聯(lián)合作戰(zhàn)無(wú)人機(jī)情報(bào)處理與共享體系結(jié)構(gòu)研究＊

齊智敏 張明義

（陸軍軍官學(xué)院 合肥 230031）

1 引言

隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展及無(wú)人機(jī)機(jī)載任務(wù)設(shè)備的增強(qiáng)，無(wú)人偵察機(jī)成為集雷達(dá)偵察，光電偵察和信號(hào)偵察于一體的綜合性偵察平臺(tái)，并以其高空、隱身、長(zhǎng)航時(shí)、高精度、低人員風(fēng)險(xiǎn)等特性，逐漸成為戰(zhàn)爭(zhēng)中重要信息節(jié)點(diǎn)。聯(lián)合作戰(zhàn)中，各軍兵種無(wú)人機(jī)以集群的作戰(zhàn)模式完成情報(bào)獲取，但是由于各軍兵種無(wú)人機(jī)信息獲取、傳輸、處理等體制方式均不同，大量落地情報(bào)資源浪費(fèi)嚴(yán)重。因此，如何提高無(wú)人機(jī)情報(bào)信息的利用率和到戰(zhàn)術(shù)用戶的時(shí)效性，同時(shí)根據(jù)不同戰(zhàn)術(shù)用戶的需求，靈活構(gòu)建無(wú)人機(jī)情報(bào)處理與共享技術(shù)機(jī)制以完成作戰(zhàn)需求成為亟待研究的重要課題。

2 無(wú)人機(jī)情報(bào)處理與共享現(xiàn)狀及問(wèn)題

目前現(xiàn)有多種型號(hào)無(wú)人機(jī)，分別隸屬于陸?？詹糠周姳N。無(wú)人機(jī)地面控制系統(tǒng)隨著各個(gè)型號(hào)的無(wú)人機(jī)一同研制，一個(gè)地面控制系統(tǒng)只能控制特定的無(wú)人機(jī)型，不同型號(hào)的無(wú)人機(jī)的情報(bào)信息格式、處理方式、分發(fā)技術(shù)、情報(bào)處理等體制均為相互獨(dú)立的，沒(méi)有形成通用的任務(wù)管理標(biāo)準(zhǔn)和方法。尚不具備執(zhí)行復(fù)雜的戰(zhàn)術(shù)任務(wù)的能力，系統(tǒng)之間互操作能力較弱。

1）無(wú)人機(jī)情報(bào)處理方面，主要存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題：首先處理功能單一，目前已有的無(wú)人機(jī)地面控制系統(tǒng)的情報(bào)處理功能相對(duì)比較簡(jiǎn)單，具有視頻、圖像顯示和簡(jiǎn)單的處理功能。偵察獲取的大量的情報(bào)信息得不到充分的分析與利用，無(wú)法從圖像情報(bào)中獲取有價(jià)值的信息。其次，自動(dòng)化程度低，處理速度慢。目前地面站大部分情報(bào)處理工作靠人工完成。嚴(yán)重影響了處理的速度，難以應(yīng)對(duì)未來(lái)高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)中大量涌現(xiàn)的情報(bào)數(shù)據(jù)。最后，處理手段落后，效率低下。針對(duì)航空照片，通過(guò)放大鏡、立體鏡來(lái)目視觀察，影響了判讀的效率和精度，無(wú)法滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)情報(bào)信息準(zhǔn)確度的要求。

2）無(wú)人機(jī)情報(bào)的分發(fā)方面，各軍兵種無(wú)人機(jī)情報(bào)信息格式均不相同，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。形成“煙囪式”屏障，造成情報(bào)資源利用率低，實(shí)時(shí)共享困難，成為未來(lái)作戰(zhàn)中制約戰(zhàn)斗力生成的“瓶頸”。另外，面對(duì)大量的落地情報(bào)，缺乏規(guī)范的分類體系和標(biāo)準(zhǔn)，不能做到根據(jù)不同作戰(zhàn)單元的需求，進(jìn)行按需分發(fā)。

3）無(wú)人機(jī)情報(bào)資源的共享方面，缺少共享情報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)。各軍兵種無(wú)人機(jī)系統(tǒng)通常有自帶的情報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)，但是由于數(shù)據(jù)庫(kù)格式互不兼容，不同系統(tǒng)共享情報(bào)數(shù)據(jù)幾乎不可實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致情報(bào)數(shù)據(jù)積累困難，情報(bào)利用率低，而情報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)有限的數(shù)據(jù)量也嚴(yán)重制約了情報(bào)分析的質(zhì)量。

3 聯(lián)合作戰(zhàn)無(wú)人機(jī)情報(bào)處理與共享體系結(jié)構(gòu)研究

聯(lián)合作戰(zhàn)無(wú)人機(jī)情報(bào)處理與共享的目的是作戰(zhàn)中各軍兵種無(wú)人機(jī)所獲得的情報(bào)信息收集并進(jìn)行統(tǒng)一格式、歸類整理，融合提煉，進(jìn)一步分析研究和論證，得出科學(xué)的定量或定性的判斷，然后將所獲情報(bào)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸交換或信息處理網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送到各情報(bào)需求平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)情報(bào)的綜合處理及共享，并將無(wú)人機(jī)情報(bào)融入整個(gè)聯(lián)合作戰(zhàn)情報(bào)體系。聯(lián)合作戰(zhàn)無(wú)人機(jī)情報(bào)處理與共享系統(tǒng)的主要任務(wù)是情報(bào)信息的格式歸統(tǒng)、重點(diǎn)目標(biāo)的提取和無(wú)人機(jī)情報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。

聯(lián)合作戰(zhàn)無(wú)人機(jī)情報(bào)處理與共享體系是一個(gè)綜合的、集成的情報(bào)體系，體系能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人機(jī)情報(bào)信息的收集、整理、歸類、分析、存儲(chǔ)、分發(fā)等功能。整個(gè)體系可以分為五個(gè)分系統(tǒng)：情報(bào)采集分系統(tǒng)、情報(bào)傳輸分系統(tǒng)、情報(bào)處理分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)分系統(tǒng)、情報(bào)分發(fā)分系統(tǒng)。

1）情報(bào)采集分系統(tǒng)

情報(bào)采集分系統(tǒng)的功能是能夠從參與聯(lián)合作戰(zhàn)的無(wú)人機(jī)或者無(wú)人機(jī)地面站獲取情報(bào)數(shù)據(jù)信息。分系統(tǒng)設(shè)置有各種不同類型的數(shù)據(jù)接口，能夠?qū)⒙?lián)合作戰(zhàn)參與偵察的各無(wú)人機(jī)情報(bào)信息全部接收匯總，要求接收分系統(tǒng)能夠兼容各種現(xiàn)有無(wú)人機(jī)型，傳輸帶寬需能滿足各種數(shù)據(jù)格式的要求。

2）情報(bào)傳輸分系統(tǒng)

信息傳輸分系統(tǒng)是整個(gè)無(wú)人機(jī)情報(bào)處理與共享系統(tǒng)的“神經(jīng)”，將各種情報(bào)偵察設(shè)備的情報(bào)數(shù)據(jù)接入處理與共享系統(tǒng)，同時(shí)將處理好的情報(bào)產(chǎn)品，傳輸?shù)礁鱾€(gè)需求部門。主要功能是快速、準(zhǔn)確、安全、可靠地傳輸將各種情報(bào)數(shù)據(jù)及情報(bào)信息。傳輸系統(tǒng)的暢通與否直接影響情報(bào)處理與共享的速度和效率。通常，信息傳輸系統(tǒng)由多種通信信道、交換設(shè)備和通信終端構(gòu)成。

3）情報(bào)處理分系統(tǒng)

聯(lián)合作戰(zhàn)的無(wú)人機(jī)情報(bào)處理平臺(tái)，不再僅僅是戰(zhàn)術(shù)信息簡(jiǎn)單的共享及傳輸，而是多個(gè)傳感器的檢測(cè)的結(jié)果以及多源信息的融合與傳遞，以形成目標(biāo)或者事件的精確的、一致的報(bào)告。情報(bào)處理分系統(tǒng)能夠通過(guò)預(yù)處理、綜合處理、情報(bào)生成三個(gè)步驟將收集到的情報(bào)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)格式的情報(bào)。并能夠在人工協(xié)助下，完成重點(diǎn)目標(biāo)的提取、識(shí)別及跟蹤任務(wù)。

4）數(shù)據(jù)庫(kù)分系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)分系統(tǒng)的主要功能即情報(bào)的分類存儲(chǔ)。無(wú)人機(jī)情報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)具有根據(jù)內(nèi)容檢索的功能。將所有情報(bào)數(shù)據(jù)歸類存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中。要求數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)具有輸入、輸出、檢索、更新、刪除等功能。并且需要設(shè)置權(quán)限等級(jí)，能夠根據(jù)不同權(quán)限查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中的密級(jí)的情報(bào)內(nèi)容。

5）情報(bào)分發(fā)分系統(tǒng)

針對(duì)不同作戰(zhàn)單元的需求，將經(jīng)過(guò)綜合處理后的無(wú)人機(jī)情報(bào)數(shù)據(jù)，統(tǒng)一成為一致的報(bào)文格式，并按照科學(xué)的分類方法，將情報(bào)歸類，然后根據(jù)不同情報(bào)用戶的需求對(duì)處理后的情報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行按需分發(fā)。聯(lián)合作戰(zhàn)無(wú)人機(jī)情報(bào)處理系統(tǒng)主要是通過(guò)與其他C4ISR系統(tǒng)互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)情報(bào)的共享。系統(tǒng)的整體功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 無(wú)人機(jī)情報(bào)處理與共享系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

4 聯(lián)合作戰(zhàn)無(wú)人機(jī)情報(bào)處理流程研究

情報(bào)綜合處理就是根據(jù)去偽存真、由表及里、由雜亂到清晰的原則，對(duì)無(wú)人機(jī)收集到的各種零散、混雜的情報(bào)信息進(jìn)行辨別、分析、綜合、判斷，推導(dǎo)出正確的結(jié)論的過(guò)程。整個(gè)過(guò)程也是由情報(bào)信號(hào)經(jīng)綜合處理變?yōu)榍閳?bào)信息進(jìn)而生成情報(bào)的過(guò)程。情報(bào)綜合處理流程如圖2所示。

圖2 情報(bào)綜合處理流程圖

1）情報(bào)數(shù)據(jù)預(yù)處理

主要任務(wù)是將獲取的無(wú)人機(jī)原始情報(bào)數(shù)據(jù)，預(yù)處理是將獲取的無(wú)人機(jī)情報(bào)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榍閳?bào)信息。預(yù)處理的主要步驟為野值剔除、數(shù)據(jù)壓縮等。

2）情報(bào)數(shù)據(jù)篩選

情報(bào)數(shù)據(jù)篩選是通過(guò)各種限制條件，將符合條件的數(shù)據(jù)留下進(jìn)行進(jìn)一步處理，不符合條件的數(shù)據(jù)直接以原始數(shù)據(jù)形式進(jìn)行存儲(chǔ)，以備后用。通過(guò)情報(bào)數(shù)據(jù)篩選，能夠大大減少情報(bào)處理的工作量，并能夠?qū)⒂邢薜馁Y源，用在更有意義的情報(bào)數(shù)據(jù)上，減小冗余，得到更為精確的情報(bào)。情報(bào)數(shù)據(jù)篩選的方式主要有基于地理空間的情報(bào)篩選、基于無(wú)人機(jī)規(guī)劃航跡的篩選和基于圖像特征的篩選等方式。

3）圖像預(yù)處理

圖像預(yù)處理的主要任務(wù)是，通過(guò)一系列處理過(guò)程，形成便于目視篩查的，較為清晰的圖像。快速有效的預(yù)處理是后續(xù)處理的前提和基礎(chǔ)。圖像預(yù)處理的主要步驟為行圖像校正、圖像配準(zhǔn)、數(shù)據(jù)融合。

4）圖像綜合分析

綜合分析的任務(wù)主要有：（1）把根據(jù)不同的目標(biāo)和背景，將“有意義”的區(qū)域分割出來(lái)；（2）提取代表不同目標(biāo)物特點(diǎn)的特征參數(shù)，并進(jìn)行描述；（3）對(duì)圖像中的目標(biāo)物進(jìn)行識(shí)別；（4）對(duì)有價(jià)值的目標(biāo)進(jìn)行精確定位，從而形成準(zhǔn)確的目標(biāo)位置情報(bào)。主要步驟是圖像分割、目標(biāo)檢測(cè)、目標(biāo)識(shí)別、目標(biāo)定位。

5）情報(bào)生成

主要任務(wù)：將具有價(jià)值的情報(bào)信息通過(guò)壓縮編碼等步驟，最終形成標(biāo)準(zhǔn)格式的情報(bào)。主要步驟是圖像壓縮、報(bào)文生成等。

5 聯(lián)合作戰(zhàn)無(wú)人機(jī)情報(bào)處理與共享發(fā)展展望

1）統(tǒng)一信息傳輸格式與標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)情報(bào)分發(fā)共享

目前我軍各軍兵種無(wú)人機(jī)情報(bào)傳輸缺乏統(tǒng)一的格式標(biāo)準(zhǔn)，造成情報(bào)共享困難，嚴(yán)重阻礙了聯(lián)合作戰(zhàn)中各軍兵種無(wú)人機(jī)情報(bào)的互聯(lián)互通。因此，統(tǒng)一報(bào)文格式標(biāo)準(zhǔn)，是無(wú)人機(jī)情報(bào)互聯(lián)互通的基礎(chǔ)?？梢越梃b外軍無(wú)人機(jī)的報(bào)文格式標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)結(jié)合其他C4ISR系統(tǒng)的格式要求，以便更好地實(shí)現(xiàn)與其他C4ISR的互聯(lián)互通，從而制定全軍統(tǒng)一的無(wú)人機(jī)情報(bào)報(bào)文格式標(biāo)準(zhǔn)。

2）建立全域共享的無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)

現(xiàn)有的各軍兵種無(wú)人機(jī)情報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)，由于格式不兼容，造成信息共享困難。在未來(lái)聯(lián)合作戰(zhàn)戰(zhàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境中，利用標(biāo)準(zhǔn)化的情報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)和情報(bào)交換格式，使地理上分散布置的無(wú)人偵察系統(tǒng)成為網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建多兵種、多層次、多領(lǐng)域按需授權(quán)訪問(wèn)的全域共享的情報(bào)處理系統(tǒng)，并將無(wú)人機(jī)情報(bào)與其他C4ISR情報(bào)和海量知識(shí)庫(kù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)處理。

3）建立無(wú)人機(jī)專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)是具有軍事知識(shí)和軍事原則的程序系統(tǒng)，它能根據(jù)一個(gè)或多個(gè)領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑闹R(shí)和處理問(wèn)題的邏輯思維方法，模仿專家們的決策過(guò)程，為指揮員提供若干方案，如遂行作戰(zhàn)任務(wù)，軍隊(duì)部署與機(jī)動(dòng)等，同時(shí)，還可利用編制的軟件來(lái)處理各種不確定問(wèn)題，只要向計(jì)算機(jī)輸入各種情報(bào)信息，專家系統(tǒng)就能向指揮員提供一種高效能的分類推斷方法，憑借專門的計(jì)算機(jī)程序來(lái)檢查“知識(shí)庫(kù)”，從而做出推理判斷，最后生成可靠性高的判斷。

無(wú)人機(jī)專家系統(tǒng)能夠提供的自動(dòng)化無(wú)人機(jī)情報(bào)信息處理能力，替代過(guò)去用于處理和生成情報(bào)的人工方式，不再需要情報(bào)分析員自己從獲得的無(wú)人機(jī)報(bào)文中篩選與指揮官作戰(zhàn)情報(bào)需求相關(guān)的信息，無(wú)人機(jī)專家系統(tǒng)可以自動(dòng)進(jìn)行信息篩選，并在能夠接收到重要信息是提示分析人員并在電子區(qū)域地圖上繪制上新的信息。另外無(wú)人機(jī)專家系統(tǒng)能夠形成一個(gè)情報(bào)資源的網(wǎng)絡(luò)體系，與其他部隊(duì)的情報(bào)資源和分析處理資源鏈接在一起，從而形成全軍的獲取和分發(fā)情報(bào)的一個(gè)強(qiáng)大工具。

4）在聯(lián)合作戰(zhàn)中利用多軍兵種無(wú)人機(jī)情報(bào)進(jìn)行輔助局部戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)描述

聯(lián)合作戰(zhàn)中多軍兵種無(wú)人機(jī)由于其遂行任務(wù)不同，所獲取情報(bào)信息也是多樣而豐富。情報(bào)中包含敵兵力部署、戰(zhàn)場(chǎng)固定設(shè)施、動(dòng)態(tài)部署（如指揮中心、港口、機(jī)場(chǎng)、導(dǎo)彈發(fā)射陣地、雷達(dá)站等）、重要的動(dòng)態(tài)目標(biāo)及其當(dāng)前狀態(tài)屬性、威脅程度、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境要素（地理信息、電磁環(huán)境、天候氣象等）。這些情報(bào)數(shù)據(jù)構(gòu)成了戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)描述的基本要素，將聯(lián)合作戰(zhàn)中各軍兵種獲取的情報(bào)進(jìn)行融合，充分利用這些信息輔助分析局部戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，既提高了聯(lián)合作戰(zhàn)中無(wú)人機(jī)情報(bào)的利用率，又為戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)評(píng)估提供重要資源。

6 結(jié)語(yǔ)

與飛速發(fā)展的無(wú)人機(jī)技術(shù)相比，無(wú)人機(jī)情報(bào)的處理與共享相關(guān)方面研究的缺乏和滯后，成為制約無(wú)人機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展的“瓶頸”。美國(guó)等國(guó)家對(duì)無(wú)人機(jī)情報(bào)信息處理與共享方面的研究予以了高度重視，每年投入大量的軍費(fèi)與人力進(jìn)行相關(guān)研究，并已將研究成果應(yīng)用在實(shí)際作戰(zhàn)中。無(wú)論是理論經(jīng)驗(yàn)還是實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都較為豐富。我軍在這方面雖然發(fā)展速度較快，但是很多方面與國(guó)外的先進(jìn)水平還有一定的差距。因此，針對(duì)無(wú)人機(jī)情報(bào)綜合處理、各軍兵種無(wú)人機(jī)之間的共享等方面的研究需要比較迫切。本文對(duì)無(wú)人機(jī)情報(bào)處理與共享體系的構(gòu)建只是理論上的探討，未來(lái)還需要與實(shí)踐相結(jié)合，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步完善。

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