当(dāng)前(qián)位(wèi)置:首页(yè) > 科(kē)技创新 > 智(zhì)库研(yán)究




未来战场(chǎng)新(xīn)常(cháng)态:有人/无人机协(xié)同(tóng)作战
摘 要:有(yǒu)人/无人机(jī)协同将成为无人平台(tái)在未来战场运用的新常态。随着武器装备的(de)智能化、自主化(huà)水平(píng)不断提高,人与机(jī)器(qì)之间的任(rèn)务(wù)剖分会发生明显(xiǎn)改变,人会逐渐把大(dà)量重复且确定的工作交给(gěi)机器完成,而自(zì)己只参与(yǔ)重(chóng)要(yào)决策环节。有人(rén)/无人(rén)机协同作战(zhàn)是分布式协同作战理念指导下应用较为广(guǎng)泛(fàn)的(de)典型作战模式,通过有人平台(tái)和无(wú)人机之间分工协作(zuò),形成(chéng)优势互补,达到(dào)“1+1>2”的作战效果。本文(wén)对近些年美军在有人/无人机协同领域的项目进行(háng)深入分析,总结了(le)有人(rén)/无(wú)人机协同需(xū)要发展的关(guān)键技术,并对有人/无人(rén)机协同作战的典型作战场景和作战流程进行研究,提出对有(yǒu)人/无人机协同作战领域未来发展的思考。
关键词: 有人/无人协同(tóng);无人(rén)机
引 言
有人(rén)/无(wú)人机协同作战是将体(tǐ)系能力分散到(dào)有人和无人平台之上(shàng),通过体(tǐ)系(xì)内各平台之间的协同工作,一方面使(shǐ)作战能力倍增,另一方(fāng)面利用无人机实现对有人机的保护,大幅提高体系的抗毁伤能力和(hé)鲁棒性。有人/无人协同作战能(néng)够实(shí)现(xiàn)有人和无人(rén)平台之间的优势(shì)互补,分(fèn)工协作,充分发挥(huī)各(gè)自平台能(néng)力(lì),形成“1+1>2”的效(xiào)果。有人机与无人机在空中(zhōng)作战(zhàn)将长期(qī)保持控制(zhì)与被控制的关系[1],随(suí)着无人智(zhì)能化水平(píng)的不断发展,有人机(jī)与无人机协(xié)同(tóng)作(zuò)战(zhàn)样式、协同形态和(hé)相关技(jì)术也在不断演进。因此,发展(zhǎn)有人/无(wú)人(rén)机协同编队提高作(zuò)战效能是现阶段的明智选择(zé)。
本(běn)文主要研(yán)究美军在有人/无人机协(xié)同领(lǐng)域的项目(mù)和技术突破情况(kuàng),给出对于有人/无人机未(wèi)来发展的思(sī)考。本文组织结(jié)构如下(xià):第1章对美军近些(xiē)年在有人/无人机协同(tóng)方向典(diǎn)型项目进行(háng)重点(diǎn)分(fèn)析;第2章主要介绍了有人(rén)/无人(rén)机协同的关键(jiàn)技术;第3章是有人/无人(rén)机(jī)典(diǎn)型作战场景和场景(jǐng)模式;第4章是对有人(rén)/无人协同(tóng)未来发展方向(xiàng)的展望;最后对本(běn)文进行总结。
1 美军有人/无人机协同发(fā)展现状分(fèn)析
美军将有人/无(wú)人协同列为(wéi)“第三次抵消战略”五大关(guān)键(jiàn)技术领域(yù)之(zhī)一。有人/无人(rén)协同(tóng)概念最早出现于上(shàng)世纪60年代,指有人与无人(rén)系统之(zhī)间为实现共同作战任(rèn)务目标(biāo)建立起(qǐ)联系,用于描述平台互用性和共享(xiǎng)资(zī)产控制(zhì)。近些年,DARPA及各军(jun1)兵种在(zài)有人/无人机协同领域开展(zhǎn)了大(dà)量研究工作,主要从体系架构、指挥控制、通信组网以及人机(jī)交互四个方面重(chóng)点发(fā)展。
1.1 体系架构
为了探索(suǒ)确保(bǎo)美国空中优势的新方(fāng)法,2014年(nián),DARPA发(fā)布体系集(jí)成技术和试(shì)验(yàn)(SoSITE)项目公告。该项目目标是(shì)探(tàn)索一种更新、更灵活的方(fāng)式(shì),将单个(gè)武器系统(tǒng)的能(néng)力分(fèn)散到多个有人与无人平台(tái)、武器(qì)上,寻求开发并实现用于新技术快速集成的系统架构概念,无需对现(xiàn)有能力(lì)、系(xì)统或体系进行大规(guī)模重新(xīn)设计。SoSITE项目计划运用开放式(shì)系统架(jià)构方法(fǎ),开(kāi)发可(kě)无缝安装、即装即用,并能快速完(wán)成现代化升级的、可互换的模块(kuài)和平台,使得新技术(shù)的集成整合(hé)更容易、更快速。如(rú)图(tú)1所示,通过开放式系(xì)统架构方法(fǎ)实(shí)现空中平(píng)台关键功(gōng)能在各类有人/无人平台间的分配,包括电(diàn)子战(zhàn)、传感器、武(wǔ)器系(xì)统(tǒng)、作战管理、定位导航与授时以及数据(jù)/通(tōng)信(xìn)链等功(gōng)能。
图1 SoSITE概念图
2017年(nián),美军(jun1)在SoSITE分布(bù)式发展思路的基础上,进(jìn)一步提出(chū)了“马赛克战(zhàn)”的(de)概念,更加强调(diào)不(bú)同平台之间动态协同,从平台和关键(jiàn)子(zǐ)系统的集成转(zhuǎn)变为战(zhàn)斗网络的连接、命(mìng)令与控制(zhì)。通过将各(gè)类传感器、指挥控制系统(tǒng)、武器(qì)系统等比作“马赛(sài)克碎片(piàn)”,通过(guò)通(tōng)信网络将各个碎片(piàn)之间进行铰链,形(xíng)成一个灵活机动的作战体(tǐ)系,解决传统装备研发和维护(hù)成本高、研制周期长的问题。
1.2 指挥控制
针对有人/无人机(jī)协同的指挥控制,美(měi)军重点研究(jiū)强对抗/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(fǎ),形(xíng)成分布式(shì)的指控管理能力。
2014年,DARPA提出“拒止环境中协同作战”(CODE)项目。“CODE”的目标(biāo)是使配备“CODE”软件的(de)无人(rén)机群在一名有人平台上任务指挥官的全权监管下,按照(zhào)既(jì)定交战规则导航到(dào)目的地,协作(zuò)执行寻找、跟踪(zōng)、识(shí)别和打击目标(biāo)的任务(wù)[2,3]。CODE项目通过开发先进算(suàn)法和软件,探索分(fèn)布式(shì)作战(zhàn)中无人机的自主和协同技术,扩展美军(jun1)现有无人机系统在对抗/拒止(zhǐ)作战空间与地面、海(hǎi)上高机动目标展(zhǎn)开动态远(yuǎn)程交战的能(néng)力。
CODE项目分为三个阶段,
第一阶段从2014年(nián)到2016年年初,内(nèi)容包括系(xì)统分析(xī)、架构设(shè)计和发展关键技术,完成系(xì)统需求(qiú)定义和初(chū)步系统设计;
第二阶段(duàn)从2016年(nián)年初到(dào)2017年年中,洛马和(hé)雷神公司以RQ-23“虎鲨”无人机为测试平台,加(jiā)装相关软硬件(jiàn),并开(kāi)展了大量飞行试验,验证了开发(fā)式架构(gòu)、自主协同规划等指标(biāo);
第(dì)三阶段从2018年1月开(kāi)始,测试使用6架真实无人机以及模拟飞机的协同(tóng)能力,实现单人指(zhǐ)挥无人机小组完(wán)成复杂任务。
图2 “拒止环境中协同(tóng)作战”项(xiàng)目(mù)
2014年,DARPA提出“分布(bù)式战场管(guǎn)理(lǐ)”(DBM)项目。项目背景是未(wèi)来(lái)的对抗性空域,协同作战(zhàn)的飞机可能需要限(xiàn)制通信以免被对手发现,或者会(huì)被对方干扰而无法交换信息,这将严重影响有人(rén)/无人编队作战能力,为此,DBM项目的目标是使(shǐ)作战编队即使在受到干(gàn)扰(rǎo)的情况下也能继续执行任务(wù)。
- 2014年启动第一阶(jiē)段,通(tōng)过发展先进算法和软件,提高分布式空战任务自适应规划和态势(shì)感知等能力,帮助履行战场管理任务的飞(fēi)行员进行快速且合理的决策,以在强对抗环境下更(gèng)好地执行(háng)复杂作战(zhàn)任务。
- 2016年5月(yuè),DARPA向(xiàng)洛马(mǎ)公司授予1620万美元的项目第二阶(jiē)段合同(tóng),设计(jì)全功(gōng)能决策辅助软(ruǎn)件原型,帮助策划(huá)有人机和无人机参与的复杂空战。
- 2018年1月,DARPA已向BAE系统公司(sī)授予DBM项目(mù)第三阶段合同,前两阶(jiē)段发展的成(chéng)果能让有人(rén)/无人机编组在干扰环境中飞(fēi)行,具备回避威胁和攻击目标(biāo)的能力。图3是DBM项目的能(néng)力验证环境。
图3 “分布(bù)式作战管理”能力验证环境(jìng)
1.3 通信组(zǔ)网
有人(rén)平台和无(wú)人平台通(tōng)过通(tōng)信网络进行(háng)连接,有人/无人机协同能(néng)力形成是以平台之间的互联互通(tōng)为基本前(qián)提的。协同任务一方面对通信(xìn)网络的带宽、时延、抗干扰/毁伤、低探测等(děng)性能提出了新要求,另一方(fāng)面通(tōng)信组网应能适应传统平台(tái)的异构网络以及(jí)未来新(xīn)型/改进(jìn)型网络。
“中平台间的(de)通信能(néng)力对抗环境中的通(tōng)信”(C2E)项目通(tōng)过(guò)发(fā)展抗干扰(rǎo)、难探测的通信网络(luò)技术,确(què)保在使用相(xiàng)同射(shè)频和波形(xíng)的飞机之间开展不受限制的通信(xìn),以应对各种频(pín)谱战威胁。
DARPA在2015年发(fā)布 “满(mǎn)足任务最优(yōu)化的(de)动(dòng)态适应网络”(DyNAMO)项目,通过开发网络(luò)动态(tài)适应技(jì)术,保(bǎo)证各类航空平台(tái)在(zài)面对主动(dòng)干扰(rǎo)时,能在一定安全等级(jí)下进行即时高速(sù)通信,C2E项目的硬(yìng)件成果被(bèi)用于该项目的(de)演(yǎn)示验证,保(bǎo)证原始射频数据在目(mù)前(qián)不兼容的(de)空基网络之间(jiān)进(jìn)行通(tōng)信,为有人/无人(rén)机协同体系中(zhōng)异(yì)构平(píng)台之间(jiān)的实时数(shù)据共享奠定了基础。
图4 美军现(xiàn)有主要(yào)空基网络示(shì)意图
1.4 人(rén)机交(jiāo)互(hù)
CODE等项(xiàng)目(mù)在有人/无人(rén)机协同的人机(jī)交(jiāo)互上也做了大量工作。此(cǐ)外,美军陆军于(yú)2017年完成(chéng)“无人(rén)机操作最佳角色分(fèn)配管理控制系统(SCORCH)”研发。如图5所示,“SCORCH”系统包含无人机的智能自主学习(xí)行为(wéi)软(ruǎn)件以及高(gāo)级用户界面,提供(gòng)了独(dú)特的协同整(zhěng)合能力(lì),将人机(jī)交互(hù)、自主性和认知(zhī)科学领域的最新技术融合到一套整体作战系(xì)统中。系统界面(miàn)针对多架(jià)无人机控制进行了(le)优(yōu)化(huà),设有具备触摸屏交互(hù)功能的玻璃座舱、一个(gè)配备专用触摸显示(shì)屏(píng)的移(yí)动(dòng)式游戏型手动(dòng)控制器、一个辅助型目标(biāo)识别(bié)系(xì)统以及(jí)其他高级特性。“SCORCH”负责多架无(wú)人(rén)机的(de)任务分(fèn)配(pèi),并在达到关键决策点的(de)时候(hòu)向空中任务指(zhǐ)挥者发出(chū)告警,允许单一操作者(zhě)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(zuì)佳(jiā)角色分配管理(lǐ)控(kòng)制系(xì)统
2 有人/无人机协同(tóng)关(guān)键(jiàn)技术分析
2.1 开放式系(xì)统架构技术
有(yǒu)人/无(wú)人机协同包含多种作战平台,如果不同的(de)作战平台上采用差异(yì)较大的技术体(tǐ)制,将致体系集(jí)成难度剧增。开放式系统架构正(zhèng)是为了(le)解决该问题进行(háng)设(shè)计的,推动(dòng)采办和商业模型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、可扩展等特点,可降低寿命周期成本,缩短部署时间,获得了工业界和国(guó)防部(bù)的支持(chí)。
目(mù)前,美军具(jù)有(yǒu)代表性的开放(fàng)式(shì)系统架构有未(wèi)来机载能力环(huán)境(Future Airborne Capability Environment,FACE)和开放式(shì)任务系统(tǒng)(Open Mission Systems,OMS)。
2.1.1 未来机载能力(lì)环境
美(měi)国海军提出未来(lái)机载能力(lì)环境概(gài)念,目标(biāo)是建立一(yī)个公共操作环境,以支(zhī)持软件在任意机载电子系统上的移植和部署。该思(sī)想受到了移动设备中使(shǐ)用公共操作环(huán)境所(suǒ)带来优势的启发。FACE通过(guò)制(zhì)定一(yī)个严(yán)格的开放(fàng)标准(zhǔn)集合(hé),采用开(kāi)放(fàng)式体系结构、集成式模(mó)块化航(háng)空(kōng)电子系统和(hé)模块化开(kāi)放系统分(fèn)析方法,使航空电子(zǐ)系统内部应用程序(xù)之间的互操(cāo)作性最大化(huà)。
未(wèi)来机载(zǎi)能力(lì)环境(FACE联盟)成立于2010年(nián),旨在(zài)为(wéi)所有军用机(jī)载平(píng)台类型定义开(kāi)放的航空(kōng)电子(zǐ)环境。FACE技术标准是一种开放(fàng)的实时标准(zhǔn),用于使安全关键计算操作更加健壮、可互(hù)操作更(gèng)强(qiáng)、便携(xié)且安全。该标准的最新版(bǎn)本(2017年发布3.0版本)进一步提(tí)升了应用程(chéng)序的互操作性和可移植性,增强(qiáng)了在(zài)FACE组件(jiàn)之(zhī)间(jiān)交换(huàn)数据的要求,包括正式指(zhǐ)定的数(shù)据模型(xíng),并强调定义标(biāo)准的通用语言要求。通过使用(yòng)标准接口,该开放标准实现了系统和组件(jiàn)之间的互(hù)操作性以及接口重(chóng)用。图(tú)6是FACE的软件架构,共(gòng)分为(wéi)可移植组件单元、传输服务单元、平台特(tè)定服务单元(yuán)、输(shū)入输出(chū)服务单元(yuán)以及(jí)操作系(xì)统单元(yuán)。
在(zài)航空(kōng)电子系(xì)统中使(shǐ)用开放标准的标准化具有以下几(jǐ)个方面的优势:(1)降低FACE系统开发和实(shí)施(shī)成本(2)使用标准接口将导致功能的重(chóng)用(3)跨(kuà)多个FACE系(xì)统和供应商的(de)应用程序(xù)的可移植性(4)采购符合FACE标准的(de)产品。
图6 FACE架构
2.1.2 开放式任(rèn)务系(xì)统(tǒng)
美国空军发(fā)起(qǐ)了开(kāi)放式(shì)任务系统计(jì)划,旨在开发一种非专有(yǒu)的开放式(shì)系统架构。OMS项目由来自政(zhèng)府、工业界和学术界成员组成,正在积极协调新兴(xìng)OMS标准的制定,包括多个机载平台和传感器采集程序,以及无人机系统(UAS)指挥(huī)和控制计划(UCI)和通用(yòng)任(rèn)务控制中心(xīn)(CMCC)。
OMS以及(jí)其他OSA工作的目标是确(què)定新的采购和架构(gòu)方法,以降低开发和生命周期成本,同时提供升级和扩展系(xì)统功能(néng)的可(kě)行途(tú)径。由美国空军开发的开放式任务系统(OMS)标准在其(qí)定义中利用商(shāng)业开(kāi)发(fā)的面向服务的体系结构(gòu)(SOA)概念和中(zhōng)间件。空军正(zhèng)在寻(xún)求扩展OMS标准的(de)能力(lì),以促(cù)进航空电子系统的快速发展。UCS OMS参考架构建立了面向服务的基(jī)本设计模(mó)式和原则(zé)以及关键接口和模块。航空(kōng)电子系统的功能被(bèi)表征为一组服务和一组客(kè)户。在某些情况下,程序或(huò)系统可(kě)以是客户(hù)端和服务。OMS标准定义了客户端和服务的基本行为以及用于进入(rù)和退(tuì)出系统的航空电子服(fú)务(wù)总线(ASB)协议,支(zhī)持测试,容错,隔(gé)离和身份验证(zhèng)。
在SoSITE项目(mù)的最新试(shì)验中,使用了臭鼬工厂开发(fā)的复杂组织(zhī)体(tǐ)开放式系统(tǒng)架构(E-OSA)任务计算机(jī)版本2(EMC2),即所谓的(de)“爱因斯坦盒(hé)”,如图(tú)7所示。洛克希德·马丁公(gōng)司(sī)开发的E-OSA兼容了(le)美空(kōng)军OMS标(biāo)准。“爱因斯坦盒(hé)”可为系统之间的通信提(tí)供(gòng)了安全保护功(gōng)能,在将(jiāng)相(xiàng)关能力部署到操作系统之前(qián),“爱因斯坦盒(hé)”能够(gòu)确(què)保快速而安全(quán)的实验。“爱因斯坦盒”不仅是(shì)一个通信网关,它可被比作一部智能(néng)手机,能够运行很多不(bú)同的应用程(chéng)序,具(jù)备实现动态任务规划、ISR以及(jí)电子战的能力。
图(tú)7 使用EMC2的美军试验
2.2 无人机控制权限交接
不同(tóng)无人机控制权限交接流程(chéng)和交接(jiē)指令差异较大,STANAG 4586通用控制标准目(mù)前并(bìng)不涵盖无人机控(kòng)制权(quán)限交接的(de)指令,目前在(zài)无人机控制权限交接上缺乏统一的标准(zhǔn)[4,5]。无人(rén)机控(kòng)制权限(xiàn)交接指令主要分(fèn)成:申(shēn)请权限(xiàn)请求、释放(fàng)权(quán)限请求、抢权请求、同意(yì)、不同意和确认等。
有人/无(wú)人机协同作战在控(kòng)制权(quán)交接(jiē)上可大致分成空地(dì)交接和空空交接两种模(mó)式。空中不同的有人机(jī)平台(tái)之间对无人(rén)机控制权限进行交接,主要发生(shēng)在存(cún)在有人机加(jiā)入和退出有人/无人(rén)机(jī)协同作战(zhàn)体系时,如有(yǒu)人机油(yóu)料不足需要返航或(huò)者被敌方击中(zhōng),需要将无人机控制权限交给其他有人机。有人机(jī)与地面(miàn)控(kòng)制站之(zhī)间对无人机的控(kòng)制权限(xiàn)进行交(jiāo)接,主要发生在(zài)执行任(rèn)务前和任(rèn)务完(wán)成(chéng)后,无人机起降过程还需(xū)地面控制站作为主控方,另(lìng)外当发现无人机出现异常情况,有人机操作不及时时,也需(xū)将无(wú)人机控制权限交给地面(miàn)控制站。
2.3 协同任(rèn)务分配和航路智能规划
针对有/无人平台编队协同作战任务过程中的任(rèn)务自规划、航(háng)路自调整(zhěng)、目标自分配等要(yào)求和特点[6],利用战术(shù)驱动的任(rèn)务自动分解与(yǔ)角色自主(zhǔ)分(fèn)配技(jì)术,在有(yǒu)人机上进行(háng)强实(shí)时战术驱动的任务自(zì)动(dòng)解算与有人/无人平台(tái)角色(sè)智能(néng)化分配(pèi),自主(zhǔ)生成多(duō)种(zhǒng)可(kě)行的任务规划方案(àn),为有人机操作人员(yuán)选择(zé)最佳方案(àn)提供辅(fǔ)助(zhù)决策支撑。
如图8所(suǒ)示,利用有人/无人协同航路临机规划技术,基于战场环境(jìng)、作战(zhàn)态势和平台状态的航路在线自动计算与优化,提(tí)供多种航路规划方案。建立任(rèn)务自主分配策略和辅助决策知识(shí)库、航路自规(guī)划与自适应飞行控制策略和辅助(zhù)决策(cè)知识库,提高有/无人编队协同作战(zhàn)的自(zì)主(zhǔ)化规划能力。
图8 协(xié)同任务(wù)分配和航(háng)路(lù)智(zhì)能规划
2.4 综合识别和情报融合
针对不同的有人/无人协同作战任务,有人机和无(wú)人机携带的(de)载荷类型差异较大,特别(bié)是无人机可携带(dài)的载荷包括(kuò)雷达、可见光、红外、多(duō)光(guāng)谱/超光谱、电(diàn)子侦察等(děng),通常(cháng)情(qíng)况(kuàng)下无人机同(tóng)时(shí)携带多(duō)种类型(xíng)载(zǎi)荷进行(háng)探测(cè),多个(gè)无人机平台将会采集大量多源情报数据。为了提高远(yuǎn)距离(lí)目标(biāo)识别的(de)置信度,增强(qiáng)态势感知(zhī)、改善目标检测,提高精确定(dìng)位,提高生存能力(lì),不同平台多模态传感器情(qíng)报的综(zōng)合识(shí)别和融合将会是有人/无人协同的关(guān)键技术(shù)之一(yī)。目前,深度神经网络在图(tú)像/视频的目标检测和识别领域取得(dé)广泛的应用,比(bǐ)传统方法(fǎ)具有(yǒu)明(míng)显(xiǎn)优势。借助人工智能技术,通过对多源(yuán)情报数据进行综(zōng)合识别(bié)和情报融合,形成战场(chǎng)统一态势(shì)信息,为决策过程(chéng)提供快速(sù)、精确、可靠的(de)依据。
3 典型作战场景和作战流程
以空中预警机为例,下面对(duì)有人/无人协同作战典型(xíng)作战(zhàn)场景(jǐng)进(jìn)行(háng)介绍。如(rú)图9所示,预警机实现有人/无(wú)人编队(duì)的指(zhǐ)挥控制与引导,由预警(jǐng)机完成信息的(de)综合处理、联合编队的(de)战术决(jué)策、任务管理以及(jí)对无人机的(de)指挥控制,由无人机完成自主飞行控制(zhì)、战场态势(shì)感知以及对空/地/海目标(biāo)的最终(zhōng)打击(jī)[7]。有(yǒu)人战机充当体系中(zhōng)的通信节点,将有人/无人作(zuò)战编(biān)队嵌入到整(zhěng)个对(duì)抗体系(xì)中,从而实现战场的(de)信息共享、可用资源(yuán)的统一调度(dù)及作战任务的综合管理。
图(tú)9 有人/无人机协同典型(xíng)作战场(chǎng)景(jǐng)
有人/无人机协同作战典型(xíng)作战流程如(rú)图10所(suǒ)示,共分成(chéng)任务(wù)准备阶段(duàn)、任务执行阶段和任(rèn)务结束阶段(duàn)。
(1)任务准备阶段。
分别完成对有人机(jī)和无人机的任务/航路装订。有人机和无人机分别起(qǐ)飞,并(bìng)飞至交接区(qū)域,无人机地面(miàn)控制站将无人机的控制权限移交给有人机,在有人机的指挥下,共(gòng)同飞往任务区域。
(2)任务执行阶段。
有(yǒu)人机(jī)根据当前战场态势信息,分配(pèi)各(gè)个(gè)无人机的作战任(rèn)务,并对无(wú)人(rén)机的(de)航线和传(chuán)感器进行规划(huá)。无人(rén)机在有人机的指挥下,按照规划结(jié)果执行飞行任(rèn)务,抵达目标区域后,传感器开机。有人机上的操作人员对无人机传感器进行控制(zhì),无人机负责采(cǎi)集(jí)并回(huí)传目(mù)标情报至有人机(jī)。通(tōng)过(guò)多源情报综合(hé)处(chù)理,形(xíng)成新的态(tài)势信息,为有人机(jī)的进一步决(jué)策提供依据。
(3)任(rèn)务结束(shù)阶(jiē)段。
任务执行完成(chéng)后,有(yǒu)人机指挥无人机抵达交接区(qū)域(yù),有人机将无人机的控制权限移(yí)交给无人机(jī)地面控制站。有(yǒu)人机和无人(rén)机执行各自的任务或返(fǎn)航(háng)。
图(tú)10 有人(rén)/无人机协同典型(xíng)作(zuò)战(zhàn)流(liú)程
4.对有人/无(wú)人机(jī)协同领域发展的展望(wàng)
有(yǒu)人/无人(rén)机协同(tóng)作(zuò)战是未来重要的发展方向,在对当前美军有人(rén)/无人协同项目和关(guān)键(jiàn)技术分析和理解的基础上,可预见未(wèi)来(lái)该领域将(jiāng)会逐渐向以下方向发展。
(1)“即来(lái)即用”的大规模(mó)无人机控制(zhì)
随着(zhe)未(wèi)来(lái)无(wú)人(rén)机(jī)自主能力不断提(tí)升,只在(zài)重大(dà)决策(cè)点(diǎn)需要人为介入(rù),无人机操作人员控(kòng)制的无人(rén)机数量将(jiāng)大幅提升(shēng)。另外,人机交互的(de)手段(duàn)将越来越丰富,对(duì)无人机的控制效(xiào)率将得到本质改善。有人机(jī)通过通(tōng)用指令(lìng)对不同型号、不同类型(xíng)的无人机(jī)进行(háng)控制(zhì),无人机的技术体制和通(tōng)信也能够全面兼(jiān)容(róng),实现有人/无人(rén)机(jī)协同作战体系中作战(zhàn)平台(tái)的无(wú)缝进入和离(lí)开。
(2)情(qíng)报(bào)处(chù)理的智能化
针对不同平台、不同传感(gǎn)器采集的数据,通(tōng)过更加(jiā)智(zhì)能(néng)化的(de)手段,对(duì)目标进行精确检测、识别(bié)、跟踪(zōng),融合生成统(tǒng)一态势(shì)信息。
(3)更快、更低成(chéng)本的体系能力集成
全面采用开放式体系架(jià)构,缩短有人/无人机协同作战能力(lì)集成周期和(hé)装备采购成(chéng)本,同时将有人/无人机的(de)协同作战(zhàn)快速扩展到与(yǔ)无人车(chē)、无人船和无(wú)人艇的协同,形成更全面的(de)体系(xì)作战能力。
结 语
本文深入分析了近些年美(měi)军(jun1)在有人/无人机协同领域的项目,提出了有人/无人机协同需要(yào)发(fā)展的关键技术,并(bìng)对有人/无(wú)人机协同作战的典(diǎn)型作战场景和作战流程(chéng)进行研究,最后对有人/无人机协(xié)同(tóng)作战领域未(wèi)来发展进行了展望,并分析了与网络信息体系(xì)的关系。
【参考文献】
[1] United States Department of Defense. Unmanned Systems Integrated Roadmap FY2017-2042. Report, 2018.
[2] 李(lǐ)磊,王彤,蒋琪. 美国CODE项目推进分布(bù)式(shì)协同(tóng)作战发展[J]. 无人(rén)系统技术, 2018, (3): 63-70.
[3] 申(shēn)超,李磊,吴洋,等(děng). 美国空中有人/无人自主协同作战能力发(fā)展研究(jiū)[J]. 战(zhàn)术导弹技(jì)术, 2018, (1): 22-27.
[4] STANAG 4586 Ed.3 Nov 2012, Standard Interfaces of UAV Control System (UCS for NATO UAV Interoperability, NATO Standardization Agency (NSA), 2012.
[5] Mário Monteiro Marques, STANAG 4586 –Standard Interfaces of UAV Control System (UCS) for NATO UAV Interoperability.
[6] 杨帆,董(dǒng)正宏. 有(yǒu)人/无(wú)人平(píng)台协同技术(shù)与行动模(mó)式(shì)研究[J]. 国防科(kē)技, 2018, 39(4): 57-62.
[7] 孙晓(xiǎo)闻. 无人/有人机协同(tóng)探测/作战(zhàn)应用研究[J]. 中(zhōng)国电子科学研究院学(xué)报, 2014, 9(4): 5-8.