基于天基信息支援的蘭徹斯特精確作戰(zhàn)方程

寧朝軍　喬熔巖　王志

摘 要： 為評估天基信息支援對精確作戰(zhàn)過程的影響，對經(jīng)典蘭徹斯特方程進(jìn)行了改進(jìn)，增加了天基信息支援的能力參數(shù)，并根據(jù)參戰(zhàn)雙方天基系統(tǒng)的強(qiáng)弱，分三種情況進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明，該模型在一定程度上反映了天基信息支援對提高武器打擊精度的作用，體現(xiàn)了用模擬、兵棋等數(shù)學(xué)模型描述作戰(zhàn)演進(jìn)的思想。

關(guān)鍵字： 天基信息； 信息支援； 蘭徹斯特方程； 精確打擊

中圖分類號： TN971?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）11?0034?03

Abstract： In order to effectively estimate the influence of space information support on precise strike process， the typical Lanchester combat equation was improved by adding the parameter of space information support ability. The simulation verification of 3 hypotheses was carried out according to the ability of spatial systems in both sides. The results of simulation illustrate that the model can reflect the influence of the space information support on improving the strike accuracy of weapens and embody the thought using the math models to describe the gradual progress of battle.

Keywords： space information； information support； Lanchester combat equation； precise strike

0 引 言

現(xiàn)代化戰(zhàn)爭已發(fā)展為信息化條件下的聯(lián)合作戰(zhàn)，交作戰(zhàn)雙方的對抗是體系與體系間的對抗[1]。天基信息系統(tǒng)是由不同軌道、種類和性能的衛(wèi)星、星座或及其相應(yīng)地面部分組成的集成化空間體系[2]。天基信息支援是指利用天基系統(tǒng)向參戰(zhàn)部隊(duì)提供各種作戰(zhàn)保障信息，主要分為四類：情報(bào)預(yù)警信息、指揮控制信息、導(dǎo)航定位信息和效果評估信息。具體包括：敵方的兵力規(guī)模、部隊(duì)的配置位置、重要軍事目標(biāo)的坐標(biāo)或所在地的數(shù)據(jù)信息和圖像信息、己方火力打擊毀傷信息、敵反導(dǎo)系統(tǒng)的部署情況以及整個(gè)戰(zhàn)場的氣象水文、地形地貌信息等。

美軍近幾場局部戰(zhàn)爭的實(shí)踐證明，擁有以偵察、預(yù)警、通信、導(dǎo)航以及戰(zhàn)場環(huán)境監(jiān)測為代表的空間信息支援將贏得作戰(zhàn)主動(dòng)權(quán)，并將最終贏得戰(zhàn)爭的勝利[3]，所以制信息權(quán)是未來敵我雙方爭奪的焦點(diǎn)。擁有制信息權(quán)，不再單純地表現(xiàn)為確保己方順利獲取、傳遞、處理和使用信息，而且還包括了限制和破壞對方的信息獲取、傳遞、處理和使用的能力[4]。如何量化評估天基信息支援的作用，是軍事理論值得研究的問題。

蘭徹斯特作戰(zhàn)方程已被廣泛應(yīng)用于不同作戰(zhàn)領(lǐng)域，但經(jīng)典的蘭徹斯特方程，沒有體現(xiàn)出天基信息支援對作戰(zhàn)過程的影響。本文著眼于未來天基系統(tǒng)的發(fā)展，建立了基于天基信息支援的蘭徹斯特作戰(zhàn)方程，并對其進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，在一定程度上反映了天基信息支援對提高武器裝備打擊精度方面的作用。

1 作戰(zhàn)方程的建立

1.1 經(jīng)典的蘭徹斯特方程

經(jīng)典的蘭徹斯特方程主要描述兩種情況的作戰(zhàn)，第一種是近距離視距作戰(zhàn)，第二種是超視距非接觸作戰(zhàn)。第一種情況假設(shè)，敵我雙方都暴露在對方視距內(nèi)，火力可以對單個(gè)目標(biāo)進(jìn)行打擊，在這種情況下，雙方兵力的損耗與對方的兵力成正比。第二種情況假設(shè)，雙方都在彼此視距以外，火力只能進(jìn)行面打擊，無法對單個(gè)目標(biāo)進(jìn)行攻擊，在這種情況下，雙方兵力的損耗不僅與對方的兵力成正比，還與己方兵力成正比。

如圖1所示，雖然藍(lán)方兵力是紅方兩倍，但紅方在天基信息的支援下，其打擊精度明顯增強(qiáng)，在經(jīng)過10個(gè)單位作戰(zhàn)時(shí)間后，就將藍(lán)方兵力全部消滅，而自己的損害很小?？梢娞旎畔⒅г?，可彌補(bǔ)兵力的不足，使其以很小的代價(jià)獲勝。

2.2 “強(qiáng)對中”模型的仿真

仿真條件：紅方[X=10，20T，][A=[1，0.5，1，0.5]T；]藍(lán)方[Y=10，20T，][α11=α12=0.1，][α21=α22=0.2，][P=[10，5，10，5]，]其他條件同2.1。仿真結(jié)果如圖2所示。

如圖2所示，雙方初始兵力相同，在第1個(gè)單位作戰(zhàn)時(shí)間里，兵力消耗基本相同。但因藍(lán)方受到紅方信息干擾，影響了打擊精度，所以在后來的作戰(zhàn)中，紅方處于優(yōu)勢，經(jīng)過7個(gè)單位作戰(zhàn)時(shí)間，就取得勝利?？梢娋哂休^強(qiáng)天基信息支援的一方，能把握戰(zhàn)場的主動(dòng)權(quán)。

2.3 “強(qiáng)對強(qiáng)”模型的仿真

仿真條件：紅方[Q=[10，5，10，5]]；藍(lán)方[B=[0.1，][0.05，0.1，0.05]T]，其他條件同2.2。仿真結(jié)果如圖3所示。

如圖3所示，雙方雖都具備一定的天基信息支援和干擾能力，但紅方的天基信息支援能力更強(qiáng)，經(jīng)過30個(gè)單位作戰(zhàn)時(shí)間后，就基本消滅了藍(lán)方。與圖2相比，藍(lán)方因具有一定的信息干擾能力，所以影響了紅方一定的戰(zhàn)斗力，也消耗了紅方部分的兵力，雖然拖延了被消滅的時(shí)間，但是最終還是沒能獲勝，可見具有較強(qiáng)天基信息支援和干擾能力的一方，會(huì)取得戰(zhàn)爭最后的勝利。

3 結(jié) 語

現(xiàn)代化的高技術(shù)戰(zhàn)爭提倡投入較少的兵力精確、快速地打贏對方[5]。從本文的仿真結(jié)果中可以得出，天基信息支援對提高武器裝備的打擊精度具有一定作用，提高天基信息的支援能力對能否以較少的兵力快速準(zhǔn)確地制勝起到了至關(guān)重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 桂啟山，趙新國，楊志強(qiáng)，等.空間信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究[J].兵工自動(dòng)化，2008（2）：58?60.

[2] 靳敬純.一體化聯(lián)合作戰(zhàn)空間信息支援保障研究[M].北京：國防大學(xué)出版社，2007.

[3] 劉震鑫，于小紅，楊慶.空間信息支援下的蘭徹斯特作戰(zhàn)模型[J].兵工自動(dòng)化，2011（5）：30?32.

[4] 黃澤平.信息化條件下機(jī)動(dòng)防衛(wèi)作戰(zhàn)研究[M].北京：軍事科學(xué)院出版社，2010.

[5] 杜紅梅，羅小明，張守玉.軍事衛(wèi)星支援下?？辗怄i作戰(zhàn)模型及仿真分析[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2001（z1）：627?632.

[6] 徐軍華，樊宏，郝云芳.安全高效的空間信息網(wǎng)中密鑰管理方案[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（7）：81?84.

摘 要： 為評估天基信息支援對精確作戰(zhàn)過程的影響，對經(jīng)典蘭徹斯特方程進(jìn)行了改進(jìn)，增加了天基信息支援的能力參數(shù)，并根據(jù)參戰(zhàn)雙方天基系統(tǒng)的強(qiáng)弱，分三種情況進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明，該模型在一定程度上反映了天基信息支援對提高武器打擊精度的作用，體現(xiàn)了用模擬、兵棋等數(shù)學(xué)模型描述作戰(zhàn)演進(jìn)的思想。

關(guān)鍵字： 天基信息； 信息支援； 蘭徹斯特方程； 精確打擊

中圖分類號： TN971?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）11?0034?03

Abstract： In order to effectively estimate the influence of space information support on precise strike process， the typical Lanchester combat equation was improved by adding the parameter of space information support ability. The simulation verification of 3 hypotheses was carried out according to the ability of spatial systems in both sides. The results of simulation illustrate that the model can reflect the influence of the space information support on improving the strike accuracy of weapens and embody the thought using the math models to describe the gradual progress of battle.

Keywords： space information； information support； Lanchester combat equation； precise strike

0 引 言

現(xiàn)代化戰(zhàn)爭已發(fā)展為信息化條件下的聯(lián)合作戰(zhàn)，交作戰(zhàn)雙方的對抗是體系與體系間的對抗[1]。天基信息系統(tǒng)是由不同軌道、種類和性能的衛(wèi)星、星座或及其相應(yīng)地面部分組成的集成化空間體系[2]。天基信息支援是指利用天基系統(tǒng)向參戰(zhàn)部隊(duì)提供各種作戰(zhàn)保障信息，主要分為四類：情報(bào)預(yù)警信息、指揮控制信息、導(dǎo)航定位信息和效果評估信息。具體包括：敵方的兵力規(guī)模、部隊(duì)的配置位置、重要軍事目標(biāo)的坐標(biāo)或所在地的數(shù)據(jù)信息和圖像信息、己方火力打擊毀傷信息、敵反導(dǎo)系統(tǒng)的部署情況以及整個(gè)戰(zhàn)場的氣象水文、地形地貌信息等。

美軍近幾場局部戰(zhàn)爭的實(shí)踐證明，擁有以偵察、預(yù)警、通信、導(dǎo)航以及戰(zhàn)場環(huán)境監(jiān)測為代表的空間信息支援將贏得作戰(zhàn)主動(dòng)權(quán)，并將最終贏得戰(zhàn)爭的勝利[3]，所以制信息權(quán)是未來敵我雙方爭奪的焦點(diǎn)。擁有制信息權(quán)，不再單純地表現(xiàn)為確保己方順利獲取、傳遞、處理和使用信息，而且還包括了限制和破壞對方的信息獲取、傳遞、處理和使用的能力[4]。如何量化評估天基信息支援的作用，是軍事理論值得研究的問題。

蘭徹斯特作戰(zhàn)方程已被廣泛應(yīng)用于不同作戰(zhàn)領(lǐng)域，但經(jīng)典的蘭徹斯特方程，沒有體現(xiàn)出天基信息支援對作戰(zhàn)過程的影響。本文著眼于未來天基系統(tǒng)的發(fā)展，建立了基于天基信息支援的蘭徹斯特作戰(zhàn)方程，并對其進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，在一定程度上反映了天基信息支援對提高武器裝備打擊精度方面的作用。

1 作戰(zhàn)方程的建立

1.1 經(jīng)典的蘭徹斯特方程

經(jīng)典的蘭徹斯特方程主要描述兩種情況的作戰(zhàn)，第一種是近距離視距作戰(zhàn)，第二種是超視距非接觸作戰(zhàn)。第一種情況假設(shè)，敵我雙方都暴露在對方視距內(nèi)，火力可以對單個(gè)目標(biāo)進(jìn)行打擊，在這種情況下，雙方兵力的損耗與對方的兵力成正比。第二種情況假設(shè)，雙方都在彼此視距以外，火力只能進(jìn)行面打擊，無法對單個(gè)目標(biāo)進(jìn)行攻擊，在這種情況下，雙方兵力的損耗不僅與對方的兵力成正比，還與己方兵力成正比。

如圖1所示，雖然藍(lán)方兵力是紅方兩倍，但紅方在天基信息的支援下，其打擊精度明顯增強(qiáng)，在經(jīng)過10個(gè)單位作戰(zhàn)時(shí)間后，就將藍(lán)方兵力全部消滅，而自己的損害很小?？梢娞旎畔⒅г?，可彌補(bǔ)兵力的不足，使其以很小的代價(jià)獲勝。

2.2 “強(qiáng)對中”模型的仿真

仿真條件：紅方[X=10，20T，][A=[1，0.5，1，0.5]T；]藍(lán)方[Y=10，20T，][α11=α12=0.1，][α21=α22=0.2，][P=[10，5，10，5]，]其他條件同2.1。仿真結(jié)果如圖2所示。

如圖2所示，雙方初始兵力相同，在第1個(gè)單位作戰(zhàn)時(shí)間里，兵力消耗基本相同。但因藍(lán)方受到紅方信息干擾，影響了打擊精度，所以在后來的作戰(zhàn)中，紅方處于優(yōu)勢，經(jīng)過7個(gè)單位作戰(zhàn)時(shí)間，就取得勝利?？梢娋哂休^強(qiáng)天基信息支援的一方，能把握戰(zhàn)場的主動(dòng)權(quán)。

2.3 “強(qiáng)對強(qiáng)”模型的仿真

仿真條件：紅方[Q=[10，5，10，5]]；藍(lán)方[B=[0.1，][0.05，0.1，0.05]T]，其他條件同2.2。仿真結(jié)果如圖3所示。

如圖3所示，雙方雖都具備一定的天基信息支援和干擾能力，但紅方的天基信息支援能力更強(qiáng)，經(jīng)過30個(gè)單位作戰(zhàn)時(shí)間后，就基本消滅了藍(lán)方。與圖2相比，藍(lán)方因具有一定的信息干擾能力，所以影響了紅方一定的戰(zhàn)斗力，也消耗了紅方部分的兵力，雖然拖延了被消滅的時(shí)間，但是最終還是沒能獲勝，可見具有較強(qiáng)天基信息支援和干擾能力的一方，會(huì)取得戰(zhàn)爭最后的勝利。

3 結(jié) 語

現(xiàn)代化的高技術(shù)戰(zhàn)爭提倡投入較少的兵力精確、快速地打贏對方[5]。從本文的仿真結(jié)果中可以得出，天基信息支援對提高武器裝備的打擊精度具有一定作用，提高天基信息的支援能力對能否以較少的兵力快速準(zhǔn)確地制勝起到了至關(guān)重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 桂啟山，趙新國，楊志強(qiáng)，等.空間信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究[J].兵工自動(dòng)化，2008（2）：58?60.

[2] 靳敬純.一體化聯(lián)合作戰(zhàn)空間信息支援保障研究[M].北京：國防大學(xué)出版社，2007.

[3] 劉震鑫，于小紅，楊慶.空間信息支援下的蘭徹斯特作戰(zhàn)模型[J].兵工自動(dòng)化，2011（5）：30?32.

[4] 黃澤平.信息化條件下機(jī)動(dòng)防衛(wèi)作戰(zhàn)研究[M].北京：軍事科學(xué)院出版社，2010.

[5] 杜紅梅，羅小明，張守玉.軍事衛(wèi)星支援下?？辗怄i作戰(zhàn)模型及仿真分析[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2001（z1）：627?632.

[6] 徐軍華，樊宏，郝云芳.安全高效的空間信息網(wǎng)中密鑰管理方案[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（7）：81?84.

摘 要： 為評估天基信息支援對精確作戰(zhàn)過程的影響，對經(jīng)典蘭徹斯特方程進(jìn)行了改進(jìn)，增加了天基信息支援的能力參數(shù)，并根據(jù)參戰(zhàn)雙方天基系統(tǒng)的強(qiáng)弱，分三種情況進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明，該模型在一定程度上反映了天基信息支援對提高武器打擊精度的作用，體現(xiàn)了用模擬、兵棋等數(shù)學(xué)模型描述作戰(zhàn)演進(jìn)的思想。

關(guān)鍵字： 天基信息； 信息支援； 蘭徹斯特方程； 精確打擊

中圖分類號： TN971?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）11?0034?03

Abstract： In order to effectively estimate the influence of space information support on precise strike process， the typical Lanchester combat equation was improved by adding the parameter of space information support ability. The simulation verification of 3 hypotheses was carried out according to the ability of spatial systems in both sides. The results of simulation illustrate that the model can reflect the influence of the space information support on improving the strike accuracy of weapens and embody the thought using the math models to describe the gradual progress of battle.

Keywords： space information； information support； Lanchester combat equation； precise strike

0 引 言

現(xiàn)代化戰(zhàn)爭已發(fā)展為信息化條件下的聯(lián)合作戰(zhàn)，交作戰(zhàn)雙方的對抗是體系與體系間的對抗[1]。天基信息系統(tǒng)是由不同軌道、種類和性能的衛(wèi)星、星座或及其相應(yīng)地面部分組成的集成化空間體系[2]。天基信息支援是指利用天基系統(tǒng)向參戰(zhàn)部隊(duì)提供各種作戰(zhàn)保障信息，主要分為四類：情報(bào)預(yù)警信息、指揮控制信息、導(dǎo)航定位信息和效果評估信息。具體包括：敵方的兵力規(guī)模、部隊(duì)的配置位置、重要軍事目標(biāo)的坐標(biāo)或所在地的數(shù)據(jù)信息和圖像信息、己方火力打擊毀傷信息、敵反導(dǎo)系統(tǒng)的部署情況以及整個(gè)戰(zhàn)場的氣象水文、地形地貌信息等。

美軍近幾場局部戰(zhàn)爭的實(shí)踐證明，擁有以偵察、預(yù)警、通信、導(dǎo)航以及戰(zhàn)場環(huán)境監(jiān)測為代表的空間信息支援將贏得作戰(zhàn)主動(dòng)權(quán)，并將最終贏得戰(zhàn)爭的勝利[3]，所以制信息權(quán)是未來敵我雙方爭奪的焦點(diǎn)。擁有制信息權(quán)，不再單純地表現(xiàn)為確保己方順利獲取、傳遞、處理和使用信息，而且還包括了限制和破壞對方的信息獲取、傳遞、處理和使用的能力[4]。如何量化評估天基信息支援的作用，是軍事理論值得研究的問題。

蘭徹斯特作戰(zhàn)方程已被廣泛應(yīng)用于不同作戰(zhàn)領(lǐng)域，但經(jīng)典的蘭徹斯特方程，沒有體現(xiàn)出天基信息支援對作戰(zhàn)過程的影響。本文著眼于未來天基系統(tǒng)的發(fā)展，建立了基于天基信息支援的蘭徹斯特作戰(zhàn)方程，并對其進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，在一定程度上反映了天基信息支援對提高武器裝備打擊精度方面的作用。

1 作戰(zhàn)方程的建立

1.1 經(jīng)典的蘭徹斯特方程

經(jīng)典的蘭徹斯特方程主要描述兩種情況的作戰(zhàn)，第一種是近距離視距作戰(zhàn)，第二種是超視距非接觸作戰(zhàn)。第一種情況假設(shè)，敵我雙方都暴露在對方視距內(nèi)，火力可以對單個(gè)目標(biāo)進(jìn)行打擊，在這種情況下，雙方兵力的損耗與對方的兵力成正比。第二種情況假設(shè)，雙方都在彼此視距以外，火力只能進(jìn)行面打擊，無法對單個(gè)目標(biāo)進(jìn)行攻擊，在這種情況下，雙方兵力的損耗不僅與對方的兵力成正比，還與己方兵力成正比。

如圖1所示，雖然藍(lán)方兵力是紅方兩倍，但紅方在天基信息的支援下，其打擊精度明顯增強(qiáng)，在經(jīng)過10個(gè)單位作戰(zhàn)時(shí)間后，就將藍(lán)方兵力全部消滅，而自己的損害很小?？梢娞旎畔⒅г?，可彌補(bǔ)兵力的不足，使其以很小的代價(jià)獲勝。

2.2 “強(qiáng)對中”模型的仿真

仿真條件：紅方[X=10，20T，][A=[1，0.5，1，0.5]T；]藍(lán)方[Y=10，20T，][α11=α12=0.1，][α21=α22=0.2，][P=[10，5，10，5]，]其他條件同2.1。仿真結(jié)果如圖2所示。

如圖2所示，雙方初始兵力相同，在第1個(gè)單位作戰(zhàn)時(shí)間里，兵力消耗基本相同。但因藍(lán)方受到紅方信息干擾，影響了打擊精度，所以在后來的作戰(zhàn)中，紅方處于優(yōu)勢，經(jīng)過7個(gè)單位作戰(zhàn)時(shí)間，就取得勝利?？梢娋哂休^強(qiáng)天基信息支援的一方，能把握戰(zhàn)場的主動(dòng)權(quán)。

2.3 “強(qiáng)對強(qiáng)”模型的仿真

仿真條件：紅方[Q=[10，5，10，5]]；藍(lán)方[B=[0.1，][0.05，0.1，0.05]T]，其他條件同2.2。仿真結(jié)果如圖3所示。

如圖3所示，雙方雖都具備一定的天基信息支援和干擾能力，但紅方的天基信息支援能力更強(qiáng)，經(jīng)過30個(gè)單位作戰(zhàn)時(shí)間后，就基本消滅了藍(lán)方。與圖2相比，藍(lán)方因具有一定的信息干擾能力，所以影響了紅方一定的戰(zhàn)斗力，也消耗了紅方部分的兵力，雖然拖延了被消滅的時(shí)間，但是最終還是沒能獲勝，可見具有較強(qiáng)天基信息支援和干擾能力的一方，會(huì)取得戰(zhàn)爭最后的勝利。

3 結(jié) 語

現(xiàn)代化的高技術(shù)戰(zhàn)爭提倡投入較少的兵力精確、快速地打贏對方[5]。從本文的仿真結(jié)果中可以得出，天基信息支援對提高武器裝備的打擊精度具有一定作用，提高天基信息的支援能力對能否以較少的兵力快速準(zhǔn)確地制勝起到了至關(guān)重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 桂啟山，趙新國，楊志強(qiáng)，等.空間信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究[J].兵工自動(dòng)化，2008（2）：58?60.

[2] 靳敬純.一體化聯(lián)合作戰(zhàn)空間信息支援保障研究[M].北京：國防大學(xué)出版社，2007.

[3] 劉震鑫，于小紅，楊慶.空間信息支援下的蘭徹斯特作戰(zhàn)模型[J].兵工自動(dòng)化，2011（5）：30?32.

[4] 黃澤平.信息化條件下機(jī)動(dòng)防衛(wèi)作戰(zhàn)研究[M].北京：軍事科學(xué)院出版社，2010.

[5] 杜紅梅，羅小明，張守玉.軍事衛(wèi)星支援下?？辗怄i作戰(zhàn)模型及仿真分析[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2001（z1）：627?632.

[6] 徐軍華，樊宏，郝云芳.安全高效的空間信息網(wǎng)中密鑰管理方案[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（7）：81?84.