蘆海利，蔣慶豐，張群亮，孫健

95894部隊(duì)

有人-無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)已成為軍事作戰(zhàn)領(lǐng)域的主要發(fā)展方向。本文重點(diǎn)分析有人-無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)及運(yùn)用模式。

在迅速發(fā)展的智能技術(shù)帶動(dòng)下，以美國(guó)為首的西方軍事強(qiáng)國(guó)展開(kāi)了面向未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的作戰(zhàn)理論研究和實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用，并逐步構(gòu)建動(dòng)態(tài)性分布式作戰(zhàn)樣式。有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)已被美軍列為“第三次抵消戰(zhàn)略”的五大關(guān)鍵技術(shù)之一。

有人-無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)的優(yōu)勢(shì)

有人-無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)是一種分布式作戰(zhàn)體系，能有效縮短作戰(zhàn)體系的響應(yīng)時(shí)間，提高系統(tǒng)的決策速度，增強(qiáng)作戰(zhàn)體系的抗毀傷能力，最大程度發(fā)揮無(wú)人系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能，實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)體系的魯棒性提升。在協(xié)同作戰(zhàn)中，有人系統(tǒng)和無(wú)人系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)將得到互補(bǔ)。

在作戰(zhàn)任務(wù)層面，無(wú)人系統(tǒng)將承擔(dān)更多的任務(wù)，同時(shí)保護(hù)有人系統(tǒng)，減少人員傷亡，而有人系統(tǒng)專注于具有挑戰(zhàn)性的重要任務(wù)。

有人-無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)

開(kāi)放式系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)

有人-無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)須要建立一個(gè)開(kāi)放式系統(tǒng)架構(gòu)。該架構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，具有可擴(kuò)展性、可移植性、可升級(jí)等特點(diǎn)，能縮短戰(zhàn)略部署的時(shí)間。目前，美軍開(kāi)放式系統(tǒng)架構(gòu)主要有開(kāi)放式任務(wù)系統(tǒng)（OMS）和未來(lái)機(jī)載裝備軟件包（FACE）兩種，旨在構(gòu)建一個(gè)通用操作環(huán)境，以支持軟件集成和移植。

美軍開(kāi)放式任務(wù)系統(tǒng)是一種通用開(kāi)放式系統(tǒng)架構(gòu)，由政府、工業(yè)界、學(xué)術(shù)界聯(lián)合開(kāi)發(fā)。在硬件無(wú)須進(jìn)行重大改變的前提下，該系統(tǒng)允許新軟件植入，并能集成新的傳感器，縮短系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期，降低開(kāi)發(fā)成本，同時(shí)提升系統(tǒng)的功能。開(kāi)放式任務(wù)系統(tǒng)被植入無(wú)人機(jī)指揮控制、通用任務(wù)控制等軟件后，可以快速實(shí)現(xiàn)有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)。根據(jù)開(kāi)放式任務(wù)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)人員可定義客戶端和服務(wù)的基本行為，建立面向服務(wù)的基本設(shè)計(jì)模式和原則，統(tǒng)一關(guān)鍵接口和模塊，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)測(cè)試、身份認(rèn)證等功能。

表1 美國(guó)三次抵消戰(zhàn)略的發(fā)展概況。

圖1 有人-無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)場(chǎng)景示意圖。

未來(lái)機(jī)載裝備軟件包是一種模塊化開(kāi)放式體系。基于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模塊和通信接口，體系內(nèi)航空電子系統(tǒng)應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了互操作，增強(qiáng)了體系架構(gòu)的賽博彈性。自2010年問(wèn)世以來(lái)，未來(lái)機(jī)載裝備軟件包已在軍事領(lǐng)域成功運(yùn)用，提高了作戰(zhàn)體系關(guān)鍵技術(shù)的安全性，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序的互操作性。3.0版未來(lái)機(jī)載裝備軟件包于2017年發(fā)布，其軟件架構(gòu)已獲升級(jí)。

任務(wù)管理和航線規(guī)劃技術(shù)

在有人-無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)中，相關(guān)人員須要完成任務(wù)規(guī)劃、航線調(diào)整、目標(biāo)分配、海量數(shù)據(jù)處理等工作，這種高強(qiáng)度工作會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的作戰(zhàn)效率?；谧詣?dòng)任務(wù)分配和航線規(guī)劃技術(shù)，機(jī)載計(jì)算機(jī)對(duì)無(wú)人機(jī)提供的實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)信息進(jìn)行計(jì)算和融合，實(shí)現(xiàn)任務(wù)自動(dòng)分配，生成基于戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的多樣化任務(wù)管理方案，為有人系統(tǒng)操作人員的決策過(guò)程提供有力支持。

2019年，美軍公布“天空堡”項(xiàng)目，旨在開(kāi)發(fā)一種自主系統(tǒng)，提高有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的任務(wù)規(guī)劃效率和人機(jī)交互能力。根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知信息、有人機(jī)與無(wú)人機(jī)的狀態(tài)、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，該自主系統(tǒng)在線計(jì)算并優(yōu)化無(wú)人機(jī)飛行航線，構(gòu)建任務(wù)自動(dòng)分配策略以及輔助決策知識(shí)庫(kù)，提供多元化航線規(guī)劃方案，有效提高有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的智能化水平。

多源情報(bào)數(shù)據(jù)融合技術(shù)

不同系統(tǒng)的載荷類型存在一定差異，尤其是無(wú)人機(jī)，搭載了光電/紅外吊艙、電子偵察設(shè)備、合成孔徑雷達(dá)等多種任務(wù)載荷。這意味無(wú)人機(jī)在協(xié)同作戰(zhàn)中能夠完成更多、更復(fù)雜的任務(wù)。多無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)可獲取多源數(shù)據(jù)，增強(qiáng)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知能力，提高目標(biāo)信息的精度，提升有人機(jī)/無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程協(xié)同作戰(zhàn)能力，提高無(wú)人機(jī)的戰(zhàn)場(chǎng)生存力。多源情報(bào)數(shù)據(jù)融合技術(shù)已成為有人-無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

有人-無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)運(yùn)用

潛艇與無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)

潛艇在作戰(zhàn)中承擔(dān)陣地突擊、區(qū)域巡邏、突擊引導(dǎo)、預(yù)警等隱蔽性任務(wù)。潛艇的目標(biāo)探測(cè)能力有限，如果獨(dú)立作戰(zhàn)，將面臨現(xiàn)代反潛技術(shù)的威脅，生存能力越來(lái)越差。目前，美國(guó)等西方軍事強(qiáng)國(guó)積極研究潛艇/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)模式。2021年，美國(guó)海軍舉行“無(wú)人集成作戰(zhàn)問(wèn)題” 21演習(xí)，出動(dòng)水面艦艇、潛艇、無(wú)人機(jī)、無(wú)人潛航器等裝備，對(duì)有人-無(wú)人協(xié)同海戰(zhàn)的樣式和效果進(jìn)行評(píng)估。

在此次演習(xí)中，潛艇首先進(jìn)入作戰(zhàn)海域，發(fā)射自身攜帶的無(wú)人潛航器和無(wú)人機(jī)后，無(wú)人潛航器和無(wú)人機(jī)對(duì)敵方目標(biāo)進(jìn)行抵近偵察，并將獲取的信息傳輸給潛艇操作臺(tái)。潛艇掌握敵方整體作戰(zhàn)部署后，指揮無(wú)人機(jī)和無(wú)人潛航器對(duì)敵方水面、水下目標(biāo)進(jìn)行攻擊，或者在安全區(qū)域使用魚(yú)雷、導(dǎo)彈等武器對(duì)敵方目標(biāo)發(fā)起隱蔽性突擊。最終，潛艇、無(wú)人潛航器、無(wú)人機(jī)完成跨域協(xié)同海戰(zhàn)任務(wù)，表明潛艇的作戰(zhàn)樣式發(fā)生了重大變革。

有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)

無(wú)人機(jī)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣，應(yīng)用價(jià)值進(jìn)一步加深，在保障國(guó)家利益、彰顯國(guó)家軍事實(shí)力方面發(fā)揮了重要作用。有人機(jī)與無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)可取得“1+1＞2”的作戰(zhàn)效果。隨著無(wú)人機(jī)智能化水平的提升，有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)將不斷進(jìn)化。

1.有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的流程

（1）準(zhǔn)備階段

在準(zhǔn)備階段，作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)設(shè)置有人機(jī)和無(wú)人機(jī)的任務(wù)航線。有人機(jī)與無(wú)人機(jī)陸續(xù)起飛后，分別飛至控制權(quán)交接區(qū)。當(dāng)?shù)孛婵刂普緦o(wú)人機(jī)控制權(quán)移交給有人機(jī)后，有人機(jī)向無(wú)人機(jī)發(fā)送控制指令，隨后有人機(jī)和無(wú)人機(jī)分別飛抵任務(wù)區(qū)域。

（2）任務(wù)執(zhí)行階段

在有人機(jī)指揮下，無(wú)人機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)方案執(zhí)行任務(wù)。無(wú)人機(jī)飛抵任務(wù)區(qū)域后打開(kāi)機(jī)載傳感器，有人機(jī)飛行員對(duì)無(wú)人機(jī)傳感器進(jìn)行控制，而無(wú)人機(jī)負(fù)責(zé)收集信息并將獲取的情報(bào)信息傳輸給有人機(jī)。

（3）任務(wù)結(jié)束階段

有人機(jī)和無(wú)人機(jī)完成協(xié)同作戰(zhàn)任務(wù)后，及時(shí)飛抵控制權(quán)交接區(qū)，隨后按照預(yù)設(shè)航線返航。

圖2 美軍潛艇發(fā)射“黑翼”潛射無(wú)人機(jī)。

圖3 美軍“黑魚(yú)”察打一體無(wú)人潛航器可與潛艇協(xié)同作戰(zhàn)。

圖4 法國(guó)“神經(jīng)元”無(wú)人機(jī)與“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)編隊(duì)協(xié)同飛行。

2.無(wú)人機(jī)控制權(quán)交接

不同類型的無(wú)人機(jī)，其控制指令以及控制程序均不相同。因此，有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)須要建立一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)控制權(quán)在各控制平臺(tái)間的無(wú)縫交接。無(wú)人機(jī)控制權(quán)交接的指令包括申請(qǐng)、釋放、搶權(quán)、確認(rèn)、否定等。在有人-無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)模式下，無(wú)人機(jī)控制權(quán)交接可分為空空交接與空地交接兩種常規(guī)方式。

（1）空空交接

當(dāng)有人機(jī)返航或者發(fā)生故障時(shí)，有人機(jī)須要退出有人-無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)編隊(duì)，此時(shí)有人機(jī)采用空空交接方式，將無(wú)人機(jī)控制權(quán)移交給其他有人機(jī)。

（2）空地交接

當(dāng)無(wú)人機(jī)進(jìn)入和離開(kāi)控制權(quán)交接區(qū)，或在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中出現(xiàn)異常情況，或者有人機(jī)操作不當(dāng)時(shí)，地面控制站應(yīng)及時(shí)接管無(wú)人機(jī)的控制權(quán)。另外，地面控制站即使將無(wú)人機(jī)控制權(quán)移交給有人機(jī)，也要全程關(guān)注無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)的變化，隨時(shí)為控制權(quán)接管做好準(zhǔn)備。

總結(jié)

隨著人工智能技術(shù)在無(wú)人系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，有人-無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)的整體效能將大幅提升，不斷滿足信息化戰(zhàn)場(chǎng)的作戰(zhàn)需求。我國(guó)要實(shí)現(xiàn)強(qiáng)國(guó)夢(mèng)、強(qiáng)軍夢(mèng)，必須加大有人-無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)關(guān)鍵技術(shù)研究，在新世紀(jì)軍事斗爭(zhēng)中，充分發(fā)揮無(wú)人系統(tǒng)新質(zhì)作戰(zhàn)力量與傳統(tǒng)作戰(zhàn)力量協(xié)同作戰(zhàn)的優(yōu)勢(shì)，在強(qiáng)軍、興軍的道路上不斷創(chuàng)新發(fā)展，只有利劍在手才能更好地保護(hù)國(guó)家利益。