移動目標打擊鏈研究

黃漢文

(上海衛(wèi)星工程研究所，上海 200240)

移動目標打擊鏈研究

黃漢文

(上海衛(wèi)星工程研究所，上海 200240)

針對信息化戰(zhàn)爭作戰(zhàn)形式的變化，研究移動目標打擊從傳感器到射手的作戰(zhàn)過程，分析“打擊鏈”在態(tài)勢感知、指揮控制、武器協(xié)同、數(shù)據(jù)交鏈和安全防護等環(huán)節(jié)的任務(wù)功能。最后提煉移動目標“打擊鏈”的關(guān)鍵技術(shù)，并對移動目標“打擊鏈”總體技術(shù)、移動目標動態(tài)綜合感知、天地一體異構(gòu)數(shù)據(jù)交鏈等關(guān)鍵技術(shù)進行了分析和論述。

移動目標 ；“打擊鏈”；數(shù)據(jù)鏈；態(tài)勢感知

0 引言

人類戰(zhàn)爭的形式歷來是隨著技術(shù)的發(fā)展而變化，特別是近年來新軍事變革的出現(xiàn)和信息化技術(shù)的發(fā)展，使得戰(zhàn)爭的形式發(fā)生了巨大變化。1964～1975年的越南戰(zhàn)爭打了12年；同等規(guī)模的海灣戰(zhàn)爭只進行了42天； 2003年的伊拉克戰(zhàn)爭，大規(guī)模的軍事行動只用了21天。美軍憑借強大的C4KISR、一體化的高新技術(shù)優(yōu)勢，使得“打擊鏈”的時間在不斷縮短。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，美軍戰(zhàn)場完成從發(fā)現(xiàn)目標到實施打擊的“打擊鏈”時間，海灣戰(zhàn)爭是80～101min，科索沃戰(zhàn)爭縮短到30～45min，阿富汗戰(zhàn)爭縮短到15～19min，伊拉克戰(zhàn)爭則縮短至10min左右?！按驌翩湣笔侵覆筷犜趹?zhàn)場攻擊目標時，形成的“發(fā)現(xiàn)-識別-定位-跟蹤-瞄準-打擊-評估”這樣一個完整的流程，也就是美軍鼓吹的觀察、判斷、決策和行動回路(即OODA回路)。

美軍認為，對于作戰(zhàn)人員來說，精確信息的需求是最關(guān)鍵的,及時獲取精確信息，并立即利用信息，準確實施決定性行動，往往是戰(zhàn)爭減少風險、克敵制勝的關(guān)鍵因素；美軍發(fā)展軍事優(yōu)勢一直就是在提高快速搜集大量信息、消化吸收信息及采取相應(yīng)行動的能力；戰(zhàn)爭指揮員在信息戰(zhàn)中的目標就是讓準確信息按照要求在正確時間到達正確人員手中，盡可能縮短OODA回路的時間，以使回路運行時間盡可能短于目標的回路時間，即美方OODA回路運行過程盡可能完全處于目標的回路之內(nèi)。

然而，“打擊鏈”的組成和運行與打擊目標的特性密切相關(guān)，移動目標“打擊鏈”是系統(tǒng)復(fù)雜、技術(shù)難度大的回路，研究移動目標“打擊鏈”，對提高對移動目標遠程精確打擊能力和作戰(zhàn)效能具有重要價值。

1 移動目標“打擊鏈”分析

移動目標通常是指地理坐標隨時間變化的目標，一般包括空間、空中、地面和海洋的移動目標等，它們移動速度的差別很大，空間目標移動速度能達到宇宙速度，空中目標速度在聲速的倍數(shù)量級，地面目標速度一般在數(shù)千米至數(shù)十千米范圍，海洋目標移動速度每分鐘只在千米級；目標的運動性帶來軍事態(tài)勢的動態(tài)性、目標感知的復(fù)雜性和情報的實時性等復(fù)雜問題，必然對“打擊鏈”提出更高要求，因此不同移動速度對“打擊鏈”要求也不同。移動目標“打擊鏈”完整過程如圖1所示。

圖1 移動目標打擊過程示意圖

“打擊鏈”的主要節(jié)點包括：1)發(fā)現(xiàn)目標：戰(zhàn)場偵察與監(jiān)視發(fā)現(xiàn)目標； 2)確認目標：傳感器聚焦捕獲目標、識別目標、地理坐標定位、確認移動時空關(guān)系；3)跟蹤目標：處理目標偵察信息、跟蹤目標、測量目標運動方向、測量目標運動速度；4)任務(wù)規(guī)劃：確定可用資源、評估可選方案、考慮各種制約因素、風險評估、確認打擊方案；5)目標打擊：下達打擊命令、監(jiān)視打擊過程、提供武器信息支援；6)效果評估：評估打擊效果、給出打擊報告、給出再次打擊建議。其主要任務(wù)功能包括態(tài)勢感知、指揮控制、武器協(xié)同、數(shù)據(jù)交鏈共享和安全防護等。

1.1 移動目標態(tài)勢感知

態(tài)勢感知是傳感器到射手的起點，平時對給定的區(qū)域進行移動目標監(jiān)視，獲取軍事態(tài)勢情報，及時發(fā)現(xiàn)軍事危機和戰(zhàn)爭征候；戰(zhàn)時是“打擊鏈”中對目標探測、跟蹤識別、確認、定位、目標指示、制導(dǎo)突防和打擊評估的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，承擔提供信息獲取的支援；態(tài)勢感知需針對移動目標的特點，特別是移動速度的差別和目標背景條件，選擇目標感知方案，確?！按驌翩湣睂Πl(fā)現(xiàn)概率、定位精度、空間分辨率、時間分辨率和數(shù)據(jù)的實時性等要求；為了向決策者和射手提供精準全維信息，通常需要多層次(陸、海、空、天)感知平臺和多途徑感知手段，包括有源、無源感知，電子、成像感知，多譜段感知，實現(xiàn)全天時、全天候?qū)σ苿幽繕说奶綔y能力，對于移動目標，天基感知平臺具有得天獨厚的優(yōu)勢。

1.2 移動目標“打擊鏈”指揮控制

目標打擊的指揮控制是作戰(zhàn)的決策者根據(jù)態(tài)勢感知詳細信息情報，包括其他支援系統(tǒng)提供的情報產(chǎn)品(如天氣、技術(shù)等)，并且在得到足夠的認知和理解的基礎(chǔ)上，制定移動目標打擊的方案和規(guī)劃，包括打擊的時間窗口、武器的動態(tài)調(diào)配、協(xié)同作戰(zhàn)關(guān)系、作戰(zhàn)主導(dǎo)模式、編制流程和作戰(zhàn)命令等，并且決策者還對打擊方案再組織演練進行優(yōu)化。作戰(zhàn)主導(dǎo)模式一般分為決策者主導(dǎo)模式、傳感器主導(dǎo)模式和射手主導(dǎo)模式三種：決策者主導(dǎo)模式是由決策者扮演指揮控制操作中的領(lǐng)導(dǎo)角色，決策者既控制操作的指揮，也控制信息流，該模式常用于對固定目標的作戰(zhàn)；傳感器主導(dǎo)模式是由傳感器扮演領(lǐng)導(dǎo)角色，傳感器是在決策者一般指令的基礎(chǔ)上負責領(lǐng)導(dǎo)，允許向射手等發(fā)輔助指令，該模式是利用傳感器獲取信息的優(yōu)勢，縮短“打擊鏈”時間；射手主導(dǎo)模式是由射手扮演領(lǐng)導(dǎo)角色，射手基于決策者發(fā)出的指令，這些指令還授權(quán)射手可以向傳感器等發(fā)附加指令，該模式是充分利用射手平臺上的傳感器獲取信息的實時性，目標跟蹤效率高。

1.3 移動目標“打擊鏈”武器協(xié)同

目標打擊的武器協(xié)同首先是將整個戰(zhàn)區(qū)的武器裝備組成一個聯(lián)合火力網(wǎng)，指揮控制決策者可以根據(jù)戰(zhàn)場的態(tài)勢變化和目標的威脅程度，充分利用可控作戰(zhàn)資源，快速、動態(tài)地分配武器任務(wù)，盡可能縮短“打擊鏈”時間。

武器系統(tǒng)發(fā)射前向武器系統(tǒng)實時提供打擊目標指示和目標裝訂數(shù)據(jù)；發(fā)射后實時為武器突防提供信息支援，包括為武器精確打擊提供導(dǎo)航或制導(dǎo)控制，提供快速定位、測繪和圖像匹配支持，提供高精度時間基準和實時進行目標數(shù)據(jù)修正等，同時為武器平臺向指揮控制發(fā)送武器平臺技術(shù)狀態(tài)參數(shù)提供傳輸通道。

1.4 移動目標“打擊鏈”數(shù)據(jù)交鏈

移動目標“打擊鏈”數(shù)據(jù)交鏈是用來實現(xiàn)作戰(zhàn)信息高效、快速、可靠地交互和中繼，通過將眾多數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)形成一個完整的體系，實現(xiàn)多數(shù)據(jù)鏈的綜合運用，再融合其他通信手段，將“打擊鏈”各作戰(zhàn)要素緊密聯(lián)為一體，達到互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)共享的目的。移動目標“打擊鏈”數(shù)據(jù)交鏈空間分布廣、平臺類型復(fù)雜多樣，數(shù)據(jù)實時性要求高，在功能需求、組成方式、工作過程等方面具有很大特殊性，其組成和相互關(guān)系如圖2所示。

圖2 “打擊鏈”數(shù)據(jù)交鏈示意圖

由于移動目標打擊作戰(zhàn)空間大，傳感器探測手段多，協(xié)同作戰(zhàn)平臺多、種類雜，再加上聯(lián)合作戰(zhàn)指控數(shù)據(jù)實時性要求苛刻，因此數(shù)據(jù)交鏈要求實現(xiàn)跨網(wǎng)無縫鏈接。

根據(jù)復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)抗毀要求，往往存在臨時、快速建立數(shù)據(jù)鏈路的需求，要求數(shù)據(jù)交鏈具備動態(tài)無線自組網(wǎng)能力；另外成像感知數(shù)據(jù)量大，以及數(shù)據(jù)的快速傳輸要求，要求數(shù)據(jù)交鏈具有寬帶傳輸和智能網(wǎng)管等能力。

1.5 移動目標“打擊鏈”安全防護

移動目標“打擊鏈”安全防護總目標是做好“三抗”(抗干擾、抗截獲、抗毀傷 )、“三防”(防失密、防入侵、防盜用)和“一警”(監(jiān)控告警)；當前在賽博背景下的安全防護，主要包括“打擊鏈”電磁空間、網(wǎng)絡(luò)空間和物理空間等的安全防護。

電磁空間安全防御主要是數(shù)據(jù)鏈路電子防護、電磁抗截獲、抗干擾措施，包括時域、頻域、空域、極化域、信號域等抗干擾措施。

網(wǎng)絡(luò)空間安全防御主要是信息安全、網(wǎng)絡(luò)防護等措施，主要包括身份驗證、多重加密、數(shù)字簽名、病毒查殺、入侵檢測、網(wǎng)電盾牌等措施。

物理空間安全防御主要是對“打擊鏈”基礎(chǔ)設(shè)施的安全防御，包括物理加固防護和抗毀措施等。

2 移動目標“打擊鏈”關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1 移動目標“打擊鏈”總體技術(shù)

移動目標“打擊鏈”是空間大、平臺多、時效高的復(fù)雜體系，是系統(tǒng)工程。首先必須進行頂層設(shè)計，從分析研究移動目標打擊的特點出發(fā)，研究作戰(zhàn)環(huán)境、作戰(zhàn)模式、作戰(zhàn)資源和武器配置等，研究“打擊鏈”系統(tǒng)任務(wù)功能要求，分析論證“打擊鏈”系統(tǒng)總體方案，包括傳感器技術(shù)要求和指標、指揮控制模式、武器系統(tǒng)協(xié)同要求、數(shù)據(jù)交鏈分發(fā)要求和指標等；設(shè)計“打擊鏈”和數(shù)據(jù)鏈的鏈接關(guān)系，建立接口標準；設(shè)計打擊的時間鏈，進行仿真演練和風險分析；進行可靠性和安全防護分析，建立可靠性和安全防護規(guī)范；分解關(guān)鍵技術(shù)，提出攻關(guān)要求和指標。

2.2 移動目標動態(tài)綜合感知技術(shù)

移動目標感知是動態(tài)探測，通常根據(jù)目標移動速度的不同而采用周期性重訪監(jiān)視或凝視方式，但對于打擊實戰(zhàn)，常常采用凝視方式。移動目標打擊作戰(zhàn)空間較大，對目標的動態(tài)探測需要有捕獲過程，為提高發(fā)現(xiàn)概率，要求探測視場大；根據(jù)目標識別和打擊效果評估實戰(zhàn)要求，又要求移動目標感知信息的多元性和高精度、高分辨率等，并且要求探測手段適應(yīng)全天時、全天候。然而這些要求常常是矛盾的，比如探測視場大，就難以做到分辨率高；另外發(fā)現(xiàn)概率和定位精度也存在相互制約。綜上所述，移動目標“打擊鏈”態(tài)勢感知需要多手段動態(tài)綜合感知，在分析常用感知手段優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化配置，實現(xiàn)功能互補，如圖3所示。

圖3 感知手段分類和特點

2.3 天地一體異構(gòu)數(shù)據(jù)交鏈及無線動態(tài)自組網(wǎng)技術(shù)

空間系統(tǒng)在移動目標“打擊鏈”中具有其他手段不可替代的作用，通過不斷發(fā)展完善，空間信息系統(tǒng)已經(jīng)從戰(zhàn)略應(yīng)用擴展到戰(zhàn)術(shù)支援，天地一體基于IP技術(shù)的新型信息數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)是方向；然而針對“打擊鏈”的需求，首先需要解決“打擊鏈”的多種類型、多種功能、多種用途、多種工作方式數(shù)據(jù)鏈的交鏈、互聯(lián)互通，要從通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式、信息標準等約束條件著手進行從應(yīng)用層到鏈路層的天地一體融合設(shè)計，突破異構(gòu)數(shù)據(jù)無縫鏈接技術(shù)以及互操作技術(shù)。

針對“打擊鏈”復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)抗毀重構(gòu)需要，研究無線動態(tài)自組網(wǎng)技術(shù)、自動快速進/退網(wǎng)技術(shù)、智能網(wǎng)管技術(shù)、無線路由技術(shù)等，解決頻率自動感應(yīng)和自動匹配、天線自動對準及跟蹤、無線組網(wǎng)的信道接入?yún)f(xié)議等難題。

2.4 多元數(shù)據(jù)快速融合處理技術(shù)

多元數(shù)據(jù)融合是指多元傳感器的數(shù)據(jù)綜合處理過程，特別是針對目標識別和打擊效果評估的需求，必須對目標的尺度信息和特征信息進行多元數(shù)據(jù)融合。根據(jù)感知數(shù)據(jù)的性質(zhì)，多元感知數(shù)據(jù)融合也可分為像素級融合、特征級融合和決策級融合等三個層次，包括同時間的多元相關(guān)、多元合成的信息融合，也包括不同時間獲取得多元感知信息按一定準則加以分析處理，消除多元數(shù)據(jù)間矛盾，提高多元數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)匹配性，有效提高分辨率、精度、目標識別能力和評估準確度。

研究數(shù)據(jù)融合相關(guān)理論的應(yīng)用技術(shù)，包括貝葉斯理論、人工智能理論、專家推理法、多元卡爾曼濾波、聚類分析、序貫分析、熵法和品質(zhì)因素法等。

2.5 數(shù)據(jù)鏈安全防護技術(shù)

數(shù)據(jù)鏈是“打擊鏈”核心技術(shù)之一，也是“打擊鏈”安全的薄弱環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)鏈的安全是完成作戰(zhàn)任務(wù)的關(guān)鍵。研究數(shù)據(jù)鏈安全防護技術(shù)包括研究數(shù)據(jù)鏈安全標準、研究數(shù)據(jù)鏈的薄弱環(huán)節(jié)和安全漏洞、研究數(shù)據(jù)鏈的安全監(jiān)控及入侵檢測技術(shù)、研究數(shù)據(jù)鏈安全防護的評估方法，也包括研究鏈路層的電子防護、抗干擾、抗截獲技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)層訪問控制技術(shù)和資源保護機制、信息層信息加密技術(shù)和信息完整性保護技術(shù)等。

3 結(jié)束語

隨著信息化戰(zhàn)爭拉開序幕，“打擊鏈”作戰(zhàn)已經(jīng)成為常規(guī)的作戰(zhàn)形式，“打擊鏈”的時間已經(jīng)成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭信息化水平的量化指標。為了稱霸全球，美軍追求的奮斗目標就是：縮短OODA回路時間，使美軍的OODA回路緊縮到任何潛在敵手OODA回路之內(nèi)；“一小時打遍全球”、“發(fā)現(xiàn)與摧毀同步”等。研究移動目標“打擊鏈”，縮短“打擊鏈”時間，是應(yīng)對國際軍事格局變遷和信息化戰(zhàn)爭轉(zhuǎn)型的重要方面，不僅具有現(xiàn)實戰(zhàn)術(shù)意義，也具有深遠戰(zhàn)略意義?！?/p>

[1] 歐南程，馮書興，曹裕華.快速打擊全球系統(tǒng)與空天信息網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交鏈薄弱環(huán)節(jié)分析[J].四川兵工學報,2012(2):97-100.

[2] 冉建華,梁軍.“殺傷鏈”對數(shù)據(jù)鏈新技術(shù)需求分析[J].艦船電子工程,2010(2):22-23.

[3] 郜越,敖志剛,李寧,等.時間敏感目標打擊殺傷鏈的優(yōu)化問題[J].兵工自動化,2012(5):9-12.

Study on kill chain of moving target

Huang Hanwen

(Shanghai Institute of Satellite Engineering,Shanghai 200240,China)

Aiming at the changes of information warfare，the operation process of striking moving target from sensor to shooter is studied，and the functions about situation awareness，command and control， weapon cooperation ，data and safe defense are analyzed. The key technologies of kill chain of moving target are abstracted and discussed，including the general technology，comprehensive awareness technology of moving target，space-ground integrated heterogeneous data exchange and link and so on.

moving target； kill chain； data link； situation awareness

2014-07-05；2015-03-04修回。

黃漢文(1943-)，男，研究員，主要研究方向為衛(wèi)星總體技術(shù)。

TN97

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