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    未来战场新常态:有人/无人(rén)机协同作战
    来源:新闻中心
    发布时间:2021年02月24日 编辑:中国电子科(kē)学研(yán)究(jiū)院专家(jiā)樊(fán)锐,张鑫龙,马磊,周荣坤

    未(wèi)来战场新(xīn)常(cháng)态:有人(rén)/无人(rén)机(jī)协同作战

      摘 要:有人/无(wú)人机协同(tóng)将成(chéng)为无(wú)人平台在未来战场(chǎng)运用的新常态。随着武器装备的智能化、自主化水平不(bú)断(duàn)提高,人与机器之(zhī)间的任务剖分(fèn)会发生明显改变,人会逐渐把(bǎ)大(dà)量重复且确定(dìng)的工作交(jiāo)给机器完成,而(ér)自己只参(cān)与重(chóng)要决策环节。有人/无(wú)人(rén)机协(xié)同作战是分(fèn)布式协同(tóng)作(zuò)战理念指导下应用较为广泛的典(diǎn)型作战模式,通过(guò)有人(rén)平台和无人机之间分工(gōng)协作,形成优势互补,达(dá)到“1+1>2”的作战效果。本文对近(jìn)些年美军在(zài)有(yǒu)人(rén)/无人机协同领(lǐng)域的(de)项目(mù)进行深入分析,总结了(le)有人/无人机协同需要发展的关键技术,并对有人/无人机协同作(zuò)战的典型作战场景和(hé)作战流(liú)程进行研(yán)究,提出(chū)对有(yǒu)人/无人机(jī)协同作战领域未来(lái)发(fā)展的(de)思考。

      关(guān)键词: 有人/无人协同;无人机

      

    引 言

      有人(rén)/无(wú)人机协同作战是将体系能力分散到有人和无(wú)人平台之上,通过体系内各平台之(zhī)间的协(xié)同工作,一方(fāng)面使作战能力倍增,另一方面利用无(wú)人机实现(xiàn)对有人机的保护,大幅(fú)提高体系(xì)的(de)抗毁伤能力和鲁棒性。有人/无人协同作战能够实现有人和无人平台之间的优势互补,分工协作(zuò),充分发挥各(gè)自平台能力,形成“1+1>2”的效果(guǒ)。有人机与(yǔ)无人机在空中作战将长期保持控制(zhì)与被控制的关系[1],随着无人智能化水平的不断发展,有人机与无人机(jī)协同作战样式(shì)、协同形态和相关(guān)技术(shù)也(yě)在(zài)不断演进。因此,发展有人/无人机协同编队提高作战(zhàn)效能(néng)是现阶段(duàn)的明智选择。

      本文主(zhǔ)要研究(jiū)美军在有人/无人机协同领域的项目和(hé)技术突(tū)破情况,给出对于有人/无人机未(wèi)来发(fā)展的(de)思(sī)考(kǎo)。本(běn)文组织结构如下(xià):第1章对美军近些年在有人/无人机协同方向(xiàng)典型项目进行重(chóng)点分析;第2章主要介绍了有人/无人机协同的关键技术;第3章是有人/无人(rén)机典(diǎn)型作战场景和场景模式(shì);第4章是对有人/无人协同未来(lái)发展(zhǎn)方(fāng)向的展望;最后对本(běn)文进行总结。

      1 美军有人/无人机协同发展现状分析

      美军将有人/无(wú)人协同列为“第三次抵消战略”五大关(guān)键技术(shù)领域(yù)之一。有人(rén)/无人(rén)协(xié)同概念(niàn)最(zuì)早出(chū)现于(yú)上世纪(jì)60年代,指有人(rén)与无人系统之间为实现共(gòng)同(tóng)作战任务目(mù)标(biāo)建立起联(lián)系,用于描述平台(tái)互用性和共(gòng)享资产控制。近些年,DARPA及各(gè)军兵种在有(yǒu)人/无人机协同领域开展了大量研究工作,主要从体系架构(gòu)、指挥(huī)控制、通信组(zǔ)网以及(jí)人(rén)机交(jiāo)互四个方面重点发展。

      1.1 体系架构

      为了探索确保美国空(kōng)中优势(shì)的新方法,2014年(nián),DARPA发布体系集成技(jì)术和试验(SoSITE)项目公告(gào)。该项目目标是探索一种(zhǒng)更新、更灵活(huó)的方式,将单个武器系统(tǒng)的能力分(fèn)散到多个(gè)有人(rén)与无人平台、武(wǔ)器上,寻求开发并实现用(yòng)于新技术快速集(jí)成的系统架构(gòu)概念,无需对现有(yǒu)能力、系统(tǒng)或体(tǐ)系进行(háng)大(dà)规模(mó)重新设计。SoSITE项目(mù)计(jì)划运(yùn)用开(kāi)放式系统架构方法(fǎ),开发(fā)可无缝安装(zhuāng)、即装即(jí)用,并能快速完成现(xiàn)代化升级的(de)、可互换的模块(kuài)和平台,使(shǐ)得新技术的集成整合更容易、更快(kuài)速。如图1所示,通过开放(fàng)式系统架构方法实现空中平台关(guān)键功能在各类有人(rén)/无人平台间的分配(pèi),包括电子战、传感器、武器系(xì)统、作战管理、定位(wèi)导航与授时(shí)以及数据/通信(xìn)链等功能。

      

      图1  SoSITE概念图

      2017年,美(měi)军在SoSITE分布式发展思路的基础上,进一步提出了“马赛克战(zhàn)”的概念,更加强调(diào)不同平台之(zhī)间动态协同,从平台和(hé)关键子系(xì)统的集成转变为战斗网络的连接、命令与控制。通(tōng)过(guò)将各(gè)类传感器、指挥(huī)控(kòng)制系统、武(wǔ)器系统等比(bǐ)作“马(mǎ)赛克碎片”,通过通信网络将各个(gè)碎(suì)片之(zhī)间进(jìn)行铰链(liàn),形成一个(gè)灵活机动的(de)作战体系(xì),解决传统(tǒng)装备研发和维(wéi)护成本高、研制周(zhōu)期长的问题。

      1.2 指挥(huī)控制

      针对有人/无人(rén)机协同的指挥控(kòng)制(zhì),美军(jun1)重点研究强对抗(kàng)/干扰环境下的有人机与无人机协作执(zhí)行任务的方法,形成分布(bù)式的指控管理能力。

      2014年,DARPA提(tí)出“拒止环境(jìng)中协同作战”(CODE)项目。“CODE”的目标是使(shǐ)配备“CODE”软件的无人机群(qún)在一(yī)名有(yǒu)人平台上任务指挥官的(de)全权监管下(xià),按照既定交战规则导航(háng)到目的地,协作执行寻(xún)找、跟踪、识别和打击目标的任务[2,3]。CODE项目通过开(kāi)发先进算法和软件,探(tàn)索分(fèn)布式作(zuò)战中无人机的自(zì)主(zhǔ)和协同技术,扩展美军现有无(wú)人机系(xì)统在对(duì)抗/拒止作(zuò)战空间与地面、海上高机动目标展开动态远程交(jiāo)战的能力。

      CODE项目分为三个阶段,

    •   第一阶段从(cóng)2014年到2016年年初(chū),内容包(bāo)括系统分析、架构设计和发展关(guān)键技(jì)术,完成系统需求定义(yì)和(hé)初(chū)步系统(tǒng)设计;

    •   第二阶段(duàn)从2016年年初到2017年年中,洛马(mǎ)和(hé)雷神公(gōng)司以RQ-23“虎鲨”无人机为(wéi)测(cè)试平台(tái),加(jiā)装相关软硬件,并开展了大量飞行试(shì)验,验证(zhèng)了(le)开发式(shì)架构、自(zì)主协(xié)同规划等(děng)指标;

    •   第三阶段从2018年1月开始,测试使用6架真实无(wú)人机以及模拟飞机的协同(tóng)能力,实现单人指(zhǐ)挥无人(rén)机小组完成复杂任务。

      

      图2  “拒止环境中协同(tóng)作战”项目

      2014年(nián),DARPA提出(chū)“分布式战(zhàn)场管理”(DBM)项(xiàng)目。项目背景(jǐng)是未来(lái)的对抗性(xìng)空域,协同作(zuò)战的飞机可能需要限制通信以免(miǎn)被对手发现,或者(zhě)会被对方(fāng)干扰而无法交换信(xìn)息,这(zhè)将严重影响有人/无(wú)人编队作(zuò)战能力(lì),为此(cǐ),DBM项目的目标是(shì)使作战编队即(jí)使在(zài)受到干扰(rǎo)的情况下也能(néng)继续执行任务。

    • 2014年启动(dòng)第一阶段,通过发展先进(jìn)算法(fǎ)和软件,提高(gāo)分布式空战任务自适应规(guī)划和(hé)态势感知等(děng)能力(lì),帮助履行战(zhàn)场管理任务的飞行员进行快速且合理(lǐ)的决策,以在强对抗环境下更好地执行复杂作战任(rèn)务。
    • 2016年5月,DARPA向洛马公司授予1620万美元(yuán)的项目(mù)第二阶段合同,设计(jì)全功能决策辅助软件原型,帮助策划有人机和无人机参与的复杂空战。
    • 2018年1月,DARPA已(yǐ)向(xiàng)BAE系统(tǒng)公司授予DBM项目第三阶(jiē)段合(hé)同(tóng),前两阶段(duàn)发展(zhǎn)的成果(guǒ)能让有人(rén)/无人机编组在干扰环境中飞行,具备回避(bì)威胁和攻(gōng)击目标的能力(lì)。图(tú)3是DBM项目(mù)的能(néng)力验证环境。

     图3  “分布式(shì)作战管理”能力验证环境

      1.3 通信组(zǔ)网

      有(yǒu)人平台和无人平台通(tōng)过通信网络进(jìn)行连接,有人(rén)/无人机协同能力形成是以平台(tái)之(zhī)间(jiān)的(de)互联互通(tōng)为(wéi)基本前提的。协同任务一方面对(duì)通信网络的带宽、时延(yán)、抗干扰/毁伤、低探测(cè)等性能提出(chū)了新要求,另一(yī)方面(miàn)通信(xìn)组网应能(néng)适应(yīng)传统(tǒng)平台(tái)的异构网络以及未来新型/改进型网络。

      “中(zhōng)平台间的通信能力对(duì)抗环境(jìng)中的通信”(C2E)项(xiàng)目通过发展抗(kàng)干扰、难探测的通信网络技(jì)术,确保在使用相同射频和波形的飞机之(zhī)间开展不受限制的(de)通信,以(yǐ)应对各种频谱(pǔ)战(zhàn)威胁。

      DARPA在2015年(nián)发布 “满足任(rèn)务最优(yōu)化(huà)的动(dòng)态适应(yīng)网络(luò)”(DyNAMO)项目,通过开发网络动态适应技(jì)术,保证各类(lèi)航空平台(tái)在面对主(zhǔ)动干扰时,能在一(yī)定安(ān)全等级下进行即时高速通信,C2E项目的硬(yìng)件(jiàn)成果被用于该项目的演示验证,保证原(yuán)始(shǐ)射(shè)频数据在目前不兼(jiān)容的空基网络之间进行(háng)通信,为有人/无人机协(xié)同体系中(zhōng)异构(gòu)平(píng)台之(zhī)间的(de)实时(shí)数据共享奠定了基础。

    图4  美军现有(yǒu)主要空基网络示意(yì)图

      1.4 人机交互

      CODE等(děng)项目在(zài)有人/无人机协(xié)同(tóng)的(de)人机交互上也做了(le)大量工(gōng)作。此外,美军陆军于2017年(nián)完成(chéng)“无人机(jī)操作(zuò)最佳角色分配管理控(kòng)制系统(SCORCH)”研发(fā)。如图5所示,“SCORCH”系统包含无人机的智能自主学习(xí)行为软件以及高级用户界面,提供了独特(tè)的(de)协(xié)同整合能力,将人机(jī)交互、自主性和认知科学(xué)领域的最(zuì)新技术(shù)融合到一(yī)套(tào)整体作战系统中。系统界面针对多(duō)架无人机控(kòng)制(zhì)进(jìn)行(háng)了优化,设有具备触(chù)摸屏(píng)交互功(gōng)能的(de)玻璃座舱、一个配(pèi)备专(zhuān)用触摸显示屏的移动式(shì)游戏型手动控制器、一个辅助型目标识别系统以及其(qí)他(tā)高级(jí)特性。“SCORCH”负责多架无(wú)人机的任务分配,并在达到关(guān)键决策点(diǎn)的时候(hòu)向空(kōng)中任(rèn)务指挥者发出告(gào)警,允许单一操作者同时有(yǒu)效控制(zhì)三个无人机系统并浏览它(tā)们传回的实时图(tú)像(xiàng)。

      

      图5  无人(rén)机操作(zuò)最(zuì)佳角色分配管理控(kòng)制(zhì)系(xì)统

      2 有人/无人(rén)机协同关键技(jì)术(shù)分(fèn)析

      2.1 开放式系统架构技(jì)术

      有人/无人(rén)机协(xié)同包含多(duō)种作战平台,如果不(bú)同的作战(zhàn)平台上(shàng)采(cǎi)用差异(yì)较大的(de)技术体制(zhì),将致体系集成难度剧(jù)增。开放(fàng)式系统(tǒng)架构正(zhèng)是(shì)为了解决该问题进(jìn)行设计的,推动采办(bàn)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(yì)升级、可(kě)扩展等特点(diǎn),可降(jiàng)低寿命(mìng)周期成本(běn),缩(suō)短部署时间,获得了工业界和国防部的支持。

      目前,美军具有代(dài)表性的(de)开(kāi)放式(shì)系统(tǒng)架构有未(wèi)来(lái)机(jī)载(zǎi)能力环境(Future Airborne Capability Environment,FACE)和(hé)开放式任务系统(Open Mission Systems,OMS)。

      2.1.1 未来机载能力环境

      美国海军提(tí)出未(wèi)来机载能力(lì)环境概念,目标是(shì)建立一个公(gōng)共操作环(huán)境,以支持(chí)软件在任意(yì)机(jī)载电子系(xì)统上的(de)移植(zhí)和部署(shǔ)。该思想受到了移(yí)动(dòng)设(shè)备中(zhōng)使用(yòng)公共(gòng)操(cāo)作环境所(suǒ)带(dài)来优势的启(qǐ)发(fā)。FACE通过制定一个严格(gé)的开放标准集合,采用开放(fàng)式体系结构、集成式模块(kuài)化航空电子系统(tǒng)和模块化开(kāi)放系统分析方法,使(shǐ)航空电(diàn)子系统内部(bù)应用程(chéng)序(xù)之间的互操作性最大化。

      未来机载能力环(huán)境(FACE联盟)成立于2010年,旨在为(wéi)所(suǒ)有军用机载平(píng)台类型定义(yì)开放的航空电子环境。FACE技术标准是一种开放的(de)实(shí)时标准,用于(yú)使(shǐ)安全关键计算操(cāo)作更加健壮、可互操作(zuò)更强(qiáng)、便(biàn)携且(qiě)安全(quán)。该标准的最新版本(běn)(2017年发布3.0版本)进一步提升了应用(yòng)程序的互(hù)操作性和可移植性,增(zēng)强了在FACE组件之间(jiān)交换数据的要求(qiú),包括正式指定的数据模(mó)型,并强(qiáng)调定义标准的通用语言要(yào)求。通过使用标准接(jiē)口(kǒu),该开放标准实现了系(xì)统和组件之间的互(hù)操作性以及(jí)接口重用。图(tú)6是(shì)FACE的软件架构,共分(fèn)为(wéi)可(kě)移植组件单元、传输服务单元、平台特(tè)定服务(wù)单元、输入输出(chū)服务单(dān)元(yuán)以及(jí)操作(zuò)系统单元。

      在航空电子系统中使用开放(fàng)标(biāo)准的标准化具有以下几个方面(miàn)的(de)优势:(1)降低FACE系统开发(fā)和实施(shī)成本(2)使用标准接口(kǒu)将导致功能的(de)重用(yòng)(3)跨多个FACE系(xì)统和供应商的(de)应用程序的可移植性(4)采购(gòu)符合FACE标准的产品(pǐn)。  

      图6  FACE架构

      2.1.2 开放式任务系统(tǒng)

      美国空军发起了开放式任(rèn)务系统计划,旨在开发一种非专有的开放式系(xì)统架构。OMS项目由来自政府、工业界(jiè)和(hé)学术界成员组(zǔ)成,正在积极协调新兴OMS标准的制定,包括(kuò)多个机载平台和传感器采集程序(xù),以及无人机(jī)系统(UAS)指挥和(hé)控(kòng)制计(jì)划(UCI)和通(tōng)用任务控制中心(CMCC)。

      OMS以及(jí)其他(tā)OSA工(gōng)作的(de)目(mù)标是确定新的采购和(hé)架(jià)构方(fāng)法,以(yǐ)降低开发和生命周(zhōu)期成本,同时提供升(shēng)级和扩展系统功能的可行途径。由美(měi)国空军开发的开放(fàng)式任务系统(tǒng)(OMS)标(biāo)准在其定(dìng)义中(zhōng)利用(yòng)商业开(kāi)发的(de)面向(xiàng)服务的体系结构(SOA)概(gài)念和中间(jiān)件。空军正(zhèng)在寻求(qiú)扩展OMS标准的能力,以促进(jìn)航(háng)空电子系统(tǒng)的快速发(fā)展。UCS OMS参考架构建立了面向服务(wù)的基本(běn)设(shè)计模式和原则以及关键(jiàn)接口和模块。航(háng)空电子系统的功能被表征为一组服务和(hé)一组客户。在某些情(qíng)况下,程序或(huò)系统可(kě)以是客户端和(hé)服务。OMS标准定义(yì)了客户端和服务的基本(běn)行为以及用于进入和退出系统的航(háng)空(kōng)电子服务总线(ASB)协议,支持测试,容错,隔(gé)离和身份验(yàn)证。

      在SoSITE项目的最新试(shì)验(yàn)中,使用(yòng)了臭鼬工厂开发的(de)复杂(zá)组织体(tǐ)开放式系统架构(E-OSA)任务(wù)计算机版本2(EMC2),即所(suǒ)谓的“爱因斯坦盒(hé)”,如图7所示。洛克希德(dé)·马丁公(gōng)司开发的E-OSA兼容了美空军(jun1)OMS标准。“爱因(yīn)斯坦盒”可为(wéi)系统之(zhī)间的通(tōng)信提(tí)供了(le)安全保护功(gōng)能,在(zài)将相关能力部署到操作系统之前,“爱因斯坦盒”能够确保快速而安全的实验。“爱因斯坦盒”不仅(jǐn)是一(yī)个通信网(wǎng)关(guān),它可(kě)被比作一部智能手机,能够运行很(hěn)多不同的应用程序,具备(bèi)实现动(dòng)态任(rèn)务规(guī)划、ISR以及电子战的能力。

    图7  使用EMC2的美(měi)军试(shì)验

      2.2 无(wú)人机(jī)控制权限交接

      不同无人机控制权限交(jiāo)接流(liú)程(chéng)和交接(jiē)指令差异较大,STANAG 4586通(tōng)用控制标准(zhǔn)目(mù)前并不涵盖(gài)无人机控制权限交(jiāo)接的(de)指令,目前(qián)在无(wú)人机控制权限交接上缺乏统一的标准(zhǔn)[4,5]。无人机控制(zhì)权限交接指令(lìng)主要(yào)分(fèn)成(chéng):申请权限请求、释放权限请(qǐng)求、抢权请求、同意、不同意和确认等(děng)。

      有人/无人机协同(tóng)作战在控制权交接上(shàng)可大致分成空地交接(jiē)和(hé)空空交接(jiē)两种模(mó)式。空中(zhōng)不同的(de)有人机平台(tái)之间对无人机控(kòng)制(zhì)权限进行交接,主要发生在(zài)存在有人(rén)机(jī)加入和退出(chū)有(yǒu)人/无人机协(xié)同作战体系时(shí),如有人机油料不足需(xū)要返航(háng)或者被敌方击中,需要将无人(rén)机控制(zhì)权(quán)限(xiàn)交给其他有人机。有人机与地面控制站之间(jiān)对无人(rén)机(jī)的控制权限进行交接,主要发生在执行任务前和(hé)任务完成后(hòu),无人机起(qǐ)降过程还需地面控制站作为主(zhǔ)控方,另外当发现无(wú)人机出现异(yì)常情况,有人机操作(zuò)不及时(shí)时,也需将无人机控制权限交给地面(miàn)控制站(zhàn)。

      2.3 协同任务分配和航路智能规划

      针(zhēn)对(duì)有/无(wú)人平台编队协同作战任务过(guò)程中的任务自(zì)规划(huá)、航路(lù)自调整、目标自分(fèn)配等要求和特点[6],利用战术(shù)驱(qū)动的(de)任务自动分(fèn)解与角色自主分配技术(shù),在有(yǒu)人机(jī)上进行强实时战术驱动的任务自动(dòng)解算与有(yǒu)人/无人(rén)平台角色(sè)智能化分配(pèi),自主生成多(duō)种可行的任务规划方案,为(wéi)有人(rén)机操作(zuò)人员选择最佳方(fāng)案提供辅助(zhù)决策(cè)支撑。

      如图8所示,利用有人/无(wú)人(rén)协(xié)同航路临(lín)机规划技术,基于(yú)战场环境、作(zuò)战态(tài)势和平(píng)台状态的航路在(zài)线自动计(jì)算与优(yōu)化,提供多种航路规划方案。建立(lì)任务自(zì)主分(fèn)配策略和辅助(zhù)决策知识(shí)库、航路自(zì)规划与自适(shì)应飞行控制策略和辅助决策知识库,提高有/无人编队协同作战的自主(zhǔ)化规(guī)划能(néng)力。

      

    图8  协同任(rèn)务分配和航路智能规划

      2.4 综合识别和情报融合

      针对不同的有(yǒu)人/无人协同作(zuò)战任(rèn)务,有人(rén)机和无(wú)人机携带的(de)载(zǎi)荷类型差异(yì)较大(dà),特别(bié)是(shì)无人机可(kě)携带的载荷包括雷(léi)达、可见光(guāng)、红外、多光谱/超光谱(pǔ)、电子侦察等,通常(cháng)情况下无人机(jī)同时携带多(duō)种类型载荷进行探(tàn)测,多(duō)个无人(rén)机平台将(jiāng)会采集大量多(duō)源情报数据。为(wéi)了提(tí)高远距离目标识(shí)别的(de)置信度,增强态势感知(zhī)、改善目标(biāo)检测(cè),提(tí)高精确定位,提高(gāo)生存能力,不同平台多模态传感器情报的(de)综合识别和融合将会是有人/无人(rén)协同的关键技术(shù)之一。目前,深度(dù)神经网络在图像/视频的目标检测和识(shí)别领域取(qǔ)得广泛的应用(yòng),比传统方法具有明显(xiǎn)优势。借助人工智(zhì)能(néng)技术,通过对多源情报数据(jù)进行(háng)综合识别和情报(bào)融合,形成战场统一态势信(xìn)息,为决策过程(chéng)提供快速、精确、可(kě)靠的依据(jù)。

    3 典(diǎn)型作战(zhàn)场(chǎng)景和(hé)作战流程(chéng)

      以(yǐ)空中预警机为例,下(xià)面对有人/无人(rén)协(xié)同作(zuò)战典型作战场景进(jìn)行介绍。如图9所示,预(yù)警机(jī)实现(xiàn)有人/无人(rén)编队的指挥控制(zhì)与引(yǐn)导(dǎo),由(yóu)预警机完成信(xìn)息的综合处理、联合编队(duì)的战术决策、任务管(guǎn)理以及对无(wú)人机的指挥控制,由无人机(jī)完成自主飞行控制(zhì)、战场(chǎng)态(tài)势(shì)感知以(yǐ)及对空/地/海目标的最终打(dǎ)击(jī)[7]。有(yǒu)人战机充当体(tǐ)系中(zhōng)的通信(xìn)节点,将有人/无人作战编(biān)队(duì)嵌入到整个对抗体系中,从而实现战(zhàn)场的信息(xī)共享、可用资源的统一调度及(jí)作战任(rèn)务的综合管理。

      

      图9  有(yǒu)人/无人机协同典型作战场景

      有人/无人机协同(tóng)作战典型作战(zhàn)流程如图10所示,共分成任务准备阶段、任务执行阶段和任务结束阶(jiē)段(duàn)。

      (1)任务准备阶段。

      分别完成对有人机和无(wú)人机(jī)的任(rèn)务/航路装订。有人(rén)机和(hé)无人机(jī)分别起飞(fēi),并飞至交接区域,无人(rén)机地面控制站(zhàn)将无(wú)人机(jī)的控制(zhì)权限移交给有人机,在(zài)有人机的指挥下,共同飞往任(rèn)务区域。

      (2)任务执(zhí)行阶段。

      有人(rén)机根据当前战场态势信(xìn)息,分配各个无人机的作战任务,并对无人机(jī)的航线和传感器进(jìn)行规划。无人(rén)机在有人机的指挥下,按照规划结(jié)果执行飞行任务(wù),抵达目(mù)标区域后,传(chuán)感器开机(jī)。有(yǒu)人机(jī)上的操作人员对无人机(jī)传感(gǎn)器进(jìn)行控制,无人机负责采集(jí)并回传目标情报至有人(rén)机。通过多源情报综(zōng)合处(chù)理(lǐ),形成新(xīn)的(de)态势信息,为有人(rén)机的进一步决策提(tí)供(gòng)依据(jù)。

      (3)任务结束阶段。

      任务执(zhí)行(háng)完成后(hòu),有人机指挥无人机抵达交接(jiē)区域,有人机将(jiāng)无人机的控制权限(xiàn)移交给无人(rén)机地面控制站。有人机和无人机执行各自的(de)任务或返航。

      

      图10  有人(rén)/无(wú)人机协同典型作战流程

      4.对有人/无人机协同领域发(fā)展的展望

      有人/无人机协同作战是未来重(chóng)要的发展方向,在对当前美军有人/无人协同项目和关(guān)键技术分(fèn)析和理解的基(jī)础(chǔ)上(shàng),可预见未来该领域(yù)将会逐渐向以下(xià)方向发展。

      (1)“即来即用”的大规模(mó)无人机控制

      随着未来无(wú)人机自主能力不断提(tí)升,只在重大决策点需要人为介入,无(wú)人机操(cāo)作人员控制(zhì)的(de)无人(rén)机数量将大幅(fú)提升(shēng)。另外,人机交互(hù)的(de)手段将(jiāng)越来越丰富(fù),对(duì)无(wú)人机(jī)的控制(zhì)效率将得到(dào)本质改善。有人(rén)机通过通用指令对不同型号、不同类型的无人机进行控制,无人机的技(jì)术体制和通信也能够全面兼容,实现有人/无人机协同作战体(tǐ)系中作战平台的无(wú)缝进入和(hé)离(lí)开。

      (2)情报(bào)处(chù)理的智能(néng)化

      针(zhēn)对不同平台、不同(tóng)传感器(qì)采集的数(shù)据,通过(guò)更加(jiā)智能化的手段,对目(mù)标进行精确(què)检测、识别、跟踪,融合生(shēng)成统一态势信息。

      (3)更快、更低成本的体系能力集成

      全面(miàn)采用开放式体系架构,缩短有人/无(wú)人机(jī)协同作战能力集成周期和(hé)装备(bèi)采(cǎi)购成本,同(tóng)时将有人/无人机的协同(tóng)作战快速(sù)扩展到与无人(rén)车、无(wú)人船(chuán)和(hé)无(wú)人(rén)艇的协同,形(xíng)成更全面的体系(xì)作战能力。

      结 语

      本文深入分析(xī)了近些年美军在有人/无人机(jī)协同领域的项目,提(tí)出了有人/无人(rén)机(jī)协同需要(yào)发(fā)展(zhǎn)的关键技术,并对有人/无人机(jī)协同作战的典型(xíng)作战场景(jǐng)和(hé)作(zuò)战流程进行研(yán)究(jiū),最(zuì)后对有人(rén)/无人机协同作(zuò)战领域未来发展进行了展望,并分(fèn)析了与网络信息体系的关系。

      【参考文献】

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      [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.

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