單兵識別系統的現狀與發展?

劉雪穎

（中國西南電子技術研究所，成都610036）

單兵識別系統的現狀與發展?

劉雪穎

（中國西南電子技術研究所，成都610036）

闡述了發展單兵識別系統的必要性，對比分析了國外單兵識別系統的優劣和目前主要的單兵識別手段，提出了采用毫米波體制的單兵識別系統的思路，以及設計該系統必須突破的關鍵技術，以期能對從事該系統研究的相關人員提供參考。

單兵識別；毫米波；數據融合

1 引言

進入20世紀90年代以來，世界上爆發了幾次較大規模的局部戰爭。在這幾次戰爭中，采用高科技武器裝備的一方憑借自身強大的軍事優勢實施空中打擊，所向披靡，一度被人們認為陸軍在今后的戰爭中將居于次要地位。但是客觀地分析一下具體情況就會發現，一旦遠距離打擊結束，進入短兵相接階段，或者戰爭進入陣地戰和實施占領階段，最終還是要依靠陸軍去奪取最后的勝利。士兵的戰斗力始終是決定部隊綜合作戰能力強弱和能否贏得戰斗最后勝利的關鍵因素。隨著現代作戰武器的射擊精度、射程以及殺傷力的不斷提高，徒步士兵要面臨來自敵方或是己方其他士兵、空中和地面車輛等武器系統攻擊的危險［1］。士兵為了保護自己或戰友，同時為了有效地攻擊敵人又不誤傷己方，必須要在進攻前確知已發現目標的敵我屬性，特別是在夜間和近距離作戰時，敵我雙方也許密集地混戰在一起，士兵不可能通過簡單的姿態感知來識別敵我，能夠滿足士兵與多種作戰平臺協同作戰的單兵敵我識別系統的需求就迫切地擺在了陸軍的面前。

本文對國內外單兵識別系統進行了分析歸納，提出了對單兵識別系統研究的一些思路。

2 單兵識別系統發展現狀

2.1 國外單兵識別系統

美軍對單兵識別系統的研究始于20世紀90年代中期。經過近10年的努力，美陸軍陸續裝備了單兵識別系統。美軍將單兵識別系統納入戰場C4I網絡內，不僅可減少誤傷，同時還能增強士兵態勢感知能力及摧毀敵方目標的能力，從而大大提高了單兵的生存力和戰斗力［2］。美軍率先研制的單兵識別系統既代表了當前敵我識別技術發展的一個新領域，同時也是當前單兵系統技術的一個重要發展趨勢［3］。表1列舉了美軍的幾種單兵識別系統。

美國的“陸地勇士”已于2000年首批開始裝備，預計2011年裝備34 000名士兵；法國的“裝備與數據鏈綜合化步兵”，于2005年開始裝備法軍；英軍的“未來步兵士兵技術”，2005年開始裝備英軍；澳大利亞的“陸地125計劃”，2005年首批裝備澳軍［5－6］。

美軍的單兵系統能實時進行敵我識別。以法國“裝備與數據鏈綜合化步兵”為代表的數字化單兵系統則是利用單兵配備的通信系統進行語音、數據和視頻的傳輸。每臺無線電設備都具備定位能力并能通過無線電設備上傳自己的位置信息給上級，使上級對戰場態勢能精確了解和掌控［4］，通過上級幫助士兵識別敵我。這種方式可以提高戰場信息和作戰命令上傳下達的實效性，但是是間接的敵我識別，識別效率低，敵我識別實時快速的優勢也蕩然無存。

2.2 單兵主要識別手段

目前單兵敵我識別的主要手段有激光識別、毫米波識別、無線電識別等多種有效途徑。表2將其中幾種識別手段進行了分析比較。

3 毫米波體制的單兵識別系統

目前采用的各種單兵識別手段各有優劣。在筆者看來，采用毫米波體制，利用數據融合技術和導航衛星定位技術是未來單兵識別系統發展的一個方向。

根據戰場敵我識別系統的特殊性和復雜性以及目前單兵敵我識別系統和毫米波技術的發展現狀，可以從以下幾個方面進行綜合考慮。

3.1 兼容性

單兵識別系統歸屬于陸戰場敵我識別，包括單兵間、單兵與戰車間，以及單兵與武裝直升機之間的3種單兵戰場識別。

單兵識別系統需要和戰場上其它武器系統協同作戰，同時還需滿足隱蔽、保密、不被敵方偵收的要求［1］。為了保護徒步士兵免受友軍的誤傷，單兵識別系統必須能夠保護自己免受己方和友方作戰飛機（尤其是武裝直升機）和戰車武器的殺傷性火力攻擊，同時，還必須能夠保護友軍的車輛免受己方徒步士兵攜帶的反坦克導彈、武器的攻擊。這就要求各個武器平臺必須有統一的敵我識別系統。

目前，陸戰場采用的是毫米波戰場敵我識別系統，對毫米波識別器進行全新設計，使其能滿足單兵的使用要求，整個戰場的識別體系就會更加完整和完善，提高整個部隊的戰斗力。

3.2 覆蓋范圍及分辨力

對于直接射擊的武器平臺，詢問距離覆蓋最大有效武器系統威力范圍；對于間接射擊武器控制員，詢問距離至少應與主要目標探測傳感器能力相匹配。采用毫米波體制的協同識別系統，詢問機在各種戰場環境條件（如煙、塵土、樹葉和人工煙霧、霧、雨雪等）具有足夠的靈敏度來有效識別探測到的潛在目標。應答機能提供方位和俯仰方面必要的信號覆蓋范圍，以接收從友方平臺發出的詢問，并作出應答。毫米波戰場敵我識別系統在整個覆蓋范圍內具有對目標的高可靠識別，識別概率應達到95%以上。

3.3 擴展性

采用毫米波體制設計的該系統具備衛星導航定位系統和數傳功能，士兵可定時廣播自身的位置、狀態等相關數據。可以綜合運用現代信息技術，把地理位置分散的單兵識別終端連接到一起，所有獲得的信息經過綜合處理后，形成一個完整的目標位置及屬性信息和環境信息情報圖，在終端用戶或指揮中心的屏幕上，用特定圖標來顯示友軍部隊、敵軍目標以及其它相關信息，成為敵我識別體系架構的一個組成部分。可增強單兵態勢感知（SA）能力，大大提高單兵的綜合戰斗能力。

3.4 反偵察，抗干擾

系統采用寬帶擴頻、高速跳頻、隨機跳時、多種編碼形式及復雜的信號格式設計，以及高強度的信道加密和信源加密技術。系統采用毫米波技術、詢問旁瓣抑制技術，提高了系統的方位和距離分辨率，使系統具有低截獲概率、低探測概率和抗欺騙能力。當遇到來自系統內部或外部干擾源干擾時，能夠在無明顯降低性能的條件下工作，同時不影響在同一頻段內工作的其它系統的性能。

4 毫米波單兵識別系統關鍵技術

美軍和英軍都曾打算將毫米波體制用于單兵識別系統，但是由于當時毫米波技術的發展水平所限，設備的體積重量和功耗都無法滿足單兵系統的要求。隨著毫米波技術和集成電路工藝的發展，使得設計毫米波體制的單兵敵我識別系統成為可能。該系統的設計必須重點關注幾項關鍵技術。

4.1 小型化綜合化設計

單兵識別系統是數字化單兵系統的一個基本單元，如果將其設計為獨立的系統，勢必增加設備的體積、重量和功耗，加重士兵的負擔，同時不利于系統內信息的共享和協同作戰。因此單兵識別系統的設計，應將未來戰場上的單兵系統看作是可以獨立執行任務的獨特作戰平臺，更多地考慮系統中各功能部件如何相互關聯地被綜合成一個整體，使系統的總體效能倍增，又不增加士兵的負擔。

在研制與開發單兵識別系統時，必須把它作為單兵綜合作戰系統的一部分來考慮，應遵循如下設計原則：

（1）綜合性系統設計，將系統各部分的功能視為一個整體考慮，這樣既可提高單兵識別系統的技術裝備水平，增強其綜合戰斗力，又可降低成本；

（2）單兵設備采用模塊化、標準化及系列化設計，這樣有利于根據不同單兵的不同作戰任務，靈活地裝備不同的設備，使單兵識別系統具有良好的通用性和擴展性；

（3）必須把減小系統功耗和體積作為一個關鍵技術來突破。

4.2 導航定位技術

現代戰爭多兵種協同作戰的情況越來越多，為了使各單位之間能配合作戰，就需要它們了解周圍的敵我態勢。有了導航定位系統才能為各作戰單位提供實時定位信息，才能通過廣播或報告的的方式，讓指揮員掌握己方各單位在戰場的分布與動向，也才能讓各作戰單位了解周圍友方單位與自己的位置關系。

衛星導航定位系統是一種以衛星為基礎的無線電導航系統，系統可以發送高精度、全天時、全天候的導航、定位和授時信息，是一種可供海陸空全方位使用的信息資源。該系統的應用較好地滿足了軍事和民用需求，但是衛星導航系統的缺點是易被干擾，發展新型導航定位系統或者解決衛星導航系統易被干擾的缺點，是亟待研究的課題。

4.3 數據融合［6－8］

數據融合是利用計算機對各種信息源進行處理、控制和決策的一體化過程，它是計算機、通信和微電子等技術迅速發展的結果。從軍事角度看，所謂多傳感器數據融合，是通過對空間分布的多源信息，以及各種傳感器的時空采樣，對所關心的目標進行檢測、關聯、跟蹤、估計和綜合等多功能處理，以更高的精度、概率或置信度得到所需要的目標的態勢和身份估計以及完整、及時的態勢和威脅評估，為指揮員提供決策信息［5］。

單兵識別系統采用數據融合技術有眾多優點：（1）可擴展識別系統的空域、頻域、時域的覆蓋范圍；

（2）可增大識別系統的信息利用率，提高整個系統的靈敏度；

（3）利用來自多傳感器相互補充的數據，使獲得的目標參數有較高的精度與分辨率，從而改善識別系統對目標的探測和識別的性能；

（4）可獲得識別系統的可靠性、抗干擾性能和生存能力；

（5）獲得識別敵、我／友、中立、民用和態勢信息感知能力，可真正實現識別敵、我、中立方三方，解決在傳統敵我識別方式中由于目標態勢信息缺失而引起的識別困難。

5 結束語

外軍單兵識別系統的出現與發展，就在于軍事需求的拉動和技術進步的推動。從軍事需求上看，盡管遠距離精確打擊能力大大提高，但仍需要人“腳踩地面去戰斗”，步兵仍然是一支重要力量。現代戰爭中，高強度戰爭的規模縮小，局部戰爭以及維和等“非戰爭軍事行動”增多，動用少量部隊和選用徒步士兵的情況增加，對單兵的要求更多、更高；未來士兵肩負著反恐、城市作戰等多種復雜的作戰任務，士兵應該是信息化網絡中的一個節點、一個終端，發展單兵識別系統，滿足未來單兵作戰的需求，才可能把陸軍建設成真正的數字化、現代化的威武之師。

［1］梁德文，美軍單兵敵我識別系統［J］.現代軍事，2000（6）：44－45.

LIANG De-wen.US Army Dismounted Soldier Identification System［J］.Conmilit，2000（6）：44－45.（in Chinese）

［2］蔣慶全.數據融合與敵我識別綜述［J］.現代防御技術，2002，42（4）：55－60.

JIANG Qing-quan.Summary on data fusion and identification of friend-or-foe［J］.Modern Defense Technology，2002，42（4）：55－56.（in Chinese）

［3］李琨.美陸軍單兵敵我識別系統介紹［J］.電訊技術，2004，44（5）：116.

LI Kun.Introduction of US Army ICIS［J］.Telecommunication Engineering，2004，44（5）：116.（in Chinese）

［4］羅序梅.單兵電臺：信息戰條件下士兵的必備裝備［J］.現代兵器，2006（6）：25－27.

LUO Xu-mei.Solider Radio：Necessary Armament for Soldiers under the Conditions of Information Warfare［J］.Modern Weaponry，2006（6）：25－27.（in Chinese）

［5］劉煥松.未來士兵系統［J］.環球軍事，2005（7）：22－25.

LIU Huan-song.Future Soldier Syetem［J］.Global Military，2005（7）：22－25.（in Chinese）

［6］倪喜芬，王建營，胡文祥，等.各國競相發展的單兵系統［J］.國防科技，2003（6）：10－12.

NI Xi-fen，WANG Jian-ying，HU Wen-xiang，et al.Various Individual Soldier System Overview［J］.National Defense Science＆Technology，2003（6）：10－12.（in Chinese）

［7］朱文超，郭勇.單兵識別［J］.信息通信，2009（3）：57－59.

ZHU Wen-chao，GUO Yong.Individual Combat Identification［J］.Information＆Communication，2009（3）：57－59.（in Chinese）

［8］Belur Dasarathy.Information fussion，data mining and knowledge discover［J］.Information Fusion，2003，4（1）：1.

［9］Nebabin V G.Date fusion：a promising way of solving radar target recognition problems［J］.JED，1996，19（1）：78－80.

［10］Leonid I Perlovsky，Julian A Chernick.Multi sensor ATR and identification of friend or foe using MLASN［J］.Neural Networks，1995（8）：1185－1200.

［11］蔣慶全.數據融合在雷達目標識別中的應用［J］.空載雷達，2001（2）：15－26.

JIANG Qing-quan.The Application of Data Fusion in Radar Target Recognition［J］.Airborne Radar，2001（2）：15－26.（in Chinese）

Current Status and Developing Trend of Individual Combat Identification Technology

LIU Xue-ying
（Southwest China Institute of Electronic Technology，Chengdu 610036，China）

This paper discusses the necessity of developing individual combat identification（ID）technology，compares the advantages and disadvantages of the individual ID systems developed by foreign countries，as well as the current technologies used in the individual ID systems，presents an idea of developing an individual ID system with millimeter-wave（MMW）technology and the concerned key technologies that should be further studied. It is hoped that the viewpoint of this paper will be benefit for those engaged in the development of such system.

individual combat identification；millimeter-wave；data fusion

TP391；TN924

A

10.3969／j.issn.1001－893x.2010.06.030

劉雪穎（1976－），女，四川德陽人，工程師，主要研究方向為二次雷達。

1001－893X（2010）06－0132－05

2010－03－10；

2010－05－19

LIU Xue-ying was born in Deyang，Sichuan Province，in 1976. She is now an engineer.Her research concerns secondary surveillance radar（SSR）.

Email：xurer6＠sina.com