任务规划系统的发展

任务规划系统的发展

摘　要　概述了任务规划系统的概念、作用和系统组成,并以美国飞机的任务支援系统

(M SS)为重点,详细阐述了国外80年代以来的飞行器实用的任务规划系统的的发展状况。

主题词　任务规划 数字地图 软件包

1　任务规划系统的出现

任务规划系统(missio n planning sy stem:M PS)在海湾战争中首次广泛使用,为多国部队的成功作出了巨大贡献。

众所周知,要出色完成作战任务,需要了解和掌握多方面的知识,诸如目标的正确位置和特征;敌方的防空阵地,该地的灰度和气象条件、区域特征;武器的性能等等。以往都是由人利用纸、笔和尺等工具,花费很多时间来制定作战计划的。现代新颖M PS利用先进的计算机技术,采集战争需要的各种情报,进行大规模分析、制作各种数据库并将其存储在磁盘组件内,供任务规划时调用。利用M PS,可在基层单位用计算机终端制定作战战术和攻击计划,飞机起飞后确认需修正的各种数据,瞬间就可以得到更正。美国战术空军司令部在报告中指出,在海湾战争中,美国空军由于使用了M SSⅡ任务支援系统,使精确制导武器在首战中的命中率倍增。美国海军利用任务规划系统,制定了战斧巡航导弹与有人驾驶飞机协同作战的精确作战计划,致使沙漠风暴实施的空地一体战获得巨大成功。

任务规划系统主要有两大部分组成,第一是软件系统,第二是硬件配置。软件系统又可分为系统软件和应用软件两大部分。主要有输入输出、数据库、人机交换界面、规划结果检验等组成。硬件配置主要有工作站、高档微机、输入输出设备、任务演示系统等组成。

任务规划系统的组成因其种类不同而不同,总的说来并无明确的界限。例如,利用数字存储装置传输任务规划数据的机载电子设备,稍加改装就可以作指挥控制装置用。大体上讲,任务规划是由从战区司令部到飞机驾驶员等各种级别的人来进行的。在海湾战争中,多国部队是统一用空中任务分配指令(ATO)进行协同作战的。以此指令为基础,各飞行团队又可以利用各自的计算机终端,制作自己具体的任务规划。

M PS的种类很多,可适应各种不同的需要。图1示出美国研制的各种M PS及其研制过程。

美国研制的M PS可分为三代,第一代为老式M PS,是以前为特定的战斗机作战研制的,例如用于F-16C/D战斗机的磁带输入/输出程序。80年代后开始研制并在海湾战争中使用的是第二代产品,90年代以后开发(含计划开发)的为第三代产品。随着计算机计算速度的提高以及性能价格比的改进,使制作任务规划的成本得到降低且性能日趋完善。例如,自从装备了图像处理装置后,就可以用来处理从卫星和侦察机送来的数据,将它们与存储在计算机内的高程数据综合后,可随意拼合成各种三维图像,有利于选择飞行航线。目前,M PS不仅在航空领域广泛使用,并逐渐扩展到海面和陆上。下面以美国和西欧研制的各种M PS为例,阐述M PS的组成及其功能。

2　上层的任务规划系统

早在海湾战争以前,美国空军就已经认识到有必要认真研究上层的任务规划。美国战术空军现用的任务规划系统,是由不同单位研制而成的。在特定的战场上,用于执行空中任务分配指令的各有关部门。这些部门采用不同的硬件、数据库和显示方式。经实战检验,发现该空中任务分派指令在集中规划、控制和执行过程中存在明显缺点。例如人工制作指令耗时长(一般需要72h),对各部门管理时存在时间差等。总之,该任务规划系统自动化程度低,指令复杂,效果欠佳。

图1　美国研制的各型M PS及其研制过程

1988年美国空军和有关制造业计划以1400万美元的经费,研制先进任务规划系统(APS)。APS具有气象、电子战、威胁、进攻航线等模块,并备有各种评估工具。该系统为联

合军级使用的任务规划系统,装备于战术空军的战斗规划部,用以取代该战斗规划部现用的一些设备,例如制作空中任务分配指令的战术专家任务规划装置(TEM PLAR)和军级任务规划系统(FLAPS )等。APS 的特点是几个规划员可同时作成一个战斗攻击计划,以便互相确认,缩短制作时间。APS 的使用,使空中任务分配指令制作时间缩短了75%,预计在3h 内可以制作2500个攻击指令。APS 的系统组合工作由联合防御系统公司承担,该公司还负责研制软件、支援数据库、通信联网等。洛克希德导弹公司与空间公司提供人机连接和地图显示等技术。高级设计系统公司负责研制人工智能方面的专家系统。1992年以后,APS 依次装备各级部队。目前,战区指挥控制系统将统一使用APS 软件。

图2　得州仪器公司研制的攻击任务规划系统(SPS )原型机图像显示的是,用航母飞机和巡航导弹攻击地中海东部雷达设施时,由S PS 规划出的最佳攻击航线及选择武器进行

支援的情况 美国海军为海军巡航导弹综合规划室研制

了一种称作舰上规划系统(APS :Afloa t Pla n-

ning System )的任务规划系统,并于1992年开

始装备航母。此外,美国海军还研制了综合攻

击规划系统(ISPS )的原型机,作为APS 的一

部分。ISPS 于1994年装备航母,用于制定舰

炮火力支援、常规巡航导弹攻击、飞机攻击等

协同作战计划。

ISPS 可看作是一种任务规划系统,它可

将任务要求输入大西洋和太平洋两舰队司令部

内的战区任务规划中心规划系统性能提高型

(TM PC -U )、战区任务规划系统(TM PS )和行

动数据分配系统(M DDS );它还可将任务要求

输入战术级使用的战术飞机任务规划系统(TAM PS)。今后,TM PC-U 和T AM PS 可用

来制作充分发挥一切战斗力的最完善的任务规划。

3　战术级的任务规划系统

战术级任务规划系统是在上层规划系统进行规划的基础上,利用自己的计算机终端制作具体任务规划的系统。海湾战争中,美国所有参战部队和一些多国部队广泛使用了战术任务规划系统。其中最典型的是美国的任务支援系统Ⅱ(M SS Ⅱ)。美国空军订购了240台,海湾战争中又补充了85组组件,将使用中的M SS Ⅱ更新成M SS ⅡA 。其更新处包括:实时快速反应能力、更迅速制作透视图能力、雷达显示的预报能力等。后又提供了8组组件,组装在

M SS Ⅱ+内,从而进一步提高了该系统的性能。

3.1　美国空军的任务规划系统

美国空军于1984年开始研制任务支援系统Ⅰ(M SS Ⅰ),已装置F-15,F-16部队70台。M SS Ⅱ是在M SS Ⅰ的基础上研制成的。美国空军在海湾战争中将M SS Ⅱ发展成指挥控制支援装置。终端机网络内存储有完整的目标目录,并用不同颜色表示出各目标被毁坏、损伤、修复的情况。下面简单介绍M SS Ⅱ各型的组成及功能特性。

1)　M SS Ⅱ

M SS Ⅱ是由费尔柴尔德公司研制的任务分析和任务规划系统(M APS )、Aero Map 软件