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未来战场新常态(tài):有人/无(wú)人(rén)机(jī)协同作战
摘 要:有人/无人(rén)机协(xié)同将成为无人平台在未来战场运用的新常态。随着武器(qì)装备的智能化、自主化水(shuǐ)平不断提高,人与机器之间的任务剖分会(huì)发(fā)生明显(xiǎn)改变(biàn),人(rén)会逐渐把大量重复且确(què)定的工(gōng)作交给机器完成,而自(zì)己(jǐ)只参与重要决(jué)策环节(jiē)。有(yǒu)人/无人机协同(tóng)作战是分(fèn)布式协同作(zuò)战(zhàn)理(lǐ)念指导下应用较为(wéi)广泛的典型作战模式(shì),通过有人平(píng)台和无人机之间(jiān)分工协作,形成优势互补,达到“1+1>2”的作战(zhàn)效果。本文对近些年美军在有人(rén)/无人机协同(tóng)领域的项目进行深入分析,总结了有人/无人机协(xié)同需要发展的关键技术,并对(duì)有人/无人机(jī)协同作战的(de)典型作战场景和作(zuò)战(zhàn)流程进(jìn)行研究,提出对(duì)有人/无(wú)人机协同作战领域未来发展的思考。
关键词: 有人/无人协同;无人机(jī)
引 言
有人/无人机协同(tóng)作战是将体系能(néng)力(lì)分散到有人(rén)和无人平台之(zhī)上,通(tōng)过体系(xì)内各平(píng)台之间的协同工作,一方面使(shǐ)作(zuò)战能力倍增,另一方面利用无人机实现对有人(rén)机(jī)的保护,大幅提(tí)高(gāo)体系的抗毁伤能力和鲁棒性(xìng)。有人/无人协(xié)同作战(zhàn)能够实现有人和无人平(píng)台之间(jiān)的(de)优势互补,分工协作,充分发挥(huī)各自(zì)平台能力(lì),形成(chéng)“1+1>2”的效(xiào)果(guǒ)。有人机(jī)与无人(rén)机在空中(zhōng)作战将长期保持控制与被(bèi)控制的关(guān)系[1],随着(zhe)无人智(zhì)能化水平的(de)不断发展,有人机(jī)与无人机协同作战样式、协同形态和相关技术也在不断演进。因此,发展有人/无人机协同编队提高作战效(xiào)能是现阶(jiē)段的明智选择。
本(běn)文主要研究(jiū)美军在有人/无人(rén)机协同领(lǐng)域的项目和技术突破情况,给出(chū)对于有人/无人机未(wèi)来发展的思考。本文组(zǔ)织结构如(rú)下:第(dì)1章对美军近(jìn)些年在有人(rén)/无人机(jī)协同方向典型(xíng)项目进行重点(diǎn)分析;第2章主要(yào)介绍了有人/无(wú)人机协同的关键技术;第3章是有人/无人机典型作战场景和场景模式(shì);第4章是对有人(rén)/无人协同未来发展方向(xiàng)的展望;最后对本文进行总结。
1 美军有人/无人(rén)机协同发(fā)展现状(zhuàng)分析
美军将有(yǒu)人/无人协同列(liè)为“第三次抵(dǐ)消(xiāo)战略”五大关键技(jì)术领(lǐng)域(yù)之一。有人/无(wú)人协同概(gài)念最早出现于上(shàng)世纪60年代,指(zhǐ)有人与无人系统之间为实现共同(tóng)作战任(rèn)务目标建立起联系,用于描(miáo)述平台互用性和共享(xiǎng)资(zī)产控制。近(jìn)些年,DARPA及(jí)各军兵种在有人/无人机协同领域(yù)开展了大量研究工作,主(zhǔ)要从体系架构、指挥控制、通信(xìn)组网以及人机(jī)交互四个方(fāng)面(miàn)重点发(fā)展。
1.1 体系架构
为(wéi)了探索确保美国空中优势的新方(fāng)法,2014年,DARPA发布体系(xì)集成技术和试验(SoSITE)项目公告。该项目目标(biāo)是(shì)探(tàn)索(suǒ)一种更新、更(gèng)灵活(huó)的方式,将单个(gè)武器系统的(de)能力分散到多个有人与无人平(píng)台、武器上(shàng),寻求开发并实现用于新技术快速集成的系统架构概念,无(wú)需对现有(yǒu)能力、系统或体系进行大(dà)规模重新(xīn)设(shè)计。SoSITE项目计划(huá)运用开(kāi)放式(shì)系统架构方法,开发可无缝安装、即(jí)装即用,并能快速完成现代化升(shēng)级的(de)、可互换的模块和(hé)平台,使(shǐ)得新技术的集成(chéng)整合更容易、更快速(sù)。如图1所示(shì),通过(guò)开放式系统架构方法实现空(kōng)中平台关键(jiàn)功能在各类有(yǒu)人/无人平台间的分配,包括电子战、传感(gǎn)器、武器系统、作战(zhàn)管(guǎn)理、定(dìng)位导航与授时(shí)以(yǐ)及数据/通信(xìn)链等功能。
图1 SoSITE概念图(tú)
2017年,美军在SoSITE分布式发展思(sī)路的基础上,进一步(bù)提出了(le)“马(mǎ)赛(sài)克战”的(de)概念,更加强调(diào)不(bú)同平台之间动态协(xié)同,从平台和关键子系统的集成转变为(wéi)战斗网(wǎng)络的(de)连(lián)接(jiē)、命令与控制。通过(guò)将各类传感器、指挥(huī)控(kòng)制(zhì)系统、武器系统等(děng)比作“马赛克(kè)碎片(piàn)”,通过通信网络(luò)将各个碎(suì)片之间进(jìn)行铰链,形成一(yī)个(gè)灵活(huó)机动的作战体系,解决传统(tǒng)装备研发和维护成本高、研制周期长的(de)问题。
1.2 指(zhǐ)挥控制
针对有人/无(wú)人机(jī)协同的指挥(huī)控制(zhì),美军(jun1)重点(diǎn)研(yán)究强对抗/干扰环境下的有人机(jī)与无人机协(xié)作执(zhí)行任务的方法,形成分布(bù)式的指控管理能力。
2014年,DARPA提出“拒止环境中协同作(zuò)战”(CODE)项目。“CODE”的目标是使(shǐ)配备“CODE”软(ruǎn)件的无人机群在(zài)一名有(yǒu)人(rén)平(píng)台上任务指(zhǐ)挥(huī)官的全权监管下,按照既定交战规则导航到(dào)目(mù)的地,协(xié)作执(zhí)行(háng)寻找、跟踪、识别和打击目标(biāo)的任务[2,3]。CODE项目通过开发先进算法和软(ruǎn)件(jiàn),探索分布式作(zuò)战中无人机的自主和协同技术,扩展美军现有无人机(jī)系统在(zài)对抗/拒止作战空间与地面、海上高机动目标展开动态远程交战的(de)能力。
CODE项目分(fèn)为三个(gè)阶段,
第一阶段(duàn)从(cóng)2014年(nián)到2016年年初,内容包括系统分析、架构(gòu)设计和发展关键技术,完成(chéng)系统需求定义和初步系统设计(jì);
第(dì)二阶(jiē)段从2016年年初到2017年年中(zhōng),洛马(mǎ)和(hé)雷(léi)神公司以RQ-23“虎鲨(shā)”无人机为测试平台(tái),加(jiā)装相(xiàng)关软硬件,并开展了大量飞行试验,验证了开发式(shì)架构、自主协同规(guī)划(huá)等指标;
第三阶段(duàn)从(cóng)2018年(nián)1月开(kāi)始,测试使用6架真实(shí)无人机以(yǐ)及模拟飞机(jī)的协同能力,实(shí)现单人指挥无人机小组完成复杂任(rèn)务。
图2 “拒止环境中协(xié)同(tóng)作战”项目(mù)
2014年(nián),DARPA提出(chū)“分布式战场管(guǎn)理(lǐ)”(DBM)项目。项目背景是未来的对抗性空域,协同作战的(de)飞机可(kě)能需(xū)要限制(zhì)通信以免被对手发现,或者(zhě)会被(bèi)对方干扰而无(wú)法(fǎ)交换信(xìn)息,这将严重影响有人/无人编队作战(zhàn)能力,为此(cǐ),DBM项(xiàng)目(mù)的目标(biāo)是使作战编队即使在受到(dào)干扰(rǎo)的情况下也(yě)能继续(xù)执行任务。
- 2014年(nián)启动第(dì)一阶段(duàn),通过发(fā)展(zhǎn)先进算法和(hé)软件,提高(gāo)分布(bù)式空战任务(wù)自(zì)适(shì)应规划和态势感知等能力(lì),帮(bāng)助履行战场(chǎng)管理任务的飞行员(yuán)进行快速且合理的决(jué)策,以在强对抗环境下更(gèng)好地执行(háng)复杂作(zuò)战任务(wù)。
- 2016年5月,DARPA向洛马公司授予1620万美元的(de)项目第二阶(jiē)段合同,设计全功能决策(cè)辅助软件原型(xíng),帮助策划有人机和无人机参(cān)与(yǔ)的(de)复杂空战。
- 2018年1月,DARPA已向(xiàng)BAE系统公司授予DBM项(xiàng)目第(dì)三阶(jiē)段合(hé)同,前两阶(jiē)段发展的成果能让有(yǒu)人(rén)/无人机编组在干(gàn)扰环境中飞行,具备回避威(wēi)胁和攻击目标的能力。图3是DBM项目的(de)能力验证环境。
图3 “分布式作(zuò)战管(guǎn)理”能力验证环境
1.3 通信组网
有(yǒu)人(rén)平台(tái)和无人(rén)平台通过(guò)通信网络进行连接,有(yǒu)人/无人机协同能力形(xíng)成是以平台之间的(de)互联(lián)互通为基本前提的。协同任务一方(fāng)面对通(tōng)信网络的带(dài)宽、时延、抗干(gàn)扰/毁伤、低探(tàn)测等性(xìng)能提出了新要求,另一(yī)方(fāng)面通信组网应(yīng)能(néng)适应传统平台的异(yì)构网络以及未来新型(xíng)/改进型网(wǎng)络。
“中平台间的通信能力对抗环境中的通信”(C2E)项目通(tōng)过发展抗干扰(rǎo)、难探测的通信网络技(jì)术(shù),确保在(zài)使(shǐ)用相同射频和波形(xíng)的飞机(jī)之间(jiān)开展(zhǎn)不受限制的通信,以(yǐ)应对各(gè)种(zhǒng)频谱战威胁。
DARPA在2015年发布 “满足任务最优化的动态(tài)适应(yīng)网(wǎng)络”(DyNAMO)项目,通过(guò)开发网络动(dòng)态适应技术,保证(zhèng)各类(lèi)航空(kōng)平台在面(miàn)对主动(dòng)干扰时(shí),能在(zài)一定安全等级(jí)下进行即时(shí)高速通信,C2E项目的硬件成(chéng)果被用于(yú)该项目的(de)演示验证(zhèng),保证(zhèng)原(yuán)始射频数据(jù)在目前不兼容的空基(jī)网络之间(jiān)进行通信,为有人/无人机协(xié)同体(tǐ)系中异构(gòu)平台之(zhī)间(jiān)的(de)实(shí)时数据共享奠定了基础。
图4 美军(jun1)现有主(zhǔ)要空基网络示意图
1.4 人机交互
CODE等项目在有(yǒu)人/无人(rén)机协同的人机交互上也做了大量工(gōng)作。此外,美(měi)军(jun1)陆军于2017年完成“无人机操(cāo)作最佳角色分配管理控制系统(SCORCH)”研发。如图5所示,“SCORCH”系统包含(hán)无人机的智能自主学习行为软件以及高级(jí)用户界面,提供了独特的协同整(zhěng)合(hé)能力,将人机交互、自(zì)主性和认知科学(xué)领域的最新(xīn)技术融(róng)合到一套整体作战系统中。系统(tǒng)界面针(zhēn)对多(duō)架无人机(jī)控制进行(háng)了优化(huà),设(shè)有具备触摸屏交(jiāo)互功能的玻璃座舱、一个(gè)配备专用触(chù)摸显示屏(píng)的移动式游戏型手动控制器、一个(gè)辅助型目标(biāo)识(shí)别系统(tǒng)以(yǐ)及其他高级特(tè)性。“SCORCH”负责多架无(wú)人机(jī)的任(rèn)务分配,并在达(dá)到关键决策点的时候(hòu)向(xiàng)空中任务指(zhǐ)挥者发出告警(jǐng),允许单(dān)一(yī)操作(zuò)者同时有效控制三(sān)个(gè)无人(rén)机系(xì)统并浏(liú)览它(tā)们传回的实时图像。
图5 无人机操作最佳(jiā)角色分配管理(lǐ)控(kòng)制系统
2 有人/无人机协同关键技(jì)术分析
2.1 开放式系统架构技术
有人(rén)/无人机协同包含多种作战平台,如果(guǒ)不同的作战平台上采用差(chà)异(yì)较(jiào)大的技术体制,将致体系集成难度剧增。开放式系(xì)统架构正是为(wéi)了解决(jué)该问题进行设计的(de),推(tuī)动采办(bàn)和商业模型远离传统烟(yān)囱式(shì)开发模式,具有可移植、模块化、解耦合、易(yì)升(shēng)级、可扩展等特点(diǎn),可降低(dī)寿命周(zhōu)期成本,缩短部署时间,获得(dé)了工业界和国防部的支持。
目(mù)前,美军(jun1)具(jù)有代(dài)表性的开放(fàng)式系统架(jià)构有未来机(jī)载能(néng)力环(huán)境(Future Airborne Capability Environment,FACE)和开(kāi)放式任务系统(Open Mission Systems,OMS)。
2.1.1 未来(lái)机载能力环境
美国海(hǎi)军提出未(wèi)来机载能力环境概念,目标是建立一个公(gōng)共操作(zuò)环(huán)境,以支持软件(jiàn)在任意机(jī)载电子系统上的移植和部署。该思想受到(dào)了移动设备中使用公共操作环境所带来优势(shì)的启发。FACE通(tōng)过制定(dìng)一个(gè)严格的(de)开放(fàng)标准集合,采用开放式体(tǐ)系结构、集成式模块化航空电(diàn)子系统(tǒng)和模(mó)块(kuài)化开放(fàng)系(xì)统分析方法,使航空电子系统内部(bù)应用程序之间的互操作性最大化。
未来(lái)机载(zǎi)能力环(huán)境(FACE联(lián)盟(méng))成立于2010年,旨(zhǐ)在为所(suǒ)有军用(yòng)机载(zǎi)平台类型定(dìng)义开放的航空电子(zǐ)环境。FACE技术标准是一种开放的实时标(biāo)准(zhǔn),用于(yú)使安全(quán)关键(jiàn)计(jì)算操(cāo)作更(gèng)加健壮、可互(hù)操作更强、便携且安全。该标准的最新版本(2017年发布3.0版本)进一步提升了应用程序的(de)互操作性和可移植性,增强了在FACE组件之间(jiān)交换数(shù)据的要求,包括正(zhèng)式指定的(de)数据模型,并(bìng)强调定(dìng)义(yì)标准的通用语言要求。通过使用(yòng)标准接(jiē)口,该开放标准(zhǔn)实现了系统(tǒng)和组(zǔ)件之间的互操作性以及接口重用。图6是FACE的软件架构,共分为可移植组件单(dān)元、传输服务单元(yuán)、平台特定服务(wù)单元、输入输出(chū)服务单元以及操作系统单元。
在航空电子系统中使用开放(fàng)标准的标准(zhǔn)化(huà)具有以下几个方面的优(yōu)势:(1)降(jiàng)低FACE系(xì)统开发(fā)和(hé)实施成本(běn)(2)使用(yòng)标准接口将(jiāng)导致功能的(de)重用(yòng)(3)跨多个(gè)FACE系(xì)统和供(gòng)应商的应用程序的可移植性(4)采购符(fú)合FACE标准(zhǔn)的产品。
图6 FACE架构
2.1.2 开放(fàng)式任务系统
美国空军发起(qǐ)了开放式(shì)任(rèn)务系统计划,旨在开发一种(zhǒng)非专有(yǒu)的开放式系统架构。OMS项目(mù)由来(lái)自政(zhèng)府(fǔ)、工业界和学术界成员组(zǔ)成,正在积极协调新兴OMS标(biāo)准的制定,包括多个(gè)机载平台和传感器采集(jí)程序,以及(jí)无人机系(xì)统(tǒng)(UAS)指挥和控制计划(UCI)和通用任务控制中心(CMCC)。
OMS以(yǐ)及其他OSA工作(zuò)的目标(biāo)是确定新的采(cǎi)购和架构方(fāng)法,以(yǐ)降低开发和生命周期成本,同时提供升级(jí)和扩展系统功能(néng)的可行途径。由美国空军开发的(de)开放式任务系统(OMS)标(biāo)准在其定(dìng)义中(zhōng)利用商业开发(fā)的面(miàn)向服务(wù)的(de)体系结构(SOA)概念(niàn)和中(zhōng)间件。空军(jun1)正在寻(xún)求扩展OMS标准(zhǔn)的能力,以促进航空电子系统的快速发(fā)展。UCS OMS参考架构建立了面向服(fú)务的基本设(shè)计模式和原则以及关键(jiàn)接口和模块。航空(kōng)电子(zǐ)系(xì)统的功能被表征为一(yī)组服务和一(yī)组客户(hù)。在某(mǒu)些情况(kuàng)下(xià),程序或(huò)系统可以是客户端和服务。OMS标准定义(yì)了客户(hù)端和(hé)服务(wù)的(de)基本(běn)行为以及用于进入和退出系(xì)统的航空(kōng)电子服务总线(ASB)协议,支(zhī)持(chí)测试,容错,隔离和身(shēn)份验证。
在SoSITE项目的最新试验中(zhōng),使用(yòng)了臭鼬工厂开发的(de)复杂(zá)组织体开放式系统架构(E-OSA)任务计算机版本2(EMC2),即所谓的“爱因斯坦盒(hé)”,如图(tú)7所(suǒ)示(shì)。洛克希德(dé)·马丁公司(sī)开发(fā)的(de)E-OSA兼(jiān)容了美空军OMS标准。“爱因斯坦(tǎn)盒”可为系统之(zhī)间的(de)通信提供了安全保护功(gōng)能,在(zài)将相关(guān)能力部署到操作(zuò)系(xì)统(tǒng)之前,“爱因斯坦(tǎn)盒”能够确保快速而安全的(de)实验。“爱因斯坦(tǎn)盒”不仅(jǐn)是(shì)一个通信网关(guān),它(tā)可被比作一部智能手机,能够运行(háng)很多(duō)不(bú)同的应用程序,具备实现动态任务规划、ISR以及电(diàn)子战的能力。
图7 使用(yòng)EMC2的美军试验
2.2 无人机控制权限交接
不同无人(rén)机控制权限交接流程和交接指令差异较大,STANAG 4586通用控制标准目前(qián)并不涵盖(gài)无(wú)人机控(kòng)制权限(xiàn)交接的(de)指令,目前在无人机控制权限(xiàn)交接(jiē)上缺乏统一(yī)的(de)标准[4,5]。无(wú)人机控制权限交(jiāo)接(jiē)指令主要分成:申(shēn)请权(quán)限请(qǐng)求(qiú)、释放权限请求、抢权请求、同(tóng)意、不同意和确认等。
有人/无人机协同(tóng)作(zuò)战在控(kòng)制权交接上可大致分(fèn)成空地交接和(hé)空空交接两种模式。空(kōng)中不同(tóng)的有人(rén)机平(píng)台(tái)之间对无人机控(kòng)制权限(xiàn)进行交接(jiē),主要发生在存在有人机加(jiā)入和退出有人/无人机协(xié)同作战体系时,如有(yǒu)人机油料不足需(xū)要返航(háng)或者(zhě)被敌方击(jī)中,需(xū)要将无人机(jī)控(kòng)制权限交给(gěi)其他(tā)有人(rén)机。有人机(jī)与地面(miàn)控制站之间对无人(rén)机(jī)的控制(zhì)权限进行交(jiāo)接,主要发生在执行(háng)任务前和任务完成后,无人机(jī)起降过(guò)程还需地面控制站(zhàn)作为主控方,另外(wài)当发现无人机出现(xiàn)异常情况,有人机操作(zuò)不及(jí)时时,也需(xū)将无人机控制权限交给(gěi)地面控制站。
2.3 协同(tóng)任务分配(pèi)和(hé)航路智(zhì)能规划(huá)
针对有(yǒu)/无人(rén)平台编队(duì)协同作战任务过程(chéng)中的(de)任务(wù)自规(guī)划、航路(lù)自调整、目标自分配等(děng)要求和(hé)特点[6],利用战(zhàn)术驱动的任务自(zì)动分解与角色自主分配技(jì)术,在有人机(jī)上进行强实时战(zhàn)术驱动的任务自动解算与有人/无(wú)人平(píng)台角色智能化分配,自主生成多种可行(háng)的任务规划方案,为有人机操作人员选(xuǎn)择最佳方案提供辅助决策支撑。
如图8所(suǒ)示,利用(yòng)有人/无(wú)人协(xié)同航路(lù)临机规划技术,基(jī)于战场环境(jìng)、作战态(tài)势(shì)和平台(tái)状态的航路在线自(zì)动计算与优化,提供多(duō)种(zhǒng)航路(lù)规划方案。建立任务自主分配(pèi)策略(luè)和辅助(zhù)决策知识库、航路(lù)自规(guī)划与自适应飞行控制策略和辅助决策知识库,提高有(yǒu)/无人编(biān)队协同作战的自主化规(guī)划能力(lì)。
图8 协同任务(wù)分配(pèi)和航(háng)路智能规划(huá)
2.4 综合识别和情报(bào)融合
针(zhēn)对不同的有人/无人协同作战任(rèn)务,有(yǒu)人机和无(wú)人(rén)机携带(dài)的(de)载荷类型差异(yì)较(jiào)大,特别是无(wú)人机(jī)可携带的载荷包括雷达、可见光、红外、多光谱/超(chāo)光谱、电子侦察等,通常(cháng)情(qíng)况下无人机同时携带多种类(lèi)型载荷进行探测(cè),多个无人机(jī)平台将会采集大量多源(yuán)情报数据。为了(le)提高远距离目标识(shí)别(bié)的置信度,增强态(tài)势感知、改善目(mù)标检(jiǎn)测,提高精确定(dìng)位,提高生存能力,不同平台多(duō)模态传感器情报(bào)的综合识(shí)别和(hé)融合将会是(shì)有人/无(wú)人协同的关键技术(shù)之一。目前,深度神经网络(luò)在图像/视频的目标检(jiǎn)测和识别领域取得广(guǎng)泛的应用,比传统方法具有明显优势。借助人工智能技术(shù),通过对多(duō)源情报(bào)数据进行综(zōng)合识(shí)别和情报融合(hé),形成战场统一态(tài)势信息,为(wéi)决策过(guò)程提供快速、精确、可靠的(de)依据。
3 典型作战场景和作战流程
以空(kōng)中预警(jǐng)机为(wéi)例,下面对有人/无人(rén)协同作战典型作(zuò)战(zhàn)场景(jǐng)进(jìn)行介绍。如图9所示,预警(jǐng)机(jī)实现有人(rén)/无人编队(duì)的指挥控制与引导,由(yóu)预警机完(wán)成信(xìn)息的综合处理、联合编(biān)队(duì)的(de)战术决策、任(rèn)务管理以及对无(wú)人机的(de)指挥控制,由无(wú)人机(jī)完成自主飞行控(kòng)制、战场态(tài)势感(gǎn)知以及对空/地/海(hǎi)目标的(de)最终打击[7]。有(yǒu)人战机充当(dāng)体系中的通信节(jiē)点,将有人/无人作战编队嵌入到整个对(duì)抗体系(xì)中,从而(ér)实现战场的信息共享、可用资(zī)源(yuán)的统一(yī)调度及作战任(rèn)务的(de)综合管理。
图9 有人(rén)/无人机(jī)协同典型作战场(chǎng)景
有人/无人机协同作(zuò)战典型作战(zhàn)流程如图10所示,共分成任(rèn)务准备阶段、任务执行阶(jiē)段(duàn)和任务结束阶段。
(1)任务(wù)准备阶段。
分别完成对有人机(jī)和无人机的任务/航路装(zhuāng)订。有人机和(hé)无(wú)人机分别(bié)起飞(fēi),并飞(fēi)至交(jiāo)接区(qū)域(yù),无人机(jī)地(dì)面(miàn)控制站(zhàn)将无人机的(de)控制(zhì)权限移交(jiāo)给有人机,在(zài)有人机的指挥(huī)下,共同飞往(wǎng)任(rèn)务区域。
(2)任务执行阶段。
有人机根据(jù)当前战场态(tài)势(shì)信息,分配各(gè)个无人机的作战任务,并对无人机的航线和传感器进行规(guī)划(huá)。无(wú)人机(jī)在有人机的指挥下,按(àn)照规划(huá)结果执(zhí)行(háng)飞(fēi)行任务,抵达目标区域后,传感器开机。有人机上(shàng)的操作人员对无人机(jī)传感(gǎn)器进行控制,无人机负责采集(jí)并回传(chuán)目标(biāo)情报至有人机。通过多(duō)源情(qíng)报(bào)综合(hé)处(chù)理(lǐ),形成新的态势信息(xī),为有人机的进一步决(jué)策(cè)提供依据。
(3)任务结束阶段。
任务执行完成后(hòu),有(yǒu)人(rén)机指挥无人机(jī)抵达交接区(qū)域,有人机将无人(rén)机(jī)的(de)控(kòng)制权限移交(jiāo)给无人机地面控制站(zhàn)。有(yǒu)人机和(hé)无人(rén)机执行(háng)各自(zì)的(de)任务或返航。
图10 有人/无人机(jī)协同典型(xíng)作战流程
4.对有人/无人机(jī)协同领(lǐng)域发展的展望
有人/无人机协同(tóng)作战是未来重(chóng)要的发展(zhǎn)方向(xiàng),在对当(dāng)前美军有人/无人协同项目(mù)和关键(jiàn)技术分析和理解的(de)基础上,可预(yù)见未(wèi)来该(gāi)领域将会逐(zhú)渐向以下方向发展。
(1)“即来即用”的大规模无人机控制
随着未来无人机自主能力不断提升,只在重大决策点需要人为介入,无人机操作人员控制的无人机(jī)数(shù)量将大幅提(tí)升。另(lìng)外,人机交互(hù)的(de)手段将(jiāng)越(yuè)来越丰富,对无人机的控制效率将得(dé)到(dào)本质改善。有人机通过通用指(zhǐ)令对不同型号、不同(tóng)类型的无人机进行控(kòng)制,无人(rén)机的技术体制和通信也能够全面(miàn)兼容,实现有(yǒu)人/无人机(jī)协同作战体系(xì)中作(zuò)战(zhàn)平台的无缝(féng)进入和(hé)离开。
(2)情报(bào)处理的智能化
针对不同平台、不同传感器采集的数据,通过(guò)更加智能化(huà)的手段,对目标进(jìn)行(háng)精确检测、识别、跟(gēn)踪,融合生成统一态势信息。
(3)更快、更低(dī)成本的体系能力集成
全面采用(yòng)开放式体系(xì)架构,缩短有人/无人机协同作战能力集成周期和装备(bèi)采购成本,同时将有(yǒu)人(rén)/无人机的协同作(zuò)战快速扩(kuò)展到(dào)与(yǔ)无人车(chē)、无人船和无(wú)人艇的(de)协同,形成更全面的体系作(zuò)战(zhàn)能力。
结 语
本文深(shēn)入分析了近些年美军在有人/无(wú)人(rén)机协同领域(yù)的项目,提出了有人/无人(rén)机协同需要(yào)发展的关键技术,并对有(yǒu)人/无(wú)人(rén)机协同作战(zhàn)的典型(xíng)作战场景和作战流程进(jìn)行研究,最后(hòu)对有人(rén)/无人(rén)机(jī)协(xié)同作(zuò)战领域未来发(fā)展进行了展望,并分析了与网(wǎng)络信息体系的关系。
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