地面無人作戰系統發展動態及趨勢研究

盧莉娜+++胡雋+++蔡小艷

摘 要：地面無人作戰系統是一種涉及機器人、車輛、機械、通信、自動控制、人工智能、定位導航、計算機等多種學科與技術的新型武器。地面無人作戰系統正在越來越多地走向戰場。地面無人作戰平臺以其減少人員傷亡、執行特種作戰任務的超群能力，正越來越多地受到軍方的青睞。未來地面無人作戰系統將具有更強的任務執行能力和更好的環境適應能力。

關鍵詞：地面無人作戰系統 技術應用 發展動態

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在未來戰爭中，人們預測無人機與有人飛機將占據同樣重要的作戰地位，在硝煙彌漫的天空中并肩作戰。當我們將目光從天空返回地面時會發現，地面無人作戰系統正在協助士兵在不斷變化的戰斗空間探測敵人，開拓視野，在避免人員損傷的同時執行偵察、核生化武器探測、突破障礙、反擊狙擊手和直接射殺等任務，從而提高作戰人員的生命力、靈活性和戰斗力。

一、地面無人作戰系統的組成及軍事需求

（一）地面無人作戰系統的組成

地面無人作戰系統是由無人作戰平臺、任務載荷、指揮控制系統，以及空—天—地信息網絡組成的綜合化作戰系統，是武器裝備機械化和信息化相結合的產物，能夠為步兵提供急需的戰場感知能力和多樣化打擊手段，增強步兵的戰斗力和戰場生存能力。系統通常采用開放式體系、模塊化結構設計，各分系統在結構上相互獨立，方便調試、升級和更換，并根據作戰需求可以選裝不同的武器載荷或偵察載荷。操控終端和作戰平臺之間采用無線方式通信，圖像和數據分別采用不同的通道。作戰平臺內部及各分系統間采用總線通信模式，有利于模塊增減和功能擴展。平臺分系統和載荷分系統之間采用方便拆卸的機械和電氣接口，有利于不同功能任務載荷的整體更換或升級。同時作為人體感覺器官（ 耳、目等）和行為器官（ 四肢等）的延伸與擴展，地面無人作戰系統可在人不能到達的地域里、在人體不能承受的條件下，執行步兵所要完成的作戰任務，如抵近戰術偵察、目標定位、效果評估、火力引導，或是敵火下的火力支援壓制、伴隨保障以及突防攻擊等。20世紀以來，西方軍事強國對地面無人作戰系統的研究愈加重視，尤其是進入新世紀以來，便攜式無人裝備、伴隨型無人裝備、武裝化無人裝備成為發展熱點。

（二）軍事需求及技術特點

地面無人作戰系統作為具有偵察、運輸、搜救以及火力打擊等功能的執行軍事任務的系統，是無人作戰平臺家族的重要成員，能夠在戰場上協助作戰人員并與之互補，最適合完成危險性的作戰任務。

1.軍事需求

地面無人作戰系統能滿足城市、山地等復雜戰場環境和高危環境作戰需求。隨著全球城市化進程加快，城市作戰越來越受到世界各國軍隊的高度重視。近幾次局部戰爭表明，爭奪最為激烈的戰場環境都在城市及周邊地區。而城市作戰面臨戰場通視范圍小，武器直射距離受限等影響。此外，在邊境上多為山地、丘陵地形，尤其在高原山地條件下，機動和保障都較為困難，這些復雜的作戰環境對步兵的近距離戰場感知能力和打擊手段提出了較高的要求，在目前現役的有人裝備難以解決，尤其在人員無法到達的有毒有害氣體、生化污染、核污染等高危險環境中無法完成特定任務的情況下，地面無人作戰系統能有效滿足復雜戰場環境和高危環境作戰的迫切需求，拓展單兵和分隊的感知范圍，增加打擊手段，大幅減少人員的傷亡。

地面無人作戰系統能增強單兵和分隊綜合作戰能力。目前，輕武器發展面臨諸多困難，現有裝備的改進及已有手段的突破基本上已達到一個瓶頸，很難實現質的提升。無人化裝備的發展，從另一個方面拓展了輕武器能力。首先，地面無人作戰系統能夠進行非視距偵察和打擊，延伸單兵和步兵班組的作戰范圍，提高單兵或步兵班組間接作戰能力；其次，能夠執行火力突擊、誘敵等極可能付出生命代價才能完成的任務，拓展單兵和班組作戰手段；再次，可以控制武器射頻，消除人為因素對射擊的影響，還能對關鍵目標和區域進行火力引導，提高精確打擊能力；第四，操作員不親臨最殘酷的作戰現場，不會產生因恐懼、厭戰、傷病等導致的心理生理問題及非戰斗減員；最后，能夠在全天候環境下不間斷地工作，協助單兵或分隊完成枯燥乏味的作戰任務，最大限度減少士兵的任務強度等。

2.技術特點

地面無人作戰平臺是在無人地面系統的基礎上發展而來的，最突出的特點就是可以在沒有人員現場參與的前提下執行武裝作戰任務。其技術特點是配置了相應的光電探測裝置和無線通信設備，進而選配了適合需要的武器系統，士兵可以通過遙控操縱，指揮其執行相應的攻擊作戰任務。毫無意外，平臺的機動性、數字通信能力與抗干擾性、目標探測與識別能力、遠距離操控能力以及地面無人作戰平臺本身的智能化控制能力，都將是其技術研究領域的重點。

二、中、外軍地面無人作戰系統發展動態及特點分析

地面無人作戰系統是一個高度集成的武器裝備，系統復雜，綜合了底盤、執行器、動力、自主、載荷、人機交互等多個學科的技術，尤其還涉及到多學科的交叉技術。近年來，以美國為代表的西方軍事強國對地面無人平臺的發展十分重視，不僅制訂了雄心勃勃的研發計劃，而且率先將無人平臺應用于實戰。目前，美、英、德、以色列等國陸軍已經形成了較為完備的地面無人作戰平臺體系，并借助長期的技術積累和信息技術的快速發展，不斷拓寬地面無人作戰平臺的任務功能領域，推動無人作戰平臺朝著自主化、智能化的方向發展。

2013年無人作戰系統展在美國華盛頓會議中心舉行，展會分為主旨演講、展示會、宣傳研習等環節，共有500余家研發生產無人機、無人車、無人船及相關產品的企業展示了其最新產品，參加展會的人數近8000人，其中歐洲參展者占41%，亞洲參展者占26% ，北美參展者占24% 。“網狀”無線網絡技術可以將各種無人地面車連接起來，實現超視距操作，每部無人車均可作為獨立的節點和通信中繼站。實驗表明，在800米范圍內，只需4臺110型迷你無人車即可組建“網狀”無線網絡，并實現對該范圍內無人地面車的控制。澳大利亞聯邦科學與工業研究組織最近開發出一種可以在地球陸地表面漫游的無人駕駛觀測車，這種觀測車被取名為“內陸漫游者”，主要用于采集土壤、礦產、植被等的觀測數據，并與地球觀測衛星的數據進行比對，以對其精確性進行修正。美軍已經開發了幾十種遠程控制的無人地面系統，2015年前其三分之一的戰斗力將由機器人構成。機器人由美國波士頓動力公司設計制造，可背負400磅重物聽從語音指令緊隨前方指揮人員以78公里每小時的速度行進，此外它還可以作為移動充電站，在行進過程中為作戰人員的電池充電。為了降低作戰人員在戰場上的風險，國防高級研究計劃局要求波士頓動力公司設計制造靜音性能更好、防彈性能更強的改進版機器人，該機器人已從2015年開始參與相關軍事演練。

我國對無人作戰系統相關技術研究起步較晚，在無人作戰平臺總體技術、任務載荷專用設計技術等方面研究針對性不強，存在總體集成度低、移動速度慢、自主化程度低和環境適應性差等問題，平臺的機動性、數字通信能力與抗干擾性、目標探測與識別能力、遠距離操控能力，以及地面無人作戰平臺本身的智能化控制能力，都將是技術研究領域的重點。

三、現役軍用地面無人作戰系統存在的問題與不足

從近幾場局部戰爭和軍事行動中軍用地面無人作戰系統實際使用情況看，由于技術成熟度不夠、研發與使用結合不夠緊密、使用環境多變等因素，造成目前軍用地面無人作戰系統存在許多問題和不足：第一，標準化、通用化和系列化程度較低。由于各種設計規范還未明確和統一，美國現役地面無人作戰系統個性設計特征明顯，采用各種封閉式架構，需要獨立的操作控制單元和后勤保障以及復雜的升級流程，這不利于軍用地面無人作戰系統的快速發展與應用，不僅使用與維修成本過高，還使得同一領域軍用無人作戰系統之間以及不同領域軍用無人作戰系統之間缺乏有效載荷互換、信息互通和互操作能力。第二，感知能力不足。現役軍用地面無人作戰系統車載攝像機的深度認知能力不足。第三，通信能力不足。存在通信距離短、信號抗干擾能力差、帶寬有限、網絡通信能力不足等問題，尤其帶寬的限制使軍用地面無人作戰系統無法集成自主能力或提供三維數據等先進功能。第四，自主能力不足。現役軍用地面無人作戰系統主要以遙控為主，僅少數具備半自主能力，操縱臂靈敏度低且自由度有限，其任務實施主要依靠士兵操控，使用成本較高，不能滿足新時期軍事作戰需求。

四、地面無人作戰平臺發展的幾點思考

（一）地面無人作戰平臺研制的必要性

從基于信息系統體系作戰任務看，"極危險、極惡劣、極枯燥、大縱深"等特種作戰任務，需要地面無人作戰平臺的研發和使用；從基于信息系統體系作戰模式看，“非對稱、非接觸、非線式、零傷亡”等新型作戰戰法，凸顯了地面無人作戰平臺的應用優勢；從基于信息系統體系作戰能力看，“偵察預警、指揮控制、火力打擊、網點對抗、綜合保障”等各個環節，提供了地面無人作戰平臺發揮能力的廣闊空間。在傳統意識中，人力優勢是我軍的顯著特點，因此，替代人工、減少傷亡的地面無人作戰平臺曾有過一段不受重視的時期。但是，隨著近年來無人裝備的廣泛應用，人們逐漸意識到，減少傷亡并不是地面無人作戰平臺優勢的全部，在未來戰場上，應用地面無人作戰平臺奪取戰場的主動權、克敵制勝才是其最值得我們關注的實質。地面無人作戰平臺必將成為未來的重要作戰裝備，切實發展陸軍地面無人作戰平臺，對于陸軍提高基于信息系統的體系作戰能力和新型作戰力量建設具有重要意義。

（二）發展不同規模的地面無人作戰平臺

不同的軍事需求和軍事任務對地面無人作戰平臺也提出了不同的要求。我軍地面無人作戰平臺的需要為各級指戰員、各類作戰單元提供戰略、戰役、戰術層面的支持。這些需求幅度廣、難度大，同樣需要有針對性地發展大、中、小三種不同規模的作戰平臺，拓展執行任務的范圍，為陸軍戰斗力的提升提供切實的支持。

（三）優先發展半自主地面無人作戰平臺

目前，完全脫離人的地面無人作戰平臺從理論和技術實現上難度較大，一方面由于計算機科學、認知科學、心理學等學科的一些理論瓶頸尚未突破，技術要求太高；另一方面，戰爭是一項具有不確定性的藝術，人的指揮和決策作用仍是決定戰爭勝負的重要因素。因此，采取半自主操控方式是目前較為合理、有效的技術途徑。半自主操控方式的優點在于，將人類的智能和機器的智能有機地結合在一起，以便最大限度地發揮地面無人作戰平臺的戰技效能。從美軍研制地面無人作戰平臺數十年的發展歷程中也可以看出，由完全依賴機器智能逐漸轉向重視半自主的操控模式是一個非常明顯的趨勢。

五、展望

地面無人作戰系統正在越來越多地走向戰場。據不完全統計，美軍裝備的各類地面無人作戰平臺已達上萬臺。毫無疑問，配置有武裝無人地面平臺的小規模戰術部隊將擁有雙重作戰優勢：其一，可以在一定程度上延伸戰場；其二，可以提供目前還必須由士兵負責的火力支援，如此可以避免或盡量降低士兵暴露在非常危險的環境中的概率一一隨著高科技戰爭成本攀升，訓練有素且能熟練操作、維護先進技術裝備的士兵日益成為軍隊的重要財富，從這一點考慮，武裝無人地面系統的戰術意義將更加深遠。地面無人作戰系統以其減少人員傷亡、執行特種作戰任務的超群能力，正越來越多地受到軍方的青睞。未來地面無人作戰系統將具有更強的任務執行能力和更好的環境適應能力。

參考文獻：

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