有人機與無人機協同作戰系統關鍵技術研究

杜壯 劉剛

摘 要：隨著當前社會科學技術及軍事技術不斷發展，在軍事作戰方面無人機也得到越來越廣泛的應用，并且發揮著越來越重要的作用，與有人機結合形成有人機與無人機協同作戰系統。在有人機與無人機協同作戰系統發展及應用過程中，相關工作人員應當充分了解及掌握相關關鍵技術，從而使該系統作用能夠得以充分發揮，更好實現其功能，為有人機與無人機協同作戰系統的更好應用提供支持。

關鍵詞：有人機；無人機；協同作戰系統；關鍵技術

中圖分類號：E926.3 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）24-0139-02

Abstract： With the continuous development of social science and military technology， unmanned aerial vehicles （UAVs） have been widely used in military operations and are playing a more and more important role. Combined with a man-machine to form a man-machine and unmanned aerial vehicle （UAV） cooperative combat system. In the process of development and application of man-machine and UAV cooperative combat system， the relevant staff should fully understand and master the relevant key technologies， so that the role of the system can be brought into full play and the functions of the system can be better realized. It provides support for the better application of man-machine and unmanned aerial vehicle （UAV） cooperative combat system.

Keywords： man-machine； unmanned aerial vehicle （UAV）； cooperative combat system； key technology

在當前智能化技術及自動化技術不斷發展的大形勢下，無人機得以出現，并且在各個領域內均有著十分廣泛的應用，而其中比較重要的一個方面就是在軍事領域內的應用。在現代軍事領域內，通過無人機的應用可實現有人機與無人機協同作戰系統，從而使軍事作戰能夠更好實現，而為能夠使該系統實現更好應用，需要將有關關鍵技術較好掌握，從而對關鍵技術更好應用，為系統的更好運用及作用發揮提供技術支持。

1 有人機與無人機協同作戰系統概述

1.1 有人機與無人機協同作戰系統

通常情況下，在有人機與無人機協同作戰系統中，其編隊作戰單元中主要包括有人機、無人機以及無人機任務規劃及控制站，還有無人機通信數據鏈路系統與空天地一體化指揮系統。在整個系統組成中，無人機任務規劃及控制站在有人機中配置，而無人機通信鏈路系統的作用主要就是使無人機及有人機之間能夠實現通信，在空天地一體化指揮系統中包含有人機和地面指揮控制中心及預警機之間通信。

在有人機與無人機協同作戰整個過程中，首先應當明確的一點就是有人機與無人機之間在自主控制及自主攻擊之間的相關功能劃分，也就是應當對人機功能分配問題進行合理確定。在實際應用過程中，應當使無人機自主作戰功能充分發揮，并且要使編隊系統中相關有人機指揮員作用得以充分發揮，從而使最優系統平衡以及統一協調指揮能夠實現。在有人機與無人機協同作戰過程中，有人機的主要作用就是對編隊系統進行指揮，而無人機的作用主要就是通過對新技術、新戰術及新方法進行利用，使當前作戰空間得以改變，不但具備持久情報、監視及偵察能力，且能夠提供出精確及時間接火力與直接火力，對于有人機而言，其活動重點就是執行任務，并非對無人機進行操縱。

1.2 有人機與無人機協同作戰特點

首先，在空天地體系對抗系統中，有人機與無人機聯合編隊屬于重要節點，由地面指揮中心或者預警機實行統一指揮控制，主要包括制定整體作戰計劃以及遠距站位引導等，并且能夠使整個戰場中相關態勢信息實現共享。其次，在有人機與無人機聯合編隊中，對于不同飛機而言，其能夠在多個方面實現協同，包括信息、資源以及攻擊計劃等相關內容。有人機能夠綜合處理所獲取相關信息，從而對戰場態勢較好感知，并且能夠依據作戰任務及計劃、可利用資源及戰場態勢等多個方面不同因素，科學合理規劃協同作戰相關任務，對聯合攻擊系統實行合理任務管理，并且能夠以指令形式將任務規劃結果向無人機發送。再次，通過有人機進行指揮控制，無人機能夠對攻擊目標實行瞄準計算，準確判斷武器發射條件，計算發射武器前相關裝訂參數，并且可實現武器發射控制與發射之后進行制導，從而對最終目標進行攻擊[1-2]。

2 有人機與無人機協同作戰系統關鍵技術

2.1 協同控制技術

在實際執行任務過程中，對于系統中有人機與無人機而言，其所擔任職責存在一定差異，兩者之間通過實時交互數據及相關信息，從而使實時任務協同得以較好實現。在協同任務整個過程中，作為有人機相關操作人員，不但要對來源于地面的相關指揮控制信息進行實時接收，從而實施本機作戰任務，并且需要依據戰場實際情況對無人機實行實時指揮以及控制，從而更好發揮其作用。在有人機與無人機協同作戰中，通過對交互控制方式進行簡單有效設計，可提供有效保障，從而使相關任務能夠得以更好完成。在各種任務完成方面，有人機與無人機之間實時交互屬于關鍵影響因素，在這類交互過程中可通過各種不同手段得以實現，比如語音、文本以及圖像等相關方式。但是，應當注意的一點就是，在實際應用過程中選擇任何一種方式，均需要對比較完整的一套指令集進行定義，在此基礎上才能夠確保在無人機端實現交互信息識別、理解及執行，并且可使機間數據鏈中交互信息傳輸得以實現。在協同任務指令集合中，其主要包括三個部分內容，分別為有人機任務命令集與無人機指令集，還包括指令編碼。在對指令集進行實際設計過程中，應當注意遵循簡約、規范及完善原則，確保有人機與無人機兩者間能夠實現方便、快捷地實時交互，確保有人機與無人機協同作戰系統功能能夠得以真正充分發揮。

2.2 協同態勢形成及評估

在有人機與無人機協同作戰系統中，其協同態勢感知主要就是對空間縱深及企業方面等各種相關元素進行感知領悟，并且充分理解其最終目標，并且能夠充分理解其發展過程中相關狀態趨勢。作為協同態勢感知所指的就是通過對各種相關傳感器進行利用，從而將相關信息獲取，對所獲得的有利于我方態勢的相關信息加強理解，對于態勢發生發展方向實行科學合理估計，同時對于外界因素在預測方面所產生影響實行評價。在有人機與無人機編隊中，依據無人機傳感器所獲取的相關戰場信息，有人機可將戰場態勢評估完成，從而選擇科學合理決策及行動，并且向無人機傳送相關決策結果。在實際操作過程中，態勢感知方法主要就是依據性能的主觀感知方法，問卷調查方法，其中對于主觀方法而言，其對于所獲取信息可能會發生丟失未能夠進行考慮，因而其精確性相對比較差，而問卷調查方法由于存在未考慮到的相關事件會造成調查過程中降低有效性，在有人機與無人機協同態勢評估方面，這些方法均無法得到合理應用。有關人員通過研究，提出以態勢感知全球評估技術為基礎的一種直接詢問式方法，在實際問訊過程中隨機凍結仿真，并且將其態勢與詢問所得到結果實行比較，通過比較所得到結果可使得態勢感知中的自我評價以及相關觀察評估技術更加具有客觀性。在比較復雜的一些戰場環境中，該方法可表現出較高實時性及準確性，在有人機與無人機協同態勢的實時評估方面比較適用。

2.3 協同目標分配

所謂協同目標分配所指的就是在有人機與無人機協同作戰中，為能夠使任務得以一致完成，出于對各種約束條件進行考慮，將相關攻擊目標對飛機進行分配，并且將目標攻擊武器確定，對武器及編隊進行合理配置，將目標打擊點及方向確定，還應當確定武器投放具體區域。在有人機與無人機協同作戰過程中，目標分配屬于組合優化問題，對于這類問題而言，在實際解決方面主要包括兩種思路，其一，精確搜索，比如窮舉法，其二，啟發式搜索，也就是將相關啟發因子加入搜索過程中，促使搜索能夠逐漸向較小范圍內開展。但是，對于兩種思路中的任何一種而言，為能夠使問題得以解決，均需要進行大量計算。隨著當前科學技術不斷發展，在這類目標分配問題解決方面，一些新理論及新方法得以廣泛應用，比如滿意決策理論、拍賣理論以及蟻群算法等，這些算法的計算量相對均比較小，在緊張動態戰場環境中可使目標分配問題得以較好解決，從而也就能夠使實時協同作戰得以更好實現。

2.4 協同航路規劃

在有人機與無人機協同作戰中，對于協同航路規劃而言，其所指的就是目標分配方案得以完成的基礎上，對不同飛機可行有效協同航路進行規劃。在實際規劃過程中，數學規劃屬于最優化的一種方法，可使實際規劃問題得以較好解決。相關研究人員在利用數學規劃方法對三維最優路徑進行計算時，將三維最優路徑進行分解，從而分別在水平方向以及垂直方向實行計算，從而可使維數災難問題得以較好解決。另外，混合整數線性規劃方法通過對任務分配以及路徑規劃問題進行分解，并且在允許范圍內將飛行器動力模型實行線性優化處理，從而可構造出整數線性規劃模型，從而對規劃問題進行較好處理[3-4]。

3 結束語

在當前軍事作戰中，有人機與無人機協同作戰系統有著越來越廣泛的應用，并且也是今后軍事作戰的主要發展方向。在當前有人機與無人機協同作戰系統中，為能夠使兩者協同作戰更好實現，相關研究人員應當對這種協同作戰模式加強認識，并且對有關關鍵技術應當進行充分準確把握，在此基礎上才能夠實現更好應用，確保協同作戰得以更好實現，同時促使其實現更好發展。

參考文獻：

[1]李文，陳建.有人機/無人機混合編隊協同作戰研究綜述與展望[J].航天控制，2017，35（03）：90-96.

[2]姜禹呈，郭基聯，沈安慰，等.有人機/無人機協同作戰編隊優化建模設計[J].計算機仿真，2016，33（09）：132-136.

[3]王勛，姚佩陽，稅冬東.關于有人機/無人機編隊協同作戰決策[J].計算機仿真，2015，32（09）：128-132.

[4]劉紀文，袁勝智，漆云海，等.有人機/無人機協同作戰系統關鍵技術研究[J].艦船電子工程，2012，32（06）：1-3+36.