基于戰場信息融合的火控系統顯示方案設計

周世海，姚 鎏，曹 楊

(裝甲兵工程學院，北京 100072)

隨著信息化技術的日益發展，我軍新型主戰裝甲裝備信息化程度越來越高，普遍安裝了車輛綜合電子信息系統和更加先進的火控系統，來滿足信息化戰場的需要。由于綜合電子信息系統的使用，使裝備具備了一定的指揮控制功能，提高了裝備信息獲取、處理、傳輸和控制能力，從而增強了裝備的綜合作戰性能。但是目前新型裝甲裝備的指揮控制系統與火力控制系統之間普遍存在缺乏戰場信息實時傳遞，即指控系統不能實時有效地將獲得的戰場信息傳遞給火控系統，從而造成指控系統與火控系統無法融合成一個有機整體，充分發揮出信息化裝甲裝備應有的火力效能。

1 火控系統與指控系統缺乏戰場信息實時傳遞帶來的問題

主戰裝甲裝備要較好地完成作戰任務，需要獲取足夠多的戰場信息，比如地理環境、氣象信息、目標個數、目標位置和目標性質等。對單車而言，這些戰場信息的獲取主要來自3 個方面:一是由上級傳輸給本車，二是來自前方的偵察分隊，三是本車的觀瞄設備。這些信息匯集到本車的指揮控制系統后，由車長操作指控系統，便可獲取這些戰場信息。但是火控系統與指控系統之間缺乏戰場信息實時傳遞，炮長在射擊前要得到相關的戰場信息，首先由車長用語音通過車內通話器告訴炮長，然后由炮長通過瞄準鏡觀察搜索戰場獲取。

因此，作戰過程中指控系統與火控系統之間的信息傳遞主要是靠車長與炮長的語音通話來實現。這就存在一些問題。

1)面對新型的信息化裝備，車長的任務越來越復雜，包括車際指揮與聯絡、車內指揮、導航控制、武器控制和電氣控制等，將原先主要以語音為主進行指揮控制轉變為對指控系統操作面板為主進行指揮控制。而車長向炮長傳達所需戰場信息時，需要車長將戰場信息進行綜合后，通過車通傳達給炮長。這就可能使車長的指揮任務產生中斷，或是影響車長更重要的任務。

2)使用車內通話器傳遞信息存在的缺點:一是語音信息傳輸受車內外環境干擾比較大，如車輛發動機的噪聲和車內電磁環境的干擾，都可能使語音傳輸效果大打折扣，從而影響射擊實施;二是如果戰場信息復雜，使車長下達的射擊口令不夠簡短、明了、準確，會造成炮長接收信息時對口令難于理解、誤解或混淆，從而影響射擊的執行。

3)車長將獲取的戰場信息變成語音指令傳遞給炮長，炮長再將指令轉變為射擊動作，延長了發現目標到打擊目標所需的時間，有可能延誤射擊時機，從而降低裝甲裝備的火力效能。

因此，要提高車內戰場信息的傳遞效率，克服車內語音信息傳輸的缺點，有必要將車長指揮控制系統的一些必要戰場信息實時傳遞給火控系統，并在火控顯示終端顯示，供炮長及時獲取戰場信息。

2 火控系統與指控系統戰場信息融合主要功能分析

通過將車長指揮控制系統的一些戰場信息傳輸給火控系統，并在火控顯示終端上及時顯示，可以縮短射擊準備時間，并克服車內語音信息傳輸的缺點。

針對射擊準備的各個環節，火控系統與指控系統在信息通聯后應具備的功能:實現指控系統與火控系統關于目標個數、目標位置、目標性質等基于戰場情況態勢的信息共享，以及戰場多目標威脅程度的評估與輔助決策，使炮長能夠方便快捷地掌握較為全面的戰場信息。

針對車內語音信息傳輸的不足，火控系統與指控系統在信息通聯后應具備的功能:在確定打擊對象后實現選用的武器彈種、射擊方法、射擊任務等射擊口令的圖像顯示，以達到縮短射擊準備以及射擊過程的時間，提高車內信息傳遞質量與成員間協同配合效率的目的。

3 火控系統與指控系統戰場信息通聯方案設計

車長指揮控制終端與炮長控制終端實現戰場信息通聯后，炮長應能及時獲取所需的戰場信息與射擊指令。而炮長獲取這些戰場信息的途徑主要有2 方面，即通過火控系統的顯示終端和光學瞄準鏡。因此可以在火控系統的顯示終端和光學瞄準鏡視場內加入炮長需要的戰場信息和射擊指令。

3.1 戰場信息的圖像顯示

對于戰場上目標個數、目標位置、目標性質、威脅程度等需要炮長全面了解的戰場信息，由于涉及到多個目標，采用語言描述并傳輸的效率不高，因此可由車長通過指控終端傳輸并通過火控計算機處理后以矢量圖的方式顯示在火控系統的顯示終端。其中主要顯示3 ～5 個重點目標，目標位置參數主要包括經度、緯度和高程，威脅程度需要火控系統加入目標威脅評估程序，以對前方目標進行威脅評估和威脅排序，并將威脅順序標定在已顯示的目標上，給炮長提供輔助決策。另外，最終由射擊指令確定的打擊對象也可直接在火控系統顯示終端上進行標定，且更為直觀。

3.2 射擊指令的圖像顯示

對于炮長需要及時獲取的射擊指令可以直接在光學瞄準鏡視場內進行顯示，其中射擊指令包括選擇武器彈種、打擊對象、射擊方法和射擊任務(打擊對象可在火控系統顯示終端進行直觀標定)。通過瞄準鏡直接顯示射擊指令的優點是:炮長使用瞄準鏡搜索與瞄準前方目標時便可直觀獲取射擊指令，鎖定打擊目標后可立即實施射擊。

這種射擊指令的顯示方案也比較容易實現，如在瞄準鏡視場內合適位置增加一些指示燈，通過指示燈的亮、滅和顏色的轉換就可以表示需要選擇的武器及彈種等信息。戰場信息通聯方案設計如圖1 所示。

圖1 戰場信息通聯方案

4 戰場信息通聯可行性分析與功能實現

4.1 可行性分析

裝甲裝備火控系統與指控系統實現戰場信息通聯，主要依托現有的車輛綜合電子信息系統和火控系統的相關部件，通過總線的數據傳輸實現各分系統的功能綜合與資源共享，通過對火控系統終端進行軟件升級改造實現戰場信息的圖像顯示，通過增加光學瞄準鏡視場內顯示屏的顯示方案實現射擊指令的可視化，從而使炮長可以更方便快捷的獲取更多戰場目標信息和射擊指令。

目前，國際上典型主戰裝備的車輛綜合電子信息系統大多數以多路數據傳輸總線為基礎，以車載計算機系統為核心，構成車輛信息化標準平臺，從而將信息裝備聯接成一個有機整體，實現各分系統的功能綜合與資源共享。但需要注意的是進行總線連接時需要有基于標準化的物理接口和基于統一數據結構的信息接口，以便各種部件容易替換、使用方便，指控系統與火控系統間也可方便地進行“軟”組裝。如圖2 所示，火控計算機和指控系統通過總線連接，戰場信息通聯有了信息傳輸的硬件基礎。

圖2 車輛綜合電子信息系統

4.2 功能實現

實現戰場信息通聯可以依托現有總線結構和相關部件，進行少量結構改進和程序設計即可實現。先通過指控系統向火控系統傳送數據信息(也可先由指控系統進行數據處理后再進行傳輸)，再經過火控系統進行數據處理，最終以圖像的形式顯示信息。具體來說通過火控系統的顯示終端顯示戰場信息時，需要在火控計算機內加入戰場地理、目標信息處理軟件和輔助決策軟件。

戰場地理、目標信息處理軟件，處理并顯示以矢量地圖和地理坐標為主的戰場地理圖像信息和在此背景下的目標信息，包含的顯示信息有戰場地理環境、目標個數、目標位置、目標性質等內容，主要應用功能有:戰場環境查詢與顯示，操作人員通過點擊檢索菜單，可以獲取戰場環境信息的詳細資料，包括在選定的地域范圍內顯示二維地形，并進行通視、坡度等指標的分析;目標信息查詢與顯示，在選定地域范圍內顯示戰場目標，并根據選定的某一目標進行位置、性質、運動方向與時速等內容的數據顯示;定位顯示，可根據定位子系統提供的坐標，顯示相應的數字地圖及事件發生的地點與環境，并通過定位導航實時地確定本車行進間的地理位置。

輔助決策軟件，該軟件需要有數據庫和模型庫的支持，并依托火控系統和指控系統的顯示終端實現人機信息交互。數據庫中主要存放敵、我、友各方武器的性能數據，兵力編制的數據，地形和氣象數據等內容。其主要功能是:對選定區域內的目標，根據上級與偵查分隊傳輸的有關信息及自身的數據庫資料，結合戰場環境做出相應的目標威脅評估與排序，并將其排序標定在地形與目標的顯示圖像上，以便使用者進行決策。

5 結束語

本文主要以單車的火控系統與指控系統戰場信息通聯為研究對象，以縮短射擊準備時間并克服車內語音信息傳輸的不足進行論證。通過在炮長的火控系統顯示終端和光學瞄準鏡視場內加入由車長指控系統提供的必要戰場信息和射擊指令，可以使炮長更快速直觀地獲得有關戰場上目標的相關信息和射擊指令，從而減少戰斗過程中單車的火力反應時間，進一步提升裝甲裝備的火力效能。

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