有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)問(wèn)題研究

梅 豪,都興霖,許登榮,楊慧君

(空軍預(yù)警學(xué)院,湖北 武漢 430019)

0 引 言

隨著世界軍事變革的不斷推進(jìn),戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)正向信息化、智能化戰(zhàn)爭(zhēng)加速演變,各種作戰(zhàn)行動(dòng)對(duì)電磁頻譜的依賴性越來(lái)越強(qiáng),誰(shuí)在戰(zhàn)爭(zhēng)中奪取了電磁頻譜優(yōu)勢(shì),誰(shuí)就能控制未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)的制高點(diǎn)。近年來(lái),為推進(jìn)第三次抵消戰(zhàn)略,保持電磁頻譜的絕對(duì)優(yōu)勢(shì),美軍不斷為電磁空間獨(dú)立成域造勢(shì),提出了電磁頻譜作戰(zhàn)[1-3]等新型作戰(zhàn)概念,持續(xù)在電磁頻譜領(lǐng)域新戰(zhàn)略、新條令、新裝備技術(shù)的需求上進(jìn)行突破,進(jìn)一步調(diào)整、優(yōu)化、擴(kuò)充電磁頻譜領(lǐng)域作戰(zhàn)力量,推動(dòng)電子戰(zhàn)向電磁頻譜戰(zhàn)跨越轉(zhuǎn)型發(fā)展。為了提升電磁頻譜作戰(zhàn)能力,美軍尤其注重新技術(shù)、新裝備的研發(fā)和運(yùn)用。無(wú)人機(jī)具有成本低、體積小、機(jī)動(dòng)性好、效費(fèi)比高等特點(diǎn),運(yùn)用無(wú)人機(jī)開展電磁頻譜作戰(zhàn)是美軍在電磁頻譜作戰(zhàn)領(lǐng)域研究和發(fā)展的重點(diǎn)方向之一。例如,美軍提出“低-零功率”電磁頻譜戰(zhàn)[4],并設(shè)計(jì)了很多作戰(zhàn)運(yùn)用模式,其中之一就是利用無(wú)人機(jī)蜂群搭載低截獲概率/低探測(cè)概率的傳感器、通信系統(tǒng)以及低功率電子戰(zhàn)系統(tǒng),采取網(wǎng)絡(luò)化、一體化、自適應(yīng)、低功率等電磁對(duì)抗措施,壓制和削弱敵方偵察、預(yù)警、探測(cè)、定位及引導(dǎo)打擊能力,使自身始終占據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)電磁頻譜的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。受限于當(dāng)前的智能化水平,完全自主的多機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)、無(wú)人機(jī)集群作戰(zhàn)、無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)等暫時(shí)難以實(shí)現(xiàn)。將無(wú)人機(jī)作為有人機(jī)的僚機(jī),由有人機(jī)控制無(wú)人機(jī)編隊(duì)執(zhí)行電磁頻譜作戰(zhàn)任務(wù),是相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)的方案。因此,美國(guó)、澳大利亞、俄羅斯等軍事強(qiáng)國(guó)都紛紛開展有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)忠誠(chéng)僚機(jī)項(xiàng)目的研究[5]。2020年8月,美國(guó)空軍在內(nèi)華達(dá)州內(nèi)利斯空軍基地開展了1次有人機(jī)/無(wú)人機(jī)隱身戰(zhàn)機(jī)協(xié)同突防打擊試驗(yàn)。試驗(yàn)表明,通過(guò)有人-無(wú)人隱身戰(zhàn)機(jī)建立編隊(duì)進(jìn)行協(xié)同配合,可以極大地提高隱身戰(zhàn)機(jī)的打擊能力和突防水平。可見,隨著有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)技術(shù)和作戰(zhàn)運(yùn)用方式的逐漸成熟,必將改變傳統(tǒng)的戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài),對(duì)現(xiàn)有的作戰(zhàn)體系也會(huì)產(chǎn)生巨大的挑戰(zhàn)[6]。因此,亟需對(duì)有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)的概念內(nèi)涵、優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)、運(yùn)用模式以及關(guān)鍵技術(shù)等進(jìn)行分析,為發(fā)展我軍的有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)系統(tǒng),提升有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)運(yùn)用水平提供參考。

1 有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)概念及優(yōu)勢(shì)

1.1 概念分析

“有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)”的概念源自長(zhǎng)機(jī)和僚機(jī)的協(xié)同作戰(zhàn)[5],隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展,無(wú)人機(jī)作為僚機(jī)作戰(zhàn)成為可能,促進(jìn)了有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)概念的形成和發(fā)展。有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)是指有人機(jī)與無(wú)人機(jī)為執(zhí)行相同任務(wù)而建立整體的編隊(duì),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連、平臺(tái)互操作和資源共享控制,協(xié)同完成作戰(zhàn)任務(wù)的軍事行動(dòng)。根據(jù)有人平臺(tái)控制無(wú)人機(jī)操作的等級(jí)劃分,有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)可劃分為5個(gè)層級(jí)[7-8],各層級(jí)具有的控制功能如表1所示?？梢钥吹?級(jí)別越高,有人機(jī)控制無(wú)人機(jī)的能力也越強(qiáng)。目前,世界各國(guó)正在開展有人機(jī)平臺(tái)的無(wú)人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的開發(fā)和完善工作[7]?？傮w來(lái)說(shuō),各國(guó)的建設(shè)目標(biāo)是要采用1架有人機(jī)對(duì)1架無(wú)人機(jī)或多架無(wú)人機(jī)進(jìn)行4級(jí)控制;對(duì)于運(yùn)輸機(jī)和海上巡邏機(jī)等部分大型平臺(tái),可以保留地面控制站的所有功能,即有人機(jī)具備對(duì)無(wú)人機(jī)的5級(jí)控制能力。

表1 有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同控制層級(jí)

“電磁頻譜作戰(zhàn)”概念最早由美軍2012年頒布的《聯(lián)合電磁頻譜管理行動(dòng)》(JP6-01)條令中給出,但其準(zhǔn)確的定義仍在不斷的調(diào)整和完善之中。2020年5月,美軍頒布《聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)》(JP3-85)條令,其對(duì)電磁頻譜作戰(zhàn)的定義是：為獲取電磁頻譜優(yōu)勢(shì)而對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境進(jìn)行的利用、攻擊、防護(hù)和管理行動(dòng),包括電磁感知、電磁攻擊、電磁防御和電磁頻譜管控等軍事活動(dòng)[3]。

結(jié)合有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)、電磁頻譜作戰(zhàn)的概念,可以對(duì)有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)定義如下：有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)是指有人機(jī)與無(wú)人機(jī)建立整體的編隊(duì),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連、平臺(tái)互操作和資源共享控制,協(xié)同完成電磁頻譜作戰(zhàn)任務(wù)的軍事行動(dòng),包括協(xié)同電磁感知、協(xié)同電磁攻擊、協(xié)同電磁防御和協(xié)同電磁頻譜管控等活動(dòng)。

1.2 作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)

有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)可以充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)成本低、無(wú)人員傷亡、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)和有人機(jī)應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境、執(zhí)行隨機(jī)任務(wù)、判斷決策等方面的優(yōu)勢(shì),二者相互協(xié)同,實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),提高作戰(zhàn)效能。具體來(lái)說(shuō),有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)具有如下優(yōu)勢(shì)。

1.2.1 有利于拓展任務(wù)空間

有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)時(shí),有人機(jī)處于敵防區(qū)外,完成編隊(duì)航線規(guī)劃、任務(wù)分配等指揮控制任務(wù),無(wú)人機(jī)通過(guò)有人機(jī)的中繼控制,利用其優(yōu)越的靈活性、低可探測(cè)性深入作戰(zhàn)空域,對(duì)作戰(zhàn)目標(biāo)實(shí)施近距離的偵察定位、干擾壓制和反輻射摧毀,大大拓展了作戰(zhàn)半徑和作戰(zhàn)范圍。

1.2.2 有利于實(shí)現(xiàn)靈活戰(zhàn)術(shù)

無(wú)人機(jī)執(zhí)行任務(wù)時(shí),不涉及人員傷亡等問(wèn)題,可以承擔(dān)很多有人機(jī)無(wú)法承擔(dān)的高危險(xiǎn)和高強(qiáng)度任務(wù)。比如可以利用隱身無(wú)人機(jī)前出抵近目標(biāo)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的偵察干擾,同時(shí)還可以讓無(wú)人機(jī)模擬有人機(jī)實(shí)施佯動(dòng)、充當(dāng)誘餌,引誘敵方雷達(dá)開機(jī)等,相對(duì)有人機(jī)單獨(dú)作戰(zhàn),協(xié)同作戰(zhàn)的戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法運(yùn)用更加多樣、靈活。

1.2.3 有利于增強(qiáng)防護(hù)能力

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的作戰(zhàn)行動(dòng)往往是在復(fù)雜電磁環(huán)境下進(jìn)行,作戰(zhàn)飛機(jī)的傳感器很容易受到敵方強(qiáng)烈的電磁干擾,而有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn),通過(guò)將有人機(jī)與無(wú)人機(jī)的傳感器分散配置,形成分布式傳感器網(wǎng)絡(luò),其中任何一個(gè)或多個(gè)傳感器遭到干擾可以通過(guò)調(diào)整編隊(duì)隊(duì)形等措施進(jìn)行彌補(bǔ),抗干擾能力得到提高。另外,有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)能提高威脅告警能力,無(wú)人機(jī)部署在編隊(duì)的前端,為有人機(jī)預(yù)留了一定的反應(yīng)時(shí)間和機(jī)動(dòng)時(shí)間,就算無(wú)人機(jī)被擊落,比起人員傷亡,損失更容易接受,提高了抗打擊能力。

1.2.4 有利于提升作戰(zhàn)效能

有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)可以提高電磁態(tài)勢(shì)感知、電磁攻擊等行動(dòng)的作戰(zhàn)效能。在協(xié)同電磁態(tài)勢(shì)感知行動(dòng)中,無(wú)人機(jī)前出配置,對(duì)作戰(zhàn)區(qū)域電磁目標(biāo)進(jìn)行近距離偵察和精確定位,多架無(wú)人機(jī)將自身偵測(cè)到的電磁數(shù)據(jù)發(fā)送到有人機(jī),通過(guò)與有人機(jī)進(jìn)行多源情報(bào)融合,可以彌補(bǔ)有人機(jī)偵測(cè)范圍有限和識(shí)別能力不足,快速準(zhǔn)確掌握戰(zhàn)場(chǎng)電磁態(tài)勢(shì)。在電磁攻擊行動(dòng)中,憑借有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)顯著的偵察優(yōu)勢(shì),無(wú)人機(jī)可以利用其隱身性好、高靈活性的特點(diǎn),靈活編隊(duì),深入敵作戰(zhàn)區(qū)域,配合有人機(jī)對(duì)目標(biāo)實(shí)施多個(gè)方向軟硬兼施的電磁攻擊,大幅提高攻擊效果。

2 有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)運(yùn)用模式

關(guān)于有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn),目前還沒有成熟的運(yùn)用模式,借鑒有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同網(wǎng)電作戰(zhàn)運(yùn)用方法[9],以下從組合方式、隊(duì)形配置以及基本流程等方面探析有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)可能的運(yùn)用模式。

2.1 總體構(gòu)想

在有人/無(wú)人協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)中,有人機(jī)主要是對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行指揮控制,完成目標(biāo)分配、航線規(guī)劃等任務(wù),同時(shí)對(duì)整個(gè)有人/無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)編隊(duì)的電磁頻譜使用進(jìn)行協(xié)同控制、優(yōu)先級(jí)排序等,避免自擾互擾,保證整個(gè)作戰(zhàn)系統(tǒng)對(duì)電磁頻譜的正常使用。無(wú)人機(jī)主要接收作戰(zhàn)指令,將偵察感知的電磁信息發(fā)送給有人機(jī)。在有人機(jī)的指揮控制下,有人機(jī)、無(wú)人機(jī)協(xié)同完成電磁感知、電磁進(jìn)攻、電磁防御等任務(wù),如圖1所示。

圖1 有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)任務(wù)框圖

2.2 組合方式

有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)在平臺(tái)組合上通常需要考慮以下2個(gè)方面的問(wèn)題：一是有人機(jī)與無(wú)人機(jī)在平臺(tái)特征方面需要具備相似性或一致性,尤其在飛行速度方面要具有相似性;二是在任務(wù)系統(tǒng)方面可以相似或互補(bǔ),任務(wù)系統(tǒng)相似可以強(qiáng)化執(zhí)行單一任務(wù)的能力,任務(wù)系統(tǒng)互補(bǔ)能夠形成“偵—控—打(擾)—評(píng)”于一體的電磁頻譜作戰(zhàn)能力。表2為可進(jìn)行協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)的有人/無(wú)人機(jī)武器平臺(tái)。

表2 可實(shí)施協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)的有人/無(wú)人機(jī)武器平臺(tái)

組合時(shí),通常由1架有人機(jī)(表2中有人機(jī)平臺(tái)中的任何一種)擔(dān)任長(zhǎng)機(jī)對(duì)編隊(duì)進(jìn)行指揮控制,若干架無(wú)人機(jī)(表2中無(wú)人機(jī)平臺(tái)中的一種或多種的組合)作為僚機(jī)擔(dān)負(fù)偵察感知、干擾壓制和毀癱打擊等任務(wù)。一般來(lái)說(shuō),無(wú)人機(jī)的數(shù)量越多,編隊(duì)的偵察感知、電磁攻擊能力也就越強(qiáng),但是也會(huì)增加有人機(jī)指揮控制的壓力和通信載荷負(fù)擔(dān)。因此,在目前的技術(shù)條件下,比較理想的是“1+3”編隊(duì)模式[9]。即1架有人指揮控制機(jī)、1架電子偵察無(wú)人機(jī)(或察打一體無(wú)人機(jī))和2架電子攻擊無(wú)人機(jī),這種編隊(duì)兼具電磁偵測(cè)和電磁攻擊能力。未來(lái),隨著有人/無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)的逐漸成熟,還可能形成有人機(jī)+無(wú)人機(jī)集群編隊(duì)或有人機(jī)+無(wú)人機(jī)蜂群編隊(duì)的組合。

2.3 隊(duì)形配置

協(xié)同作戰(zhàn)隊(duì)形設(shè)計(jì)的好壞將直接影響電磁頻譜作戰(zhàn)效能的發(fā)揮,因此,必須綜合考慮有人機(jī)與無(wú)人機(jī)的飛行能力、機(jī)動(dòng)性能、電磁偵測(cè)能力、干擾壓制能力、反輻射摧毀能力以及攻擊模式等多種因素來(lái)設(shè)計(jì)有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)編隊(duì)形狀。編隊(duì)隊(duì)形配置的基本原則和方法如表3所示。

表3 有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)編隊(duì)隊(duì)形配置方法

根據(jù)表3的配置原則和方法,在有人/無(wú)人機(jī)“1+3”組合方式的條件下,同時(shí)要求編隊(duì)具備“偵—控—打—評(píng)”于一體的電磁頻譜作戰(zhàn)能力時(shí),可以采用“T”型的編隊(duì),即電子攻擊無(wú)人機(jī)前置部署,電子偵察無(wú)人機(jī)或察打一體無(wú)人機(jī)部署于編隊(duì)中間靠前位置,而有人機(jī)靠后部署,如圖2所示。這樣部署既能保證無(wú)人機(jī)進(jìn)行近距離的偵察干擾,也能防止作戰(zhàn)編隊(duì)飛機(jī)之間的自擾互擾,同時(shí)還能保證有人機(jī)安全和通信指揮暢通。需要注意的是,執(zhí)行任務(wù)不同,編隊(duì)隊(duì)形也需要靈活調(diào)整,以實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)效能的最大化。

圖2 有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)編隊(duì)隊(duì)形

2.4 基本流程

有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)的基本流程包括作戰(zhàn)數(shù)據(jù)加載、起飛爬升、巡航、任務(wù)執(zhí)行、返航、降落著陸等過(guò)程,如圖3所示。首先是有人機(jī)、無(wú)人機(jī)分別在地面進(jìn)行任務(wù)和航路的數(shù)據(jù)加載,從同一機(jī)場(chǎng)或不同機(jī)場(chǎng)起飛并爬升到一定的高度后,有人機(jī)與無(wú)人機(jī)地面控制站進(jìn)行控制權(quán)交接,開始對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行指揮控制。然后無(wú)人機(jī)在有人機(jī)的指揮控制下開始巡航進(jìn)入作戰(zhàn)區(qū)域,與有人機(jī)協(xié)同執(zhí)行電磁頻譜作戰(zhàn)任務(wù),順利完成任務(wù)后開始返航,接近目的地時(shí),有人機(jī)將無(wú)人機(jī)的控制權(quán)交回地面控制站并完成著陸控制。下面重點(diǎn)對(duì)可能協(xié)同執(zhí)行的幾種電磁頻譜作戰(zhàn)任務(wù)進(jìn)行介紹。

圖3 有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)的基本流程

協(xié)同電磁感知：無(wú)人機(jī)接收到具體任務(wù)后,按照有人機(jī)規(guī)劃的航線進(jìn)入作戰(zhàn)任務(wù)區(qū)。電子偵察無(wú)人機(jī)對(duì)作戰(zhàn)區(qū)域的各類電磁目標(biāo)進(jìn)行偵察、監(jiān)視和探測(cè),其他無(wú)人機(jī)則保持電磁靜默,接收有人機(jī)的指令。有人機(jī)同步進(jìn)行電磁偵測(cè),與多架偵察無(wú)人機(jī)進(jìn)行多源信息融合,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的多基線測(cè)量、交叉定位、信號(hào)特征加強(qiáng)和協(xié)同印證,形成綜合戰(zhàn)場(chǎng)電磁態(tài)勢(shì)。此外,為了摸清敵隱蔽兵力位置、頻率信息等,可采用編隊(duì)內(nèi)的誘餌無(wú)人機(jī)掛載龍伯球,誘敵進(jìn)行抗擊,暴露其位置、頻率信息,而電子偵察無(wú)人機(jī)、有人機(jī)同步進(jìn)行偵察。

協(xié)同電磁攻擊：有人機(jī)根據(jù)協(xié)同電磁感知生成的綜合戰(zhàn)場(chǎng)電磁態(tài)勢(shì),完成電磁作戰(zhàn)任務(wù)區(qū)分和目標(biāo)分配,然后由電子攻擊無(wú)人機(jī)單獨(dú)或配合有人機(jī)完成協(xié)同電磁攻擊任務(wù)。

(1) 協(xié)同電子干擾。電子干擾無(wú)人機(jī)利用其隱身性能好的特點(diǎn)深入敵作戰(zhàn)區(qū)域,多架無(wú)人機(jī)從不同方位對(duì)敵電子信息系統(tǒng)進(jìn)行持續(xù)的干擾壓制,有人機(jī)配合無(wú)人機(jī)在防區(qū)外進(jìn)行正面的干擾壓制,進(jìn)一步擴(kuò)大安全掩護(hù)區(qū)的范圍,為突防戰(zhàn)斗機(jī)開辟空中安全走廊。

(2) 協(xié)同反輻射攻擊。電子偵察無(wú)人機(jī)通過(guò)抵近偵察對(duì)目標(biāo)進(jìn)行偵察定位,并將偵測(cè)到的目標(biāo)信息以及戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)傳送至有人/無(wú)人機(jī)編隊(duì)各平臺(tái),有人機(jī)控制反輻射無(wú)人機(jī)加載目標(biāo)數(shù)據(jù)并對(duì)目標(biāo)實(shí)施攻擊,或者有人機(jī)根據(jù)電磁態(tài)勢(shì)數(shù)據(jù)直接發(fā)送輻射導(dǎo)彈對(duì)輻射源目標(biāo)進(jìn)行攻擊。此時(shí),電子干擾無(wú)人機(jī)對(duì)敵防空系統(tǒng)施放欺騙性干擾,模擬大批機(jī)群實(shí)施攻擊,吸引防空探測(cè)武器開機(jī),保證反輻射攻擊效果。

(3) 軟硬一體飽和攻擊。有人機(jī)在防區(qū)外對(duì)敵防空雷達(dá)實(shí)施連續(xù)的干擾壓制,掩護(hù)電子攻擊無(wú)人機(jī)進(jìn)入攻擊區(qū)域進(jìn)行反輻射打擊、定向能攻擊,偵察無(wú)人機(jī)密切監(jiān)視作戰(zhàn)區(qū)域,將偵測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳回編隊(duì)各平臺(tái),使攻擊無(wú)人機(jī)和有人機(jī)實(shí)時(shí)更新作戰(zhàn)目標(biāo)電磁輻射數(shù)據(jù),保證軟硬一體攻擊的有效性。

協(xié)同電磁防御：有人機(jī)和無(wú)人機(jī)對(duì)來(lái)襲導(dǎo)彈進(jìn)行協(xié)同告警和探測(cè),迅速變化隊(duì)形進(jìn)行規(guī)避,電子干擾無(wú)人機(jī)對(duì)來(lái)襲導(dǎo)彈進(jìn)行強(qiáng)烈的電磁干擾,降低導(dǎo)彈攻擊的準(zhǔn)確性,必要時(shí),有人機(jī)可控制無(wú)人機(jī)在導(dǎo)彈來(lái)襲方向主動(dòng)攔截,確保有人機(jī)安全。

協(xié)同電磁頻譜管控：有人機(jī)對(duì)整個(gè)編隊(duì)電磁頻譜使用優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排序和編隊(duì)隊(duì)形控制,防止各平臺(tái)發(fā)生自擾互擾,影響作戰(zhàn)效能的正常發(fā)揮。為了防止己方其他作戰(zhàn)編隊(duì)對(duì)編隊(duì)電磁頻譜使用產(chǎn)生影響,偵察無(wú)人機(jī)可將偵測(cè)到的其他作戰(zhàn)編隊(duì)的電磁頻譜使用信息發(fā)送給有人機(jī),由有人機(jī)與地面指揮控制中心進(jìn)行協(xié)調(diào)控制,保證整個(gè)有人/無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)編隊(duì)對(duì)電磁頻譜的正常使用。而隨著人工智能、信息技術(shù)的發(fā)展,有人機(jī)/無(wú)人機(jī)電磁頻譜作戰(zhàn)編隊(duì)未來(lái)還可能作為聯(lián)合空中作戰(zhàn)等行動(dòng)中電磁頻譜管控的專業(yè)力量,實(shí)時(shí)監(jiān)控作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)的用頻情況,動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)整電磁頻譜使用計(jì)劃,及時(shí)解決臨時(shí)出現(xiàn)的自擾互擾問(wèn)題,保證整個(gè)作戰(zhàn)體系效能的最大化。

3 有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)關(guān)鍵技術(shù)

要實(shí)現(xiàn)有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn),有許多關(guān)鍵技術(shù)需要突破,主要包括協(xié)同控制技術(shù)、協(xié)同目標(biāo)分配技術(shù)、協(xié)同航線規(guī)劃技術(shù)、數(shù)據(jù)鏈技術(shù)、協(xié)同電磁感知技術(shù)等[7-11]。

3.1 協(xié)同控制技術(shù)

在協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)行動(dòng)中,有人機(jī)和無(wú)人機(jī)各司其職,通過(guò)信息傳輸和交互實(shí)現(xiàn)任務(wù)協(xié)同。在這個(gè)過(guò)程中,有人機(jī)操縱員不僅要接收來(lái)自地面的指揮控制信息,執(zhí)行本機(jī)作戰(zhàn)任務(wù),還要根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)情況指揮控制無(wú)人機(jī)?，F(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境瞬息萬(wàn)變,客觀上需要有人機(jī)操縱員根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的變化,及時(shí)、準(zhǔn)確地制定和調(diào)整編隊(duì)中無(wú)人機(jī)的作戰(zhàn)方案。這樣繁重的工作對(duì)有人機(jī)操縱員的生理和心理都造成了很大的負(fù)擔(dān),因此需要發(fā)展有人/無(wú)人機(jī)智能協(xié)同控制系統(tǒng)為完成作戰(zhàn)任務(wù)提供保障,在短時(shí)間內(nèi)為有人機(jī)操縱員提供決策方案,輔助操縱員進(jìn)行決策或自主決策,減少在協(xié)同指揮控制中人的負(fù)擔(dān)。

3.2 協(xié)同任務(wù)區(qū)分和目標(biāo)分配技術(shù)

有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn),涉及電磁感知、電磁進(jìn)攻、電磁防御等多種作戰(zhàn)任務(wù),包括雷達(dá)、通信、導(dǎo)航系統(tǒng)等多種作戰(zhàn)目標(biāo),必須對(duì)有人/無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)系統(tǒng)進(jìn)行很好的任務(wù)區(qū)分和目標(biāo)分配,才能實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)效能的最大化。協(xié)同任務(wù)區(qū)分和目標(biāo)分配是1個(gè)組合優(yōu)化問(wèn)題,需要考慮各種約束條件,如有人/無(wú)人機(jī)武器系統(tǒng)配置情況、偵察無(wú)人機(jī)的最大偵察距離、干擾無(wú)人機(jī)的最大干擾距離、反輻射無(wú)人機(jī)攻擊范圍和精度等。由于該問(wèn)題是一個(gè)多項(xiàng)式復(fù)雜程度的非確定問(wèn)題(NP),解決思路主要有2種：一種是如窮舉法的精確搜索方法,另一種是啟發(fā)式搜索方法,如遺傳算法[12]、模擬退火算法等。但這些方法都存在計(jì)算量大的問(wèn)題,因此一些學(xué)者在探索應(yīng)用新的理論和方法來(lái)解決協(xié)同目標(biāo)分配問(wèn)題,如拍賣算法、蟻群算法、滿意決策理論、Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等。相對(duì)來(lái)說(shuō),這些方法計(jì)算量較小,有望解決有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的實(shí)時(shí)協(xié)同目標(biāo)分配問(wèn)題。

3.3 協(xié)同航線規(guī)劃技術(shù)

協(xié)同航線規(guī)劃是在有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同目標(biāo)分配方案的基礎(chǔ)上規(guī)劃出各飛機(jī)可行的有效協(xié)同航線。單個(gè)無(wú)人機(jī)的航線規(guī)劃,一般是根據(jù)地形、作戰(zhàn)目標(biāo)參數(shù)以及無(wú)人機(jī)生存概率等來(lái)規(guī)劃無(wú)人機(jī)的飛行航線。有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同航線規(guī)劃則需要在單個(gè)航線規(guī)劃的基礎(chǔ)上,考慮如何協(xié)調(diào)一致地共同執(zhí)行任務(wù),使整體的作戰(zhàn)效能最大化。由于戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境瞬息萬(wàn)變,威脅區(qū)域、攻擊目標(biāo)等隨時(shí)可能發(fā)生變化,航線需要重新進(jìn)行規(guī)劃修正。這導(dǎo)致協(xié)同航線規(guī)劃的約束條件多、計(jì)算復(fù)雜,需要綜合利用運(yùn)籌學(xué)、智能計(jì)算以及計(jì)算幾何等理論和技術(shù)來(lái)解決問(wèn)題。目前,解決協(xié)同航線規(guī)劃問(wèn)題主要有數(shù)學(xué)規(guī)劃、混合整數(shù)線性規(guī)劃等方法。另外,基于人工智能有人/無(wú)人機(jī)航線規(guī)劃技術(shù)是當(dāng)前研究的熱點(diǎn),如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、MAXQ分層強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法[13]等。

3.4 數(shù)據(jù)鏈技術(shù)

數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)有人機(jī)與無(wú)人機(jī)協(xié)同的必要條件。有人機(jī)與無(wú)人機(jī)之間控制指令下達(dá)、傳感器數(shù)據(jù)傳輸、戰(zhàn)場(chǎng)電磁態(tài)勢(shì)共享都需要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。有人機(jī)平臺(tái)對(duì)無(wú)人機(jī)的控制級(jí)別和協(xié)同模式的不同,對(duì)數(shù)據(jù)鏈的要求也不一樣。未來(lái),有人機(jī)平臺(tái)控制無(wú)人機(jī)的級(jí)別會(huì)越來(lái)越高,這也要求數(shù)據(jù)鏈功能越多,能力越強(qiáng)。當(dāng)前,有人/無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)鏈路互通問(wèn)題還沒很好解決,需要發(fā)展新型戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈、機(jī)間數(shù)據(jù)鏈、多平臺(tái)通用數(shù)據(jù)鏈等技術(shù),滿足有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)分布式組網(wǎng)、實(shí)時(shí)大容量信息傳輸?shù)男枰?/p>

4 結(jié)束語(yǔ)

未來(lái)作戰(zhàn)中,誰(shuí)控制了電磁頻譜優(yōu)勢(shì)誰(shuí)就掌控了戰(zhàn)場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。隨著人工智能技術(shù)、無(wú)人機(jī)平臺(tái)技術(shù)的發(fā)展,有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)將成為未來(lái)電磁頻譜作戰(zhàn)行動(dòng)中的一種重要運(yùn)用方式。本文界定了有人/無(wú)人協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)的概念內(nèi)涵,從組合方式、隊(duì)形配置和基本流程等方面探析有人/無(wú)人協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)的基本運(yùn)用模式,并分析了其關(guān)鍵技術(shù)。展望未來(lái),隨著軍事技術(shù)的發(fā)展,有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)的運(yùn)用模式將更加多樣化,有人機(jī)+無(wú)人機(jī)集群編隊(duì)、有人機(jī)+無(wú)人機(jī)蜂群編隊(duì)作戰(zhàn)將成為可能,并最終改變戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)。這需要持續(xù)研究有人/無(wú)人協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)的新理念、新戰(zhàn)法和新技術(shù),提升我國(guó)有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同電磁頻譜作戰(zhàn)戰(zhàn)技術(shù)水平,使其成為未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中奪取電磁頻譜優(yōu)勢(shì)的新質(zhì)力量。