世界无人作战系统发展展望

世界无人作战系统发展展望

杨俊欣2009年12月02日14:39我要说两句

目前,无人作战系统正向自主化、协同化、多样化方向发展,促进武器装备信息化、智能化水平不断提高。未来的无人作战系统必须能与有人作战系统或其它无人作战系统无缝集成……

未来的无人作战系统必须能与有人作战系统或其它无人作战系统无缝集成,同时无人作战系统必须拥有很强的自主行为能力,能够自主控制,以在动态的环境中独立或协作地完成复杂的任务。不论无人作战系统属于那个军兵种,都将发展成为能够跨区合作或者协同作战,满足联合作战的要求。最终,无人飞机系统、无人地面车辆、无人水面舰与无人潜航器组成联合武装力量,实现与有人系统的无缝集成,增强有人作战系统的作战能力。纵观美国无人作战系统的研究计划与技术发展思路,结合对其她军事强国无人作战系统的研究现状分析,世界无人作战系统的发展呈现如下趋势:

1.作战任务由在安全区域执行侦察监视任务向在高危区域执行主流作战任务的方向发展。

美军将无人作战系统的作战环境概括为3D ,无人作战系统的任务能力将从传统的情扬侦匆监视(ISR )任务向压制敌防空系统、纵深精确攻击任务扩展,甚至具备打击作战能力。其中,ISR 仍就是无人作战系统的基本使命,因为它就是“枯燥的”。在2015 年或2020 年之前,无人机执行诸如压制／摧毁敌防空( SEAD 用EAD )之类的危险任务将成为现实,因为SEA DEAD 任务就是高“危险的”。地面无人作战系统与水中无人作战系统的反雷战也就是一项非常危险的任务。进入核生化、辐射与高泄露爆炸物(CBRNE )区域进行侦察也就是无人作战系统的主要任务之一,这就是一项“恶劣的”任务。无人作战系统的打击能力取决于制导武器与定向能武器等载荷技术的发展。目前无人作战系统的打击能力还处于初级阶段,将来无人机的空地攻击与空空打击能力比现在有很大的飞跃,地面无人车辆将具备发射导

弹的能力,无人潜航器具备打击时敏目标的能力。因此,在危险区域执行打击任务就是无人作战系统的重要发展趋势。

2.战场感知由结构化环境感知向非结构化环境感知与认知的方向发展。

随着传感器、计算机等硬件水平的不断提高,环境感知与信息处理技术已经取得了很大的进展。目前无人作战系统在结构化的环境中能够实现较高能力的自主行为,但就是在非结构化的不确定环境中,实现不同目标的感知与识别还存在困难。同时,战场环境的感知与理解大多停留在较低层次的感知阶段,对环境态势的自动理解水平较低。对环境感知的研究往往就是离散的、感知层次上的研究,难以满足无人作战系统的复杂作战任务的需要。因而,必须从认知理论与方法出发.开拓新的研究思路,将对战场环境的感知与理解从片面的、离散的、被动的感知层次提高到全局的、关联的、主动的认知层次上［lll ,实现环境理解方法的新突破,使无人作战系统达到更高层次自主。

3.平台控制由简单的遥控、程控方式向人机智能融合的交互控制方式转变,并逐步向全自主控制方式发展。

控制水平就是无人作战系统区别于有人装备,实现无人操控与执行各种任务的关键。当前无人作战系统的智能化水平还比较低,平台控制方式主要以简单遥控与预编程控制为主。随着无人作战系统智能化水平的提高,人机智能融合的交互控制逐渐处于主导地位。人机智能融合的交互控制对通信系统的能力要求较高,在面临复杂的战场环境时,由于存在通信中断、链路带宽与距离受限以及人员操控能力等因素的限制,人机智能融合的交互控制仍存在很大的缺陷。因此,全自主控制就是无人作战系统未来发展的必然方向。实现全自主控制的技术目前主要有两类,一类就是多层控制结构,目前已研制出用于无人车的四层软件控制结构。另一类就是人工智能传家系统。全自主控制的发展也取决于高性能的嵌人式计算机、实时操作系统以及模式识别与人工智能技术的突破。预计到加30 年,微处理器将接近人脑的存储容量,处理速度将从106MIPS (百万条指令每秒)提高到1012MIPS ,达到人脑的处理水平,全自主控制技术水平将得到极大的提高。

4.任务控制站由“多对一”向“一对多”的人一系统综合技术方向发展。

随着无人作战系统的能力提升,其对控制站与操作员的依赖正在减少。如早期的“捕食者”,需要多个操作员来控制单个平台,发展到“全球鹰”时,随着系统能力的提升,只需要一个操作员就可以实现对平台的操控。由此可见,人系统综合技术就是提高无人作战系统性能与技术发展的重要手段。在美军最初的无人作战飞机系统研究计划中,曾对地面站控制指挥无人作战飞机的数量进行扩充,提出了“一站四机”的方案。随着研究工作与作战模拟的深人,又提出指挥所式地面控制结构方案,即由一个指控站控制多批、多架(30 架以上)无人作战飞机。因此,发展一对多的人系统综合技术,最大程度发挥人机各自的智能优势,就是未来无人作战系统发展的趋势之一。

5. 通信方式由专用信道、点对点通信向共享信道、网络化通信方向发展。

目前大多数无人作战系统的通信方式必须采用专用信道,以点对点模式实现通信,难以实现多平台间的互连、互通与互操作。美国发展到“全球鹰”时,其通信方式已经转化为既有点对点通信能力又有经由卫星组网通信能力的混合模式。美军计划,到2016 年左右,使每架无人枷无人作战飞机都成为全球信息栅格中的一个节点。依照无人作战系统的作战使用特点,采用共享信道,实现具有自修复能力的空中自组织网络通信,将就是未来无人作战系统通信技术发展的重要方向。同时,发展新的通信技术,提高通信带宽,进行动态通信,实现信息的快速安全传输也就是重要的发展方向。另外,水声通信技术就是突

破水下无人作战系统信息传输困难的关键,激光通信技术将使未来无人作战系统的通信带宽产生质的飞跃。

6. 作战模式由单平台作战向有人----无人平台协同作战、多无人平台协同作战方向发展。

在未来日益复杂的作战环境下,单平台所能发挥的作战效能将极为有限,因此,无人作战系统的作战模式由单平台逐步发展为更灵活的多平台集群作战、有人／无人协同作战方式。美国在《无人机路线图2005 一2030 》中已明确了今后无人机的发展步骤:有人机与无人机协同作战(有人机主导);有人机与无人机协同作战(无人机主导);无人机自主作战。其中第二步与第三步在近期存在较大的技术障碍,还难以实现。目前致力于实现第一步,有人机主导的有人机与无人机协同作战。进一步在《无人系统路线图2007 一2032 》中预测:“在2015 一2020 年间,美军无人机系统与无人车辆系统可能可以达到与有人驾驶系统在攻击、兵种合同与SAD / DEAD 作战中相互协同的水平”。无人作战系统与有人系统协同作战,多平台协同作战,可以充分发挥两者的优势,弥补彼此的不足,更加有效的完成作战任务,将成为未来无人作战系统作战模式的重要方向。

7.平台与体系结构由专用化、单一化向通用化、标准化、互操作方向发展。

互操作技术提高无人作战系统执行作战任务时的协同作战能力,包括多个层次:同军种内同一类型无人作战系统的互操作,同一军种内不同类型无人作战系统的互操作,联合作战系统的互操作,军用系统与民用系统的互操作,本国与她国无人作战系统的互操作等冈。美军已经着手研究通用控制技术,使无人作战系统在控制、通信、数据、数据链等方面达到更高的互操作性,通用化将使无人作战系统的可维护性与发展速度迅速提高,大大简化军队的后勤保障。同时,美军积极促进无人作战系统标准、政策与程序的制定,保证有人系统与无人作战系统安全运作与有效集成;实现对无人作战系统及其装载武器的标准化的、完全的控制;通过更加灵活的后勤支持程序,支持对投人使用的无人作战系统的快速集成,从而进一步加强无人作战系统的合作与联合军种的协作,增强作战指挥部的指挥效率,提高无人作战系统的协同作战能力。