界成员组成,正在积极协调新兴OMS标(biāo)准的制定,包(bāo)括多个机载平台(tái)和传感器(qì)采集程序,以及无人机(jī)系统(UAS)指挥和控制(zhì)计(jì)划(UCI)和(hé)通用任务控制中心(CMCC)。
OMS以及其他OSA工作的目标是确定新的采(cǎi)购和(hé)架构方法,以降(jiàng)低开发和生(shēng)命(mìng)周期成本,同时提供升级和扩展系统(tǒng)功能的可行(háng)途(tú)径。由美(měi)国空军开(kāi)发的开放式任务系统(OMS)标(biāo)准在其(qí)定(dìng)义中利用商业开发的面向服务的体系结构(SOA)概念和中(zhōng)间件。空军正在寻求扩展OMS标(biāo)准的能力,以促进航(háng)空电子系统的快速(sù)发(fā)展。UCS OMS参考架构建立了面向服务(wù)的基(jī)本设计模式(shì)和原(yuán)则(zé)以及关键(jiàn)接口(kǒu)和(hé)模块(kuài)。航空(kōng)电子系统的(de)功能(néng)被表(biǎo)征为一组(zǔ)服务(wù)和一组客户。在某些情况下,程序或系(xì)统可以是客户端和服务。OMS标准(zhǔn)定义了客户端和(hé)服务的基本行为以及用于(yú)进入和退出系(xì)统的(de)航空电子服务总线(xiàn)(ASB)协议,支持测试,容错,隔离和身(shēn)份验(yàn)证。
在(zài)SoSITE项目的最新试验(yàn)中(zhōng),使用了臭鼬工(gōng)厂开发(fā)的复杂(zá)组织体(tǐ)开放式系统架构(E-OSA)任务计算机版本2(EMC2),即所谓的“爱因斯(sī)坦盒”,如图7所示。洛(luò)克(kè)希德·马丁公司(sī)开发的E-OSA兼容了美(měi)空军OMS标准。“爱因斯坦盒”可为系(xì)统之间(jiān)的通信提(tí)供了安全保护功能,在(zài)将相关能力部(bù)署到操(cāo)作系统之(zhī)前,“爱因斯(sī)坦盒”能够确保快速而安全的实(shí)验。“爱因斯坦盒”不仅是一个通信网关,它可(kě)被比作一(yī)部智能手机(jī),能够运行(háng)很多(duō)不同的应(yīng)用程(chéng)序,具备实现(xiàn)动态任务规划、ISR以及电子战的能力。
图7 使用(yòng)EMC2的美军试验
2.2 无人机控制权限(xiàn)交接
不同无人机(jī)控(kòng)制权限交接流程和交接指令差(chà)异较大,STANAG 4586通用控制标(biāo)准(zhǔn)目前并不涵盖无人机控制权(quán)限交接(jiē)的指令,目(mù)前在(zài)无人机控(kòng)制权限交(jiāo)接(jiē)上缺(quē)乏统一的标(biāo)准[4,5]。无人机控(kòng)制权限交(jiāo)接指令主(zhǔ)要(yào)分成:申(shēn)请权限(xiàn)请求、释放权限请求、抢权请(qǐng)求、同意、不同意和确认等。
有(yǒu)人/无(wú)人机协同作战在控制(zhì)权交接上(shàng)可大致分成空地交(jiāo)接和空空(kōng)交接两种模式。空中(zhōng)不同的有人机(jī)平(píng)台之间(jiān)对无(wú)人机控制权限进行交接,主要发生(shēng)在(zài)存在(zài)有人机加入和退出有(yǒu)人/无人机协同作战(zhàn)体系(xì)时,如有(yǒu)人机油料不足需要返航或者(zhě)被敌方击中,需要将无(wú)人(rén)机(jī)控制权限交(jiāo)给其他有人机。有(yǒu)人机与地面(miàn)控制站之间对无人机(jī)的控制(zhì)权限进(jìn)行交接,主要发生(shēng)在执行任务前和(hé)任务完成后,无人机(jī)起降过(guò)程还需地面控制站作(zuò)为主控方(fāng),另外当发现无人机出现异常情(qíng)况,有人机操作(zuò)不(bú)及时时,也需将无人机控制权(quán)限交给地面控制站(zhàn)。
2.3 协同任务分配和航路(lù)智能规(guī)划(huá)
针(zhēn)对有/无人平台(tái)编队协同作(zuò)战任务(wù)过程(chéng)中的任务自规划、航路自调整(zhěng)、目(mù)标自分配等要求和特点(diǎn)[6],利(lì)用战(zhàn)术驱动(dòng)的(de)任务自动分解与角色自主(zhǔ)分(fèn)配(pèi)技(jì)术(shù),在有(yǒu)人机上进行强实时战(zhàn)术驱动的任务自动解算与(yǔ)有人/无人平(píng)台角(jiǎo)色智能化(huà)分配,自主生成多种可行的任务规(guī)划(huá)方案,为有人机(jī)操(cāo)作人员选择最佳方案提(tí)供辅助决策支(zhī)撑。
如图8所示(shì),利用有人/无人协同航路临机规划技(jì)术,基(jī)于战(zhàn)场环境、作战态势(shì)和平台状态的航路在(zài)线自(zì)动(dòng)计算与优(yōu)化,提供多(duō)种航路(lù)规划方案。建立任务自主分(fèn)配(pèi)策略和(hé)辅助决策知(zhī)识库、航路自规(guī)划与自适应飞(fēi)行控制策略(luè)和辅助决策知(zhī)识库,提高有/无人编队(duì)协同作战的自主化规划能力。
图8 协同任务分(fèn)配和航路智能规划
2.4 综(zōng)合识别和情报融合
针对不同的有人/无人协同作战任务,有人机和无(wú)人机(jī)携(xié)带(dài)的载荷(hé)类型差(chà)异较大,特别(bié)是(shì)无人(rén)机可携带(dài)的(de)载荷包括雷达、可(kě)见光、红外、多光谱/超光谱、电子(zǐ)侦察(chá)等,通常情况(kuàng)下无(wú)人机同(tóng)时携带多(duō)种类型(xíng)载荷进行探测,多个(gè)无人机平台将会采集大量多源情报数(shù)据。为了提高远距离目标(biāo)识别的置信度,增(zēng)强(qiáng)态势感知、改善目标检测,提(tí)高精确定(dìng)位,提高(gāo)生存能力(lì),不同平台(tái)多模态传感器情报的综(zōng)合(hé)识别和(hé)融合将会是有人(rén)/无人协同(tóng)的关键技术之一。目前,深(shēn)度神经(jīng)网络(luò)在(zài)图(tú)像/视频的(de)目标检测(cè)和识别领(lǐng)域取(qǔ)得(dé)广泛的应用,比传(chuán)统(tǒng)方法具有明显优势(shì)。借助人工(gōng)智能技(jì)术(shù),通过对(duì)多(duō)源情报数据进行综合识(shí)别和情报融合,形成战场统(tǒng)一态势信息,为(wéi)决策过程提供(gòng)快(kuài)速、精(jīng)确(què)、可靠的依据(jù)。
3 典(diǎn)型(xíng)作战场景(jǐng)和作(zuò)战流程
以空(kōng)中(zhōng)预警机为例,下(xià)面对(duì)有人/无人协同(tóng)作战典型作战(zhàn)场景进行介绍(shào)。如图(tú)9所(suǒ)示,预警机(jī)实现有人/无人编队的指(zhǐ)挥控制与引导,由预警机完成(chéng)信息的综合处理、联合编队(duì)的战术决策、任务管理以及对无人机的指挥控制,由无人机完成自主(zhǔ)飞(fēi)行控制、战场(chǎng)态势感(gǎn)知以及对空/地/海目标的最终(zhōng)打(dǎ)击[7]。有人战机充当体系中的通信(xìn)节点,将有人/无(wú)人作战编队嵌入到整个对抗体系中,从而实现(xiàn)战(zhàn)场的信息(xī)共享、可用资源的统(tǒng)一(yī)调度及作战任务的综合(hé)管理。
图9 有人/无人机协同典型作战场景
有人/无(wú)人机协同作战典型(xíng)作战(zhàn)流程如图10所示(shì),共分成(chéng)任务准备阶段、任务执行阶段和任务结束阶(jiē)段。
(1)任务准(zhǔn)备阶段。
分别完成对有(yǒu)人(rén)机和无人机的任务/航路装(zhuāng)订。有人机和无人(rén)机分别起飞(fēi),并飞至交接区域,无人机地面控制站将(jiāng)无人机的控制权限移交给有人机,在有人机的指(zhǐ)挥下,共同飞往任务区域(yù)。
(2)任务执(zhí)行阶段。
有人机根据当前(qián)战场态势信息,分配各个无(wú)人机的作战任务,并(bìng)对无(wú)人机的航线和(hé)传(chuán)感器(qì)进(jìn)行规划(huá)。无人机(jī)在(zài)有人机的指挥下,按照规划结果执(zhí)行飞行任务,抵(dǐ)达目标(biāo)区域后,传感器开(kāi)机(jī)。有人机上的操作人员对无人(rén)机(jī)传感(gǎn)器进行控(kòng)制,无人机负责(zé)采集并回传目(mù)标情报至有人机(jī)。通过多源(yuán)情报综合处理,形成新的态势信息,为有人机的进一步决策(cè)提供依(yī)据。
(3)任务结束阶段。
任(rèn)务执(zhí)行(háng)完成后,有人机(jī)指挥无人机(jī)抵达(dá)交接区域(yù),有人机将(jiāng)无人机的控(kòng)制权限(xiàn)移交给无人机地面控(kòng)制站(zhàn)。有人机和(hé)无人机执行(háng)各自的任务(wù)或返航。
图(tú)10 有人/无人机协(xié)同典型作战流程
4.对有人(rén)/无人机协同(tóng)领域发展的展望
有人/无(wú)人机协同作战(zhàn)是未来重要的发展(zhǎn)方向,在对当前美军有人/无人(rén)协同(tóng)项目和关键技术分析(xī)和理解的(de)基础上,可(kě)预见未来该领域将会逐渐向以(yǐ)下方向发展。
(1)“即来即(jí)用”的大规模无人机控制(zhì)
随着未来无人机自主(zhǔ)能力不断提升,只在重大决策(cè)点需要(yào)人为(wéi)介入,无人机操作人员控制的无(wú)人机数量将(jiāng)大幅提升。另外,人机交互的手(shǒu)段将越来越丰富,对无人机的控制效率将得到本质(zhì)改(gǎi)善。有(yǒu)人机通过通用指令对不同型号、不(bú)同类型(xíng)的无人(rén)机进行控制,无人(rén)机的技术体制和通(tōng)信也能够全面兼(jiān)容,实现有(yǒu)人(rén)/无人机协同作战体系中(zhōng)作战平台的无缝(féng)进(jìn)入和离开。
(2)情(qíng)报处理(lǐ)的智能化
针对不同(tóng)平台、不(bú)同传感(gǎn)器(qì)采(cǎi)集的数据,通过更(gèng)加智能化的手(shǒu)段,对目标(biāo)进行精确检测(cè)、识别、跟(gēn)踪,融(róng)合(hé)生(shēng)成统一态势信息。
(3)更快、更低成本(běn)的体系能(néng)力集成
全面采(cǎi)用开放式体(tǐ)系架构(gòu),缩短有人(rén)/无人机协同作战能力集成周期和装(zhuāng)备采购成本,同时将有人/无人机的协同作(zuò)战快速扩展到与无(wú)人(rén)车、无人船和无(wú)人(rén)艇的协同,形成(chéng)更全面的体系(xì)作战能力。
结 语
本文深入分析(xī)了近些年美军(jun1)在有人/无人机协同领域的项目,提出(chū)了有人/无人机协同需要发展的(de)关键技术(shù),并对有人/无(wú)人机(jī)协同作战的典型作战场景和作战流程(chéng)进(jìn)行(háng)研究,最后对有(yǒu)人/无人机协同作战(zhàn)领域(yù)未来(lái)发(fā)展进行了(le)展(zhǎn)望,并分析了(le)与网络信息体系的关系。
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