劉 欣,張占月,雍 鑫
(1.航天工程大學(xué),北京 101416,2.解放軍93221 部隊,北京 100085,3.軍事科學(xué)院,北京 100091)
軍事技術(shù)的變革是現(xiàn)代戰(zhàn)爭形態(tài)演變和發(fā)展的基石。以大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能為核心的新型技術(shù)在軍事領(lǐng)域的深度應(yīng)用,推動著戰(zhàn)爭形態(tài)不斷向“智能化”、“自主化”、“分布式”、“跨域作戰(zhàn)”等形態(tài)不斷升級[1],并加速新的戰(zhàn)爭體系形成。作為聯(lián)合作戰(zhàn)的新型作戰(zhàn)樣式之一,天基信息支援下的空中進(jìn)攻作戰(zhàn)也多次呈現(xiàn)出新的作戰(zhàn)特征和形態(tài)?;谛碌淖鲬?zhàn)特征和需求建立適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、功能完善、技術(shù)領(lǐng)先的空中進(jìn)攻作戰(zhàn)天基信息支援體系,對于深入理解空中進(jìn)攻作戰(zhàn)致勝機(jī)理、提升跨域作戰(zhàn)能力、牽引裝備和技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。
傳統(tǒng)空中進(jìn)攻作戰(zhàn)是以空襲為主要作戰(zhàn)樣式的作戰(zhàn)類型,是打擊敵縱深最有效的作戰(zhàn)行動。具備高瞰識、廣覆蓋、遠(yuǎn)傳輸、強(qiáng)精度能力的天基信息支援下的空中進(jìn)攻作戰(zhàn)逐漸成為改變戰(zhàn)爭局面、奪取戰(zhàn)爭勝利的“首戰(zhàn)之選”。隨著軍事技術(shù)革命推動下的戰(zhàn)爭形態(tài)演變,空中進(jìn)攻作戰(zhàn)出現(xiàn)了有別于傳統(tǒng)空襲作戰(zhàn)的多種新型作戰(zhàn)樣式和作戰(zhàn)特征,呈現(xiàn)出以下新特征:
空襲方式由接觸性的臨空突擊方式向非接觸、非對稱的遠(yuǎn)程空襲轉(zhuǎn)變;火力打擊方面由粗放型、地毯式轟炸向精確性、點(diǎn)穴式打擊轉(zhuǎn)變;近年來在高超聲速飛行器、臨近空間飛行器、隱身飛機(jī)[2]等作戰(zhàn)力量的協(xié)同下,呈現(xiàn)出天基精確指引下快速隱蔽突襲的能力,以及空中加油技術(shù)、超長航時無人飛行器支撐下的遠(yuǎn)域作戰(zhàn)能力。作戰(zhàn)程式由預(yù)先計劃式作戰(zhàn)向機(jī)動速決式轉(zhuǎn)變;空中編隊方式由小型編隊方式向大規(guī)模、集群式、無人化的蜂群作戰(zhàn)或有人-無人協(xié)同編隊方式轉(zhuǎn)變。在人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的支援下,天基信息支援的作用也從戰(zhàn)略支援保障向戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)層次不斷延伸,將其顯著的全維感知、全域瞰識、全時貫穿、全域控制能力落實(shí)到末端,并成為縮短打擊鏈、提升作戰(zhàn)效能的加速器,能夠?qū)崿F(xiàn)高動態(tài)性重組的無人作戰(zhàn)力量在戰(zhàn)場感知、廣域通信和精確導(dǎo)航的信息保障下實(shí)施自主性集群作戰(zhàn)。
目前世界局部戰(zhàn)爭中,天基信息支援空中進(jìn)攻作戰(zhàn)的能力不足,集中體現(xiàn)在以下幾個方面:首先,作戰(zhàn)體系要素眾多,組織復(fù)雜。空間、空中平臺資源分散,各系統(tǒng)互聯(lián)、互通、互操作能力不足,平臺鉸鏈接口難以統(tǒng)一,集成深度不足。例如美軍天基信息系統(tǒng)存在“煙囪”式發(fā)展、能力不平衡等特點(diǎn)。第二,完備、協(xié)調(diào)、一致的整體協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)尚未形成,難以形成一體化聯(lián)合作戰(zhàn)體系的有效支撐。美軍現(xiàn)有的很多取得實(shí)際作戰(zhàn)效果的作戰(zhàn)平臺或系統(tǒng)最初是由軍種主導(dǎo)并推廣至全軍的,統(tǒng)一需求標(biāo)準(zhǔn)、接口標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)等需求刻不容緩。第三,作戰(zhàn)體系對于復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)能力不足,在復(fù)雜電磁環(huán)境、多種復(fù)雜地理環(huán)境適應(yīng)性方面存在不足。而復(fù)雜環(huán)境下,空中進(jìn)攻作戰(zhàn)實(shí)施高速空中突擊、突防任務(wù)的高精度、強(qiáng)機(jī)動性對偵察、控制實(shí)施等作戰(zhàn)信息支援要求更高。第四,廣域覆蓋的天基通信信道容量不足。比如靜止軌道衛(wèi)星距離遠(yuǎn)、時間長、延遲大;低軌衛(wèi)星存在容量小、帶寬小的問題,并且切換問題對信道要求高,各類信道傳輸容量與日益增長的業(yè)務(wù)需求相比還有一定的差距。美聯(lián)軍在利用無人機(jī)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場圖像、指令的回傳時就出現(xiàn)了信道帶寬不足,無法滿足使用,需要借助民用信道輔助的情況[3]。第五,作戰(zhàn)彈性較差。系統(tǒng)快速部署和重構(gòu)不夠靈活,與空中進(jìn)攻作戰(zhàn)任務(wù)的高機(jī)動性、作戰(zhàn)行動和指揮快速、實(shí)時、靈活性、隨機(jī)性等需求有較大差距。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不靈活、層次多、規(guī)劃難度大,參數(shù)多、分發(fā)慢導(dǎo)致動態(tài)調(diào)整、動態(tài)組網(wǎng)能力較弱。第六,作戰(zhàn)鏈長,無法實(shí)現(xiàn)空中進(jìn)攻作戰(zhàn)“發(fā)現(xiàn)即摧毀”的作戰(zhàn)目標(biāo)。包含遠(yuǎn)程精確制導(dǎo)武器、智能無人平臺在內(nèi)的新型空戰(zhàn)武器在態(tài)勢感知范圍、目標(biāo)定位、指引和導(dǎo)航精度、信息速度、要素精度等方面都對信息保障和服務(wù)能力提出了更高要求,而現(xiàn)有的信息系統(tǒng)保障能力制約了新型武器裝備作戰(zhàn)效能的發(fā)揮和體系作戰(zhàn)整體效能的提升。
空中進(jìn)攻作戰(zhàn)的主要任務(wù)是奪取制空權(quán)、削弱敵戰(zhàn)爭潛力、消滅敵重兵集團(tuán)、切斷戰(zhàn)場聯(lián)系。要達(dá)成奪取制空權(quán)作戰(zhàn)任務(wù),關(guān)鍵在于“出其不意、一擊即中、準(zhǔn)確高效、機(jī)動靈活”。以上特征除了對空戰(zhàn)平臺的性能提出嚴(yán)苛要求外,天基信息支援作為力量先行,要成為“首戰(zhàn)”的“首戰(zhàn)”,在空戰(zhàn)場上織一張巨大的網(wǎng),聯(lián)通不同的作戰(zhàn)域、消除戰(zhàn)爭迷霧,成為空中作戰(zhàn)力量敏銳的“眼、耳、鼻”。在信息化作戰(zhàn)向全面智能化戰(zhàn)爭轉(zhuǎn)變的背景下,天基信息支援力量不但要滿足基本作戰(zhàn)信息需要,還要作為空中進(jìn)攻作戰(zhàn)能力提升的加速器和增效器,延長戰(zhàn)斗力的“生命線”?;诳罩羞M(jìn)攻作戰(zhàn)“非接觸、精確化、遠(yuǎn)打擊、快機(jī)動”的作戰(zhàn)樣式特征和無人作戰(zhàn)、人機(jī)協(xié)同、快速集聚的發(fā)展要求,對天基信息支援提出了快速確保戰(zhàn)機(jī)、滿足動態(tài)規(guī)劃、非計劃作戰(zhàn)的新需求。下頁表1 為作戰(zhàn)能力與作戰(zhàn)需求之間的映射關(guān)系。
表2 是從作戰(zhàn)要素視角下空中進(jìn)攻作戰(zhàn)對天基信息支援的需求分析。
表1 作戰(zhàn)任務(wù)(能力)與作戰(zhàn)需求映射關(guān)系
目前美國已經(jīng)將天基偵察、監(jiān)視、預(yù)警衛(wèi)星、軍用氣象環(huán)境、海洋環(huán)境衛(wèi)星和空間環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等多域多源傳感器和各個空中作戰(zhàn)單元、指揮控制系統(tǒng),通過一體化網(wǎng)絡(luò)信息柵格精密鉸鏈,形成了具備準(zhǔn)確戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力、實(shí)時控制能力的一體化網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)體系,并顯示出典型的體系化對抗特征。近年來,在不斷適應(yīng)“跨域融合、全域覆蓋”等作戰(zhàn)理念演變下,美軍創(chuàng)新提出了“多域聯(lián)合作戰(zhàn)”、“馬賽克作戰(zhàn)”等新的作戰(zhàn)概念,“網(wǎng)絡(luò)化”、“體系化為中心”的作戰(zhàn)理念也在逐漸向“分布式”、“跨域融合”、“智能化”作戰(zhàn)[4]靠攏。
天基信息支援平臺位置高、力量分散,雖然在物理域上所處的空間位置與空中作戰(zhàn)域緊密相連,但在面向空中進(jìn)攻作戰(zhàn)任務(wù)進(jìn)行信息支援時,需要統(tǒng)籌空、海、天、地、網(wǎng)、電等各源各類傳感器提供的信息和資源,在情報支援、指揮控制、火力打擊、協(xié)同作戰(zhàn)、電子干擾、空中支援保障等多方面進(jìn)行跨域交互,因此,在指揮方式上,圍繞共同的作戰(zhàn)任務(wù)和意圖進(jìn)行自上而下的統(tǒng)一規(guī)劃和指揮[5],在執(zhí)行方式上,遵循自下而上的“分布式”任務(wù)執(zhí)行[6]是重要原則。
基于空中進(jìn)攻作戰(zhàn)所呈現(xiàn)出的新特點(diǎn)和能力差距,本文提出空中進(jìn)攻作戰(zhàn)天基信息“云”支援體系的作戰(zhàn)構(gòu)想,其主要特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)信息的匯聚共享和動態(tài)適應(yīng),對未來網(wǎng)絡(luò)中心作戰(zhàn)向智能化作戰(zhàn)轉(zhuǎn)變提供一定的理論和技術(shù)參考。同時,由于天基信息“云”支援體系覆蓋太空域、空域、地面和網(wǎng)絡(luò)鏈路,具有內(nèi)在的“多域”特征,對于適應(yīng)未來面向“跨域”協(xié)同作戰(zhàn)、“多域”作戰(zhàn)的作戰(zhàn)趨勢具有重要意義。
空中進(jìn)攻作戰(zhàn)天基信息“云”支援體系基于“云作戰(zhàn)”理念[7-8],基于打贏聯(lián)合作戰(zhàn)下的空中進(jìn)攻作戰(zhàn)的作戰(zhàn)目標(biāo),以人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)為手段,將傳統(tǒng)系統(tǒng)孤立、分散使用的處于不同作戰(zhàn)域的天基支援平臺、空基作戰(zhàn)力量、地基服務(wù)力量進(jìn)行有機(jī)整合和高效運(yùn)用,形成重組性、適應(yīng)性強(qiáng)、動態(tài)性強(qiáng)、功能性強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)化、立體型天基信息作戰(zhàn)“云”、地基保障“云”等分布式設(shè)計、一體化使用的作戰(zhàn)體系,以作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)需求為牽引,在作戰(zhàn)實(shí)施過程中形成“信息- 決策”的轉(zhuǎn)換、“需求- 能力”轉(zhuǎn)換,推動作戰(zhàn)裝備和技術(shù)的全面發(fā)展。
表2 空中進(jìn)攻作戰(zhàn)中天基信息支援需求
面向空中進(jìn)攻作戰(zhàn)的天基信息“云”支援體系由兩個模塊構(gòu)成,分別是天基信息支援“云”和地面保障“云”,具體設(shè)計如圖1 所示:
2.2.1 天基信息支援“云”
天基信息支援“云”可以從空戰(zhàn)場作戰(zhàn)要素進(jìn)行劃分,分別包括感知支援“云”、火力打擊支援“云”、通信支援“云”和保障支援“云”。
1)感知支援“云”
通過感知支援“云”,將各類不同平臺的空間傳感器基于網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)進(jìn)行跨域聯(lián)結(jié),綜合偵察、預(yù)警、氣象、水文等戰(zhàn)場環(huán)境保障能力的天基支援“云”,形成籠罩在空中戰(zhàn)場上的一張?zhí)旎兄熬W(wǎng)”,為空中進(jìn)攻作戰(zhàn)行動提供包括敵情變化、戰(zhàn)區(qū)圖像、打擊目標(biāo)等詳實(shí)的情報支撐。
2)火力打擊支援“云”
利用導(dǎo)航衛(wèi)星,精確定位和準(zhǔn)確授時準(zhǔn)確引導(dǎo)空中進(jìn)攻作戰(zhàn)力量,保障精確打擊效果。
3)通信支援“云”
通過高質(zhì)量、大容量、寬頻譜的通信和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星全時保障,實(shí)現(xiàn)空中戰(zhàn)場實(shí)時、連續(xù)、順暢的通信和指揮信息傳遞。
2.2.2 地面保障“云”
1)信息服務(wù)“云”
對天基感知“云”收集的各類平臺信息進(jìn)行分析、融合、數(shù)據(jù)加工、處理形成多層次、快響應(yīng)的態(tài)勢信息,并依托天基衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息發(fā)布、信息共享、信息推送和支援多類型的基礎(chǔ)天基信息“云”服務(wù)。
2)決策支援“云”
根據(jù)空中進(jìn)攻作戰(zhàn)的特點(diǎn),將戰(zhàn)時態(tài)勢信息按照“直接推送”“按需協(xié)調(diào)支援”、“集成共享支援”等類型進(jìn)行區(qū)分,通過對態(tài)勢信息進(jìn)行分級推送,節(jié)省響應(yīng)和決策時間,進(jìn)一步縮短打擊周期。
根據(jù)“云作戰(zhàn)”作戰(zhàn)概念,基于云作戰(zhàn)體系的作戰(zhàn)過程為“云部署、云聚合、云攻擊、云消散”[5]。面向空中進(jìn)攻作戰(zhàn)的天基信息“云”支援體系中,對天基信息支援云、地面保障云的運(yùn)行實(shí)施“集中控制、分散部署,動態(tài)調(diào)控”的原則,整合天、空、地、網(wǎng)、電等作戰(zhàn)力量,構(gòu)建強(qiáng)適應(yīng)性、高動態(tài)性的跨域“云”態(tài)勢資源、高效指揮控制平臺、火力打擊平臺和智能化保障服務(wù)平臺共同服務(wù)于空中進(jìn)攻作戰(zhàn)任務(wù)。
圖1 空中進(jìn)攻作戰(zhàn)的天基信息支援“云”體系
2.3.1 情報和態(tài)勢生成功能
“云”支援體系的情報和態(tài)勢功能是指廣域的偵察情報分發(fā),包括直接推送支援模式、按需協(xié)調(diào)支援模式和集成共享式支援模式。
1)直接推送支援模式
基于天基信息感知支援“云”的直接推送支援,是基于天基衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)服務(wù),匯聚以天基信息支援力量為主的多源感知平臺數(shù)據(jù),包括天基偵察衛(wèi)星、預(yù)警衛(wèi)星、海洋、氣象衛(wèi)星、空中預(yù)警機(jī)等作戰(zhàn)力量,形成“數(shù)據(jù)獲取-數(shù)據(jù)搜集- 數(shù)據(jù)處理-情報信息- 信息分發(fā)”的信息直接推送模式。面向用戶為戰(zhàn)區(qū)作戰(zhàn)指揮機(jī)構(gòu)、空中作戰(zhàn)指揮機(jī)構(gòu)等其他作戰(zhàn)控制中心,如圖2 所示。
圖2 直接支援推送模式
2)按需協(xié)調(diào)式支援模式
按需協(xié)調(diào)式支援,主要用于前端指揮機(jī)構(gòu)或指揮所根據(jù)實(shí)際作戰(zhàn)需要、臨機(jī)要求、戰(zhàn)場態(tài)勢變化等情況,對作戰(zhàn)指揮機(jī)構(gòu)提出更加具體的情報支援,感知支援“云”對具體需求進(jìn)行形成“數(shù)據(jù)獲取-數(shù)據(jù)處理- 情報信息- 按需協(xié)調(diào)”協(xié)調(diào)支援的模式,如圖3 所示。
圖3 按需協(xié)調(diào)支援模式
3)集成共享式支援模式
針對戰(zhàn)術(shù)級用戶和作戰(zhàn)單元直接提供戰(zhàn)術(shù)級情報信息,為指揮引導(dǎo)、作戰(zhàn)決策提供幫助和支持,基于戰(zhàn)術(shù)用戶配發(fā)使用到的集成共享式移動用戶終端或系統(tǒng),形成“數(shù)據(jù)獲取-‘云’上數(shù)據(jù)處理- 情報信息- 共享分發(fā)”共享式支援的模式。如圖4 所示,這種支援模式加快了按照規(guī)則運(yùn)轉(zhuǎn)的速度。
圖4 集成共享式支援模式
其中,圖4 中虛線指示為使用智能模式下的集成共享式支援,主要基于偵察衛(wèi)星等天基平臺的智能感知和星上信息處理能力,直接將情報信息共享分發(fā)給各個戰(zhàn)術(shù)平臺,大大縮短了打擊鏈和作戰(zhàn)周期,提升了作戰(zhàn)決策效率。
2.3.2 指揮控制功能
1)指揮控制
天基信息通信“支援”云的指控功能主要是基于衛(wèi)星通信鏈路的動態(tài)組網(wǎng)和廣域聯(lián)通覆蓋,一方面實(shí)現(xiàn)情報和態(tài)勢信息的廣域共享,形成各源各類數(shù)據(jù)的“云”聚合支撐能力;第二是在執(zhí)行任務(wù)的作戰(zhàn)平臺之間,按照作戰(zhàn)計劃組織指控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行作戰(zhàn)計劃、任務(wù)清單、指令信息等實(shí)時傳遞;第三是能夠?qū)崿F(xiàn)對于機(jī)動力量之間的快速動態(tài)局域組網(wǎng)。
2)指揮協(xié)同
有人- 無人作戰(zhàn)飛機(jī)之間的指揮協(xié)同、作戰(zhàn)飛機(jī)與超視距武器等火力打擊平臺之間的指揮協(xié)同。
2.3.3 火力打擊支持功能
1)目標(biāo)指引和狀態(tài)監(jiān)控
通過對作戰(zhàn)飛機(jī)的目標(biāo)指示、導(dǎo)彈發(fā)射后飛行狀態(tài)的監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)對火力打擊閉環(huán)的實(shí)時控制。
2)精確導(dǎo)航
為各種作戰(zhàn)單元和指揮控制系統(tǒng)提供全天時、全天候、高精度、全覆蓋的導(dǎo)航定位信息和精確授時服務(wù)。
3)目標(biāo)探測
使用智能模式下的星上目標(biāo)探測協(xié)同支援,主要基于偵察衛(wèi)星的星上信息處理能力和空基偵察平臺協(xié)同進(jìn)行目標(biāo)探測的能力。通過通信支援“云”將偵察信號直接發(fā)送至作戰(zhàn)平臺來獲取目標(biāo)信息。
地面用戶端以智能終端輕量化應(yīng)用為主要形態(tài),形成“云”-“端”系統(tǒng)架構(gòu),大幅度降低了用戶終端的要求。下一步還可以推廣至戰(zhàn)術(shù)云信息系統(tǒng),相關(guān)設(shè)備與技術(shù)應(yīng)用于戰(zhàn)術(shù)云的建設(shè),軍民融合發(fā)展。
以下從體系基礎(chǔ)資源構(gòu)建發(fā)展、彈性作戰(zhàn)體系構(gòu)成發(fā)展、智能化等創(chuàng)新技術(shù)、新模式運(yùn)用發(fā)展幾個方面,探討具有“智能化特征”的面向空中進(jìn)攻作戰(zhàn)的天基信息“云”支援作戰(zhàn)體系發(fā)展方向及技術(shù)體系支撐。
建立符合用戶需求的天基信息“云”支援體系,應(yīng)包括資源整合、梳理關(guān)系、構(gòu)建基礎(chǔ)、技術(shù)支持和試驗演練。資源整合包括對各類天基平臺、現(xiàn)有指揮控制系統(tǒng)、通信保障系統(tǒng)進(jìn)行資源的合理調(diào)整、分配、規(guī)劃、調(diào)度,構(gòu)建面向空中進(jìn)攻作戰(zhàn)的天基信息“云”支援體系,融合各類分散多源情報、基于統(tǒng)一規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)信息體系,形成天基信息支援“云”體系;梳理關(guān)系包括在理清現(xiàn)有作戰(zhàn)力量的隸屬、指揮關(guān)系基礎(chǔ)上,模糊軍兵種界限,對作戰(zhàn)力量、作戰(zhàn)平臺進(jìn)行面向需求的“云”調(diào)配,構(gòu)建可適應(yīng)動態(tài)重組的高效指揮編組模式和支援方式;構(gòu)建基礎(chǔ)包括面向作戰(zhàn)需求的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計與構(gòu)建、模塊(領(lǐng)域)功能設(shè)計、信息應(yīng)用流程設(shè)計、數(shù)據(jù)接口設(shè)計和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。加快數(shù)據(jù)鏈路、通信網(wǎng)絡(luò)等信息化基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)完善,構(gòu)筑穩(wěn)固高效的天基信息“云”支援基礎(chǔ);技術(shù)支持包括體系構(gòu)建的技術(shù)基礎(chǔ),目標(biāo)感知與識別、數(shù)據(jù)分析與挖掘等技術(shù)問題的攻堅克難和支撐;試驗演練包括在構(gòu)建體系和技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,加快推進(jìn)作戰(zhàn)試驗和演練檢驗理論研究的成果,同時進(jìn)一步在實(shí)際應(yīng)用中理順作戰(zhàn)支援流程和進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化調(diào)整。初步形成面向空中進(jìn)攻作戰(zhàn)任務(wù)的天基信息“云”支援體系和戰(zhàn)略、戰(zhàn)役層面的“云”部署。
3.1.1 推廣用戶終端
戰(zhàn)術(shù)層面的“云”部署,戰(zhàn)術(shù)“云”平臺的構(gòu)建,是未來實(shí)現(xiàn)天基信息“云”支援落地,并推廣應(yīng)用的重要發(fā)展方向之一。用戶可以以輕量化的智能終端、手持設(shè)備等方式直接實(shí)現(xiàn)天基信息“云”支援的應(yīng)用。
3.1.2 軍、民、商資源的合作
軍民融合、軍民共建、民商結(jié)合的資源開發(fā)和利用是世界各航天強(qiáng)國一直以來的發(fā)展重點(diǎn),充分開發(fā)利用高技術(shù)資源,如人工智能、大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)空間新技術(shù)等新技術(shù)在民用相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用,利用民用產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展帶動裝備性能的提升。
各個領(lǐng)域作戰(zhàn)要素有機(jī)組合、跨域融合,實(shí)現(xiàn)軍種間、層次間、功能間的“云”聚合,形成“高效、順暢、標(biāo)準(zhǔn)、自主、動態(tài)、智能”的體制機(jī)制和流程,建立網(wǎng)絡(luò)化的天基信息“云”支援體系,演化為不依賴于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的、分布式運(yùn)用的可重組、高彈性的作戰(zhàn)體系,是未來作戰(zhàn)體系構(gòu)成的主要發(fā)展方向。在形成面向空中進(jìn)攻天基信息“云”支援體系的基礎(chǔ)上,不斷提升空中進(jìn)攻作戰(zhàn)能力和加強(qiáng)天基信息支援能力建設(shè)。
如下頁圖5 所示為支撐面向空中進(jìn)攻作戰(zhàn)的天基信息“云”支援體系的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)。
圖5 技術(shù)體系圖
首先在技術(shù)層面,具有自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品的研發(fā)和使用成為未來關(guān)注重點(diǎn),天基系統(tǒng)的自主性、安全性和可靠性,是把握未來聯(lián)合空中作戰(zhàn)的主動權(quán)和強(qiáng)大威懾能力的重要基礎(chǔ);其次是作戰(zhàn)理念和模式的創(chuàng)新??罩凶鲬?zhàn)的發(fā)展模式經(jīng)歷了分散獨(dú)立使用、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化到智能化方向的發(fā)展趨勢,摸清戰(zhàn)爭的發(fā)展規(guī)律和致勝機(jī)制,才能夠在技術(shù)和能力上有所突破和創(chuàng)新。美軍在作戰(zhàn)理論和高新技術(shù)的應(yīng)用和探索方面一直走在世界前列,在第3 次抵消策略之后,美國提出分布式、去中心化的、以決策為中心的智能化戰(zhàn)爭等創(chuàng)新作戰(zhàn)概念,成為智能化技術(shù)在軍事上的應(yīng)用新焦點(diǎn)。
探索智能化技術(shù)在天基信息“云”支援體系上的應(yīng)用,包括在智能感知、智能通信、智能決策和人機(jī)協(xié)同幾個方面。智能感知包括,通過自主規(guī)劃、智能識別、跟蹤目標(biāo)、圖像理解構(gòu)建星上的目標(biāo)智能感知能力,智能感知云通過天基信息通信,建立和空中作戰(zhàn)平臺的“云”通路,支援保障形式以“星上智能+ 空中指揮”的“人+ 機(jī)”結(jié)合的形式為主;智能通信包括構(gòu)建具備自主組網(wǎng)、靈活重構(gòu)、抗干擾、大容量、高帶寬的天基網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu);智能決策包括形成天基信息智能服務(wù)“云”和智能決策“云”,通過“云”上的智能輔助決策+ 優(yōu)化作戰(zhàn)籌劃方案的方式,進(jìn)行天基信息支援空中進(jìn)攻作戰(zhàn)的智能決策,縮短O O D A 的周期、增加迭代次數(shù)達(dá)到智能的“涌現(xiàn)”;人機(jī)協(xié)同包括指揮員與智能感知、智能決策之間的指揮協(xié)同,空中有人作戰(zhàn)平臺與智能化無人作戰(zhàn)平臺之間的作戰(zhàn)協(xié)同,以及傳統(tǒng)作戰(zhàn)平臺與智能化系統(tǒng)之間交互和協(xié)同。
3.3.1 基于大數(shù)據(jù)的戰(zhàn)場(空中)態(tài)勢評估與理解技術(shù)
在先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支撐下,通過天基信息“云”支援,將各源各類傳感器信息綜合“匯聚”,對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行自主組網(wǎng)、智能感知,進(jìn)一步提高感知能力。進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘,利用深度學(xué)習(xí)等智能技術(shù)在語音識別、圖像理解、目標(biāo)識別、匹配方面的應(yīng)用,使態(tài)勢信息生成、計算與評估等過程向智能化演變,為適應(yīng)戰(zhàn)場動態(tài)變化快速發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵信息、識別重要目標(biāo)特性、敵方意圖、預(yù)測作戰(zhàn)趨勢提供重要支撐。
推動基于天基信息“云”服務(wù)的空中態(tài)勢數(shù)據(jù)庫及戰(zhàn)場環(huán)境保障系統(tǒng)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè),完善戰(zhàn)場目標(biāo)識別數(shù)據(jù)庫,并開展數(shù)據(jù)工程建設(shè),對海量數(shù)據(jù)中的規(guī)律進(jìn)行深層挖掘、預(yù)測、優(yōu)化等工作,有利于推動戰(zhàn)場感知能力和評估能力的提升。
3.3.2 彈性天基信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
彈性天基信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是支撐天基信息“云”支援服務(wù)構(gòu)建基礎(chǔ),在未來戰(zhàn)場尤其是空中戰(zhàn)場的動態(tài)未知性不斷增大,戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)層面的機(jī)動性和指揮協(xié)同對于信息傳輸效率、動態(tài)組網(wǎng)能力和抗干擾能力的需求更高。支撐戰(zhàn)場智能感知的彈性天基信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù),能夠催生出連接各類傳感器、自主運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)信息體系,并表現(xiàn)出可部署性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)、抗毀傷性強(qiáng)的特征。
3.3.3 智能決策技術(shù)
隨著軍事領(lǐng)域智能技術(shù)的應(yīng)用,戰(zhàn)爭形式呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)向決策中心戰(zhàn)逐漸過渡的趨勢。決策中心戰(zhàn)的技術(shù)核心和致勝機(jī)理在于智能決策技術(shù)上的非對稱優(yōu)勢。天基信息“云”支援空中進(jìn)攻作戰(zhàn)中的智能決策,主要在發(fā)揮“云”支援的無障礙可達(dá)性、持久性、耐受性和快響應(yīng)性的基礎(chǔ)上,體現(xiàn)自主決策和智能控制的效能合力。
自主化決策主要是理解環(huán)境態(tài)勢,預(yù)測變化趨勢,提供主動建議、高級分析及人機(jī)交互,輔助指揮官進(jìn)行快速有效決策,以應(yīng)對瞬息萬變的環(huán)境態(tài)勢。自主決策技術(shù)要解決的問題是:戰(zhàn)場要素關(guān)系估計、作戰(zhàn)意圖估計、作戰(zhàn)計劃識別、作戰(zhàn)行為估計、路徑/關(guān)鍵點(diǎn)預(yù)測等問題。主要解決技術(shù)途徑有:不確定性評估:實(shí)現(xiàn)建模、表示、推理、感知、管理等過程中的不確定性分析,概率本體論:正確地表示信息系統(tǒng)中各種細(xì)微差別,計算認(rèn)知系統(tǒng)等等。大數(shù)據(jù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)在輔助決策方面的應(yīng)用,主要是以天基信息“云”支援形成的戰(zhàn)場態(tài)勢為基礎(chǔ),通過作戰(zhàn)推演預(yù)測作戰(zhàn)行動趨勢,從而得到最優(yōu)化行動策略和方案,協(xié)助指揮員達(dá)成戰(zhàn)爭決策,提升指揮效率。
3.3.4 智能化蜂群作戰(zhàn)與控制技術(shù)
小型化、智能化、無人化蜂群作戰(zhàn)是未來空中進(jìn)攻作戰(zhàn)發(fā)展的一個重要作戰(zhàn)樣式,智能化蜂群作戰(zhàn)與控制技術(shù)是未來智能化戰(zhàn)爭研究的重要焦點(diǎn)之一。發(fā)展智能蜂群飽和攻擊戰(zhàn)術(shù)、長航時無人機(jī)作戰(zhàn)和智能察打一體技術(shù),是分別從戰(zhàn)術(shù)方式、武器裝備性能創(chuàng)新和智能化技術(shù)方面進(jìn)行發(fā)展的最佳切入角度。智能化指揮控制是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人機(jī)交互、無人自主等人工智能技術(shù)在指揮控制中的應(yīng)用,對戰(zhàn)爭的指揮控制實(shí)時動態(tài)調(diào)控,作戰(zhàn)要素實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)、自組織、自協(xié)同,人在指揮控制環(huán)路中逐漸實(shí)現(xiàn)“中、上、外”的演進(jìn)。
空中進(jìn)攻作戰(zhàn)的天基信息“云”支援體系,能夠?qū)崿F(xiàn)體系面向不同作戰(zhàn)任務(wù)的可重構(gòu)和彈性作戰(zhàn)能力,根據(jù)不同的作戰(zhàn)需求,實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)智能感知、多源數(shù)據(jù)智能融合,基于廣域暢聯(lián)的天基智能通信實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)平臺的深度鉸鏈,進(jìn)一步支撐形成高效、靈活、智能的指揮控制模式,通過人- 機(jī)智能協(xié)同,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中心化向決策中心的智能化過渡,推動智能化偵察火力打擊一體作戰(zhàn)平臺等武器裝備和技術(shù)的不斷創(chuàng)新和研制發(fā)展,以滿足未來分布式、智能化作戰(zhàn)的趨勢和需求。