智能無人作戰(zhàn)系統(tǒng)發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)*

李林林，張承龍，卓志敏

(北京電子工程總體研究所，北京 100854)

0 引言

隨著人工智能、控制技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、新材料、通信技術(shù)的發(fā)展與成熟，無人系統(tǒng)得到快速發(fā)展，并逐漸改變?nèi)藗兊纳睢＿@一趨勢延伸至軍事領(lǐng)域，陸續(xù)發(fā)展出無人機(jī)系統(tǒng)、陸上無人系統(tǒng)、海上無人系統(tǒng)等，典型應(yīng)用包括長航時(shí)無人偵察機(jī)，陸上探測、背負(fù)機(jī)器人，水下無人潛航器等[1]。以無人機(jī)系統(tǒng)為例，大型的長航時(shí)無人機(jī)通過配屬不同載荷實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離精確打擊、無人偵察等功能，作戰(zhàn)性能逐步提升并接近傳統(tǒng)有人機(jī)[2]；微型無人機(jī)價(jià)格低廉、攜帶方便、可操作性強(qiáng)，威脅突然性極強(qiáng)，對城市安防構(gòu)成極大挑戰(zhàn)。無人作戰(zhàn)系統(tǒng)以其自身特點(diǎn)更適用于未來信息化作戰(zhàn)條件下的“非接觸”、“非線性”以及遠(yuǎn)程精確打擊的需求，無人化成為未來戰(zhàn)爭的發(fā)展趨勢[3]。

無人作戰(zhàn)具有無人員傷亡的特征，且突破了人在系統(tǒng)中的限制，武器具備更強(qiáng)大的作戰(zhàn)性能，深刻地改變現(xiàn)有的作戰(zhàn)形態(tài)。美軍高度重視無人系統(tǒng)的發(fā)展，從2000年起至2017年相繼推出了8個(gè)版本的無人系統(tǒng)路線發(fā)展規(guī)劃圖，根據(jù)技術(shù)發(fā)展進(jìn)程不斷調(diào)整無人系統(tǒng)發(fā)展方向，其最新版本對無人系統(tǒng)的成果及問題進(jìn)行了總結(jié)，對當(dāng)前國際形勢和未來的戰(zhàn)爭環(huán)境進(jìn)行了分析，肯定了無人系統(tǒng)的作用與定位，規(guī)劃了未來25年美軍無人系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃[4]。

作為全球軍事科技的引領(lǐng)者，美軍大力發(fā)展無人作戰(zhàn)系統(tǒng)將深刻影響未來戰(zhàn)爭的走向，對未來作戰(zhàn)態(tài)勢具有顛覆性的影響[5]，無人作戰(zhàn)系統(tǒng)思想對防空領(lǐng)域的發(fā)展具有借鑒意義。論文研究國外無人作戰(zhàn)系統(tǒng)現(xiàn)狀及其主要特點(diǎn)，分析了智能無人作戰(zhàn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，提出智能無人防空系統(tǒng)概念并形成初步設(shè)想，梳理總結(jié)了未來應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)發(fā)展方向，為智能無人防空系統(tǒng)發(fā)展提供參考。

1 智能無人作戰(zhàn)系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

智能無人作戰(zhàn)系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜，國外已開展了系統(tǒng)研究，取得了豐富的研究成果，在空中形成長航時(shí)、偵察打擊一體的無人機(jī)與蜂群/集群作戰(zhàn)的微型無人機(jī)，在陸上替代人員承擔(dān)排爆、全地形背負(fù)等作戰(zhàn)任務(wù)，在海上形成用于反潛、掃雷、預(yù)警的水下潛航器與水面無人艦艇等[6]，其中集裝箱式與水下無人預(yù)置式作戰(zhàn)系統(tǒng)不僅具備無人作戰(zhàn)系統(tǒng)無人化的作戰(zhàn)概念[7]，還具有自主作戰(zhàn)、智能作戰(zhàn)、協(xié)同作戰(zhàn)、自主保障等特點(diǎn)[8]，引領(lǐng)著無人作戰(zhàn)系統(tǒng)突破現(xiàn)有輔助作戰(zhàn)的局限，形成新型作戰(zhàn)樣式，影響未來戰(zhàn)爭態(tài)勢[9]。在國外，部分無人作戰(zhàn)系統(tǒng)經(jīng)過系列試驗(yàn)，已具備初步的作戰(zhàn)能力[10]，在設(shè)計(jì)與運(yùn)用中呈現(xiàn)了一些共性特點(diǎn)。

1.1 國內(nèi)外發(fā)展情況

(1) 國外發(fā)展情況

1) 集裝箱式無人作戰(zhàn)系統(tǒng)

當(dāng)前陸上非固定式武器系統(tǒng)多采用卡車、拖車或發(fā)射筒發(fā)射，這些平臺(tái)具有機(jī)動(dòng)性，同時(shí)也高度易識別。集裝箱式作戰(zhàn)系統(tǒng)采用集裝箱封裝現(xiàn)有武器系統(tǒng)，具備獨(dú)立的供電、通信和冷卻裝置，單個(gè)集裝箱可連接到傳感器網(wǎng)絡(luò)和指揮控制系統(tǒng)，在陸地上或海上執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)，具備隱蔽性的特點(diǎn)[11]，目前美國、俄羅斯、以色列均開展了集裝箱式作戰(zhàn)系統(tǒng)的研究。

美國陸軍在未來作戰(zhàn)計(jì)劃中，提出了“非直瞄發(fā)射系統(tǒng)”(NLOS-LS)，如圖1所示，設(shè)想在戰(zhàn)場上分散部署的小型化、模塊化、集裝箱化的導(dǎo)彈發(fā)射能力，這些集裝箱可適用于不同平臺(tái)，混合裝載了進(jìn)攻和防御能力，且獨(dú)立平臺(tái)具備遠(yuǎn)程發(fā)射能力。

圖1 美軍非直瞄準(zhǔn)發(fā)射系統(tǒng)Fig.1 The U.S. army’s non line-of-sight launch system

美國“網(wǎng)火”導(dǎo)彈系統(tǒng)主要由巡邏攻擊導(dǎo)彈(LAM)、精確攻擊導(dǎo)彈(PAM)和箱式發(fā)射裝置(CLU)組成(如圖2所示)。導(dǎo)彈系統(tǒng)采用一種獨(dú)立于機(jī)動(dòng)平臺(tái)的箱式發(fā)射裝置CLU，其內(nèi)部有16個(gè)隔艙，可按需裝載15枚LAM或PAM，以及1個(gè)控制裝置。系統(tǒng)裝載平臺(tái)包括C-130運(yùn)輸機(jī)等空基平臺(tái)，卡車、高機(jī)動(dòng)多用途戰(zhàn)車等，也可直接放置于地面。CLU可通過數(shù)據(jù)鏈與戰(zhàn)場互聯(lián)網(wǎng)連通，接收由其他飛機(jī)、無人機(jī)、衛(wèi)星和地面?zhèn)鞲衅鳙@取的戰(zhàn)場態(tài)勢信息。CLU既可單獨(dú)使用，也可多個(gè)組成集裝箱發(fā)射系統(tǒng)，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱可裝10個(gè)CLU，共計(jì)150枚導(dǎo)彈。集裝箱總質(zhì)量約15 876 kg，可由集裝箱裝載系統(tǒng)和高機(jī)動(dòng)重型戰(zhàn)術(shù)卡車(HEMTT)運(yùn)輸，也可用民用或軍用輪式車輛、火車、空中和海上運(yùn)輸系統(tǒng)機(jī)動(dòng)。

圖2 箱式發(fā)射裝置Fig.2 Container launcher unit

圖3 Club-K集裝箱導(dǎo)彈系統(tǒng)Fig.3 Club-K container missile system

俄羅斯Club-K是一款集裝箱導(dǎo)彈系統(tǒng)(如圖3所示)，包含垂直發(fā)射和傾斜熱發(fā)射2個(gè)版本，能夠滿足多型反艦或?qū)﹃懝魧?dǎo)彈發(fā)射需求，每個(gè)集裝箱內(nèi)部裝載4枚導(dǎo)彈，除導(dǎo)彈外還包括通用發(fā)射模塊(ULM)、戰(zhàn)斗管理模塊(CMM)、能量供給和壽命保障模塊(ES&LSM)等。所有模塊均被集成在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱內(nèi)部，可利用公路、鐵路、貨輪等多種民用平臺(tái)進(jìn)行靈活機(jī)動(dòng)部署。據(jù)報(bào)道，Club-K集裝箱導(dǎo)彈系統(tǒng)已于2012年9月完成了第1次導(dǎo)彈發(fā)射試驗(yàn)，在6.1 m集裝箱內(nèi)發(fā)射了1枚3M24反艦導(dǎo)彈。

以色列“鐵穹”發(fā)射裝置可裝載在集裝箱中，并可實(shí)現(xiàn)無人值守作戰(zhàn)，作戰(zhàn)時(shí)指揮員通過其火力控制網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制“鐵穹”攔截彈發(fā)射。“鐵穹”攔截器和發(fā)射裝置現(xiàn)在也被部署在船上。以色列的“勞拉”彈道導(dǎo)彈也可以從貨船上發(fā)射，展示了發(fā)射裝置分散部署的概念。

2) 水下無人預(yù)置作戰(zhàn)系統(tǒng)

水下無人預(yù)置作戰(zhàn)系統(tǒng)是一種全新的水下裝備，可以代替潛艇提前部署在關(guān)鍵海區(qū)的海底，長期待機(jī)，具有極強(qiáng)的隱蔽性，能對敵形成戰(zhàn)略威懾[12]。水下無人預(yù)置作戰(zhàn)系統(tǒng)是美軍構(gòu)建水下非對稱優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略突襲的典型裝備。美國海軍正迅速推進(jìn)技術(shù)研發(fā)，已先期開展了多個(gè)項(xiàng)目，包括“大容量拖曳式載荷模塊”“海德拉”“深海浮沉載荷”等，旨在依靠水下載荷實(shí)現(xiàn)對地、反潛、反艦、防空等功能，此外平臺(tái)還可以攜帶水下能源補(bǔ)給站、水下通信中繼節(jié)點(diǎn)等設(shè)施，實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展。

“大容量拖曳式載荷”模塊載荷平臺(tái)可由“弗吉尼亞”級攻擊核潛艇拖帶至前出陣地，通過錨定的方式固定在大陸架的海床上，一次可停留4～5個(gè)月時(shí)間，模塊可裝載電源模塊為長航時(shí)無人巡航器充電，也可配備被動(dòng)聲學(xué)傳感器和可回收通信浮標(biāo)，作為“全球監(jiān)視與打擊”持續(xù)ISR網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)使用。

“海德拉”旨在以低成本開發(fā)一套海底無人發(fā)射系統(tǒng)，該系統(tǒng)由“海德拉”標(biāo)準(zhǔn)化艇體、無人機(jī)和無人潛航器模塊化載荷等組成，其中“海德拉”標(biāo)準(zhǔn)化艇體可將這些負(fù)載隱秘地運(yùn)送到前線，整個(gè)系統(tǒng)具有擴(kuò)展性、經(jīng)濟(jì)性與靈活性等，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)2018年完成試驗(yàn)驗(yàn)證。

“深海浮沉載荷”項(xiàng)目旨在研發(fā)一型可在和平時(shí)期由艦艇或飛機(jī)預(yù)先部署、長期在深海休眠，必要時(shí)執(zhí)行非致命性任務(wù)的低成本系統(tǒng)，為海軍提供可在廣闊海域分布式部署的小型化、低成本有效載荷發(fā)射技術(shù)，解決無人系統(tǒng)部署、投放等問題，任務(wù)載荷借助特殊密閉艙常年存儲(chǔ)在深海海底，必要時(shí)通過遠(yuǎn)程控制激活，發(fā)射裝置上浮至海面，并自主發(fā)射攜帶的有效載荷。該項(xiàng)目2016年6月完成運(yùn)載器測試。

(2) 國內(nèi)發(fā)展情況

國內(nèi)多家單位開展了無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的研究，主要以技術(shù)驗(yàn)證與概念設(shè)計(jì)為主，其中無人作戰(zhàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室展示過一款基于59式坦克改裝而成的無人戰(zhàn)車，不僅可在人的操作下完成預(yù)定操作，也可獨(dú)立完成基礎(chǔ)戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作，顯示了國內(nèi)相關(guān)單位的技術(shù)積累。

1.2 主要特點(diǎn)分析

集裝箱式作戰(zhàn)系統(tǒng)與水下無人預(yù)置作戰(zhàn)系統(tǒng)雖然應(yīng)用領(lǐng)域不同，但在自主作戰(zhàn)、分布式協(xié)同、狀態(tài)自我監(jiān)測、惡劣環(huán)境部署、免維護(hù)長期作戰(zhàn)、新質(zhì)能力形成等方面具有共同的特點(diǎn)，詳細(xì)介紹如下。

(1) 自主作戰(zhàn)

集裝箱式與水下預(yù)置式作戰(zhàn)系統(tǒng)由外部結(jié)構(gòu)整體封裝，內(nèi)部具備完善的信息獲取、數(shù)據(jù)處理、作戰(zhàn)實(shí)施等，具備自主作戰(zhàn)能力。2種系統(tǒng)在平時(shí)預(yù)置在重點(diǎn)區(qū)域，利用聲吶、電磁等手段對控制區(qū)域進(jìn)行監(jiān)視；戰(zhàn)時(shí)可快速接收外界指揮信息完成遠(yuǎn)程喚醒，或根據(jù)程序自主感知完成喚醒，快速進(jìn)行作戰(zhàn)模式，實(shí)現(xiàn)外部信息綜合判斷、戰(zhàn)備狀態(tài)轉(zhuǎn)進(jìn)、戰(zhàn)場態(tài)勢研判、作戰(zhàn)自主決策、自主打擊實(shí)施等。

(2) 分布式協(xié)同

體積及高度集成化的設(shè)計(jì)削弱了無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的能力，兩型無人作戰(zhàn)系統(tǒng)均以分布式協(xié)同作戰(zhàn)彌補(bǔ)單個(gè)作戰(zhàn)系統(tǒng)的不足：基于可靠高效的通信系統(tǒng)及開放式構(gòu)架，無人作戰(zhàn)系統(tǒng)與指揮所、無人作戰(zhàn)系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)連接，以網(wǎng)狀節(jié)點(diǎn)分布的形態(tài)實(shí)現(xiàn)大區(qū)域的協(xié)同作戰(zhàn)，由多個(gè)平臺(tái)數(shù)據(jù)共享、協(xié)同配合實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的單復(fù)雜系統(tǒng)功能，是一種新型的作戰(zhàn)形態(tài)。

(3) 狀態(tài)自主監(jiān)測

集裝箱式與水下無人預(yù)置作戰(zhàn)系統(tǒng)的突出優(yōu)勢是可進(jìn)行長時(shí)間自主作戰(zhàn)，因而配備有完善的系統(tǒng)狀態(tài)自主監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)全壽命周期內(nèi)的遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測、故障檢測、定位與輔助分析決策、健康管理與維修保障等功能，并可根據(jù)作戰(zhàn)體系快速轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)保障任務(wù)自主規(guī)劃、保障態(tài)勢自主感知、保障過程自主控制和保障指揮自主決策，適應(yīng)高速作戰(zhàn)節(jié)奏，降低保障資源依賴和保障成本，提高保障效率。

(4) 惡劣環(huán)境部署

兩型作戰(zhàn)系統(tǒng)均具備完善的外部防護(hù)結(jié)構(gòu)，可經(jīng)受高溫、高壓、高腐蝕的環(huán)境，因而適合部署于人跡罕至的極端區(qū)域。此作戰(zhàn)模式排除人自身?xiàng)l件限制，擴(kuò)展了現(xiàn)有作戰(zhàn)范圍，具備更好的隱蔽性與生存能力，根據(jù)作戰(zhàn)需求實(shí)現(xiàn)大規(guī)模部署。

(5) 免維護(hù)長期作戰(zhàn)

自主作戰(zhàn)與惡劣環(huán)境部署能力使得兩型無人作戰(zhàn)系統(tǒng)具備免維護(hù)長期作戰(zhàn)能力。模塊化設(shè)計(jì)與一體封裝使無人作戰(zhàn)系統(tǒng)功能簡單，可靠性高；通過自主作戰(zhàn)、自我狀態(tài)感知等特性，無人作戰(zhàn)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)24 h不間斷作戰(zhàn)值班，提升連續(xù)作戰(zhàn)能力。

(6) 新質(zhì)能力形成

前出隱蔽部署、無人自主作戰(zhàn)等特征，使兩型無人作戰(zhàn)系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)裝備，在作戰(zhàn)形態(tài)、作戰(zhàn)運(yùn)用、作戰(zhàn)流程、作戰(zhàn)能力上均具有顛覆性意義，其即時(shí)反應(yīng)、高效執(zhí)行、隱蔽作戰(zhàn)等優(yōu)勢可改變現(xiàn)有的戰(zhàn)爭走向，形成新質(zhì)作戰(zhàn)能力。

2 智能無人作戰(zhàn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展反映出其作為一項(xiàng)極具潛力的前沿科技，將在未來戰(zhàn)爭中發(fā)揮重要作用，而關(guān)鍵技術(shù)是支撐智能無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的核心，其發(fā)展水平?jīng)Q定著系統(tǒng)的發(fā)展方向。分析現(xiàn)有無人作戰(zhàn)系統(tǒng)特點(diǎn)，總結(jié)出自主感知技術(shù)、智能化任務(wù)自主任務(wù)規(guī)劃與決策技術(shù)、分布式協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)、無人自主打擊技術(shù)、高可靠性通訊技術(shù)、自主保障技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，各技術(shù)內(nèi)涵及國外相關(guān)研究情況如下。

2.1 智能感知技術(shù)

感知技術(shù)是指完善的信息獲取、使用機(jī)制，通過各種通信手段接收自身探測或外部信息支援的數(shù)據(jù)，如天基、海基、空基等衛(wèi)星、預(yù)警機(jī)、無人機(jī)等信息源。豐富的信息用于無人作戰(zhàn)系統(tǒng)自身進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃、目標(biāo)分配與決策打擊等。監(jiān)測是水下無人預(yù)置作戰(zhàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)能力，配屬不同的探測載荷實(shí)現(xiàn)不同物理量的探測。集裝箱式無人作戰(zhàn)系統(tǒng)自身探測能力有限，依靠通信手段獲取外部信息支持可擴(kuò)展其作戰(zhàn)能力。為實(shí)現(xiàn)多源信息綜合利用，美軍提出了作戰(zhàn)云的概念，美國《航空周刊》描述了五角大樓由網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)向作戰(zhàn)云發(fā)展的設(shè)想：在軌太空偵察/通信/導(dǎo)航衛(wèi)星、空中預(yù)警機(jī)、F-15/16等4代機(jī)，海面航母戰(zhàn)斗群，與深入敵方縱深空域的F-22/35 隱身戰(zhàn)機(jī)、RQ-180無人偵察機(jī)和新型遠(yuǎn)程隱身轟炸機(jī)等多維作戰(zhàn)單元，在作戰(zhàn)云的聯(lián)接下形成一個(gè)高度融合的作戰(zhàn)體系。

2.2 自主任務(wù)規(guī)劃與決策技術(shù)

自主任務(wù)規(guī)劃與決策技術(shù)是集裝箱式與水下預(yù)置式作戰(zhàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主作戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)，通過智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)，即在一定程度上模仿或代替人的思維，對獲得的外界信息進(jìn)行分析判斷和處理，制定任務(wù)并實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)決策。美軍已在多個(gè)項(xiàng)目中驗(yàn)證自主任務(wù)規(guī)劃與決策技術(shù)，如2016年美軍開發(fā)出充當(dāng)配合空軍長執(zhí)行任務(wù)僚機(jī)的智能飛行員“阿爾法AI”，和人類飛行員相比，“阿爾法AI”在空中格斗中快速協(xié)調(diào)戰(zhàn)術(shù)計(jì)劃的速度快了250倍；美海軍的X-47B無人作戰(zhàn)飛行器是歷史上第1架無需人工干預(yù)、完全由電腦操縱的隱形無人機(jī)。NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了機(jī)器人智能指揮與感知的控制體系架構(gòu)(CARACaS)技術(shù)，利用該技術(shù)，美國海軍無人水面艇“蜂群”無需人的干預(yù)就能自主行動(dòng)，包括無人艇相互之間的同步、航線規(guī)劃、蜂擁攔截?cái)橙恕⒈Ｗo(hù)己方艦船等[13]。

2.3 分布式協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)

分布式協(xié)同作戰(zhàn)指利用集成化的網(wǎng)絡(luò)，更加靈活、更有彈性和個(gè)性的分散化部署。為支撐以集裝箱式、水下無人預(yù)置式為代表的無人作戰(zhàn)系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)樣式的實(shí)現(xiàn)，美軍積極研發(fā)分布式協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)，在其2013年無人作戰(zhàn)系統(tǒng)路線圖中，美國國防部提出兩種分布式協(xié)同技術(shù)備選方案：一是定義標(biāo)準(zhǔn)化通用接口，實(shí)現(xiàn)各類無人作戰(zhàn)平臺(tái)的有效接入；二是增強(qiáng)無人系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力，可對各種數(shù)據(jù)格式進(jìn)行接收與處理，減輕系統(tǒng)的處理負(fù)擔(dān)。2015年，DARPA公布體系集成技術(shù)及試驗(yàn)(SoSITE)項(xiàng)目，該項(xiàng)目將利用現(xiàn)有航空系統(tǒng)的能力，使用開放系統(tǒng)架構(gòu)方法在各種有人和無人平臺(tái)上分散關(guān)鍵的任務(wù)功能，如電子戰(zhàn)、傳感器、武器、作戰(zhàn)管理、定位導(dǎo)航和授時(shí)以及數(shù)據(jù)鏈等，并為這些可互換的任務(wù)模塊和平臺(tái)提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和工具，如有需要可以進(jìn)行快速的升級和替換，從而降低系統(tǒng)的研發(fā)成本和周期，并使得美軍運(yùn)用新技術(shù)的能力遠(yuǎn)快于競爭對手。

2.4 無人自主發(fā)射技術(shù)

集裝箱式與承擔(dān)打擊任務(wù)的水下無人預(yù)置式作戰(zhàn)系統(tǒng)在實(shí)施打擊時(shí)，需依托自身的系統(tǒng)完成導(dǎo)彈發(fā)射，無人自主發(fā)射技術(shù)是其基礎(chǔ)技術(shù)。無人自主發(fā)射技術(shù)在日常時(shí)可安全可靠地存儲(chǔ)導(dǎo)彈，在接到打擊指令或自主完成作戰(zhàn)決策后，自動(dòng)開啟發(fā)射流程，完成導(dǎo)彈自檢與發(fā)射。目前自主發(fā)射技術(shù)較為成熟，在國外多個(gè)無人機(jī)型號中得到應(yīng)用。

2.5 高可靠性通信技術(shù)

信息交互是無人作戰(zhàn)系統(tǒng)獲取作戰(zhàn)信息的重要途徑，也是實(shí)現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)的基礎(chǔ)，無人作戰(zhàn)系統(tǒng)通信技術(shù)應(yīng)具備高可靠性、足夠的帶寬、可靈活接入的動(dòng)態(tài)特性。為支撐無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的通信需要，美軍開展了針對性的研究。2015年DARPA發(fā)布滿足任務(wù)最優(yōu)化的動(dòng)態(tài)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)(DyNAMO)項(xiàng)目[14]，旨在開發(fā)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)適應(yīng)技術(shù)，保證各類航空平臺(tái)在面對敵主動(dòng)干擾時(shí)，能在一定安全等級下進(jìn)行即時(shí)高速通信；DARPA發(fā)布的拒止環(huán)境中的協(xié)同作戰(zhàn)(CODE)項(xiàng)目公告中提出通過發(fā)展新型軟件和算法，提高現(xiàn)有無人機(jī)在高對抗環(huán)境中的自主性和協(xié)同作戰(zhàn)能力，同時(shí)降低對操作人員數(shù)量及成本的要求。

2.6 自主保障技術(shù)

自主保障是集裝箱式與水下無人預(yù)置式作戰(zhàn)系統(tǒng)長期可靠作戰(zhàn)的基礎(chǔ)，有跡象表明美軍正開發(fā)敏捷化精準(zhǔn)保障技術(shù)，技術(shù)以人工智能和大數(shù)據(jù)知識庫為基礎(chǔ)，靈活調(diào)度各種保障資源，實(shí)現(xiàn)對武器系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)的遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測、健康管理與維修保障等功能，降低保障資源依賴和保障成本，提高保障效率。

3 對智能無人防空系統(tǒng)發(fā)展的認(rèn)識

3.1 未來發(fā)展的初步構(gòu)想

現(xiàn)階段美國、俄羅斯等軍事強(qiáng)國快速推進(jìn)支撐智能無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)[15]研發(fā)，如自主感知、自主任務(wù)規(guī)劃與決策、分布式協(xié)同作戰(zhàn)等。參考無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的作戰(zhàn)概念與效益，智能化無人防空系統(tǒng)作戰(zhàn)應(yīng)用潛力巨大，是未來防空作戰(zhàn)的發(fā)展方向。借鑒現(xiàn)有無人作戰(zhàn)系統(tǒng)技術(shù)及概念，智能化無人防空系統(tǒng)的一種通用集裝箱式平臺(tái)，平臺(tái)內(nèi)功能組成見圖4，其特征如下：具備完善的信息獲取能力；可自主完成目標(biāo)識別、作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃、作戰(zhàn)決策、自主發(fā)射等功能；適應(yīng)不同環(huán)境實(shí)現(xiàn)多域部署；單個(gè)平臺(tái)可獨(dú)立完成防空作戰(zhàn)，多平臺(tái)間協(xié)同作戰(zhàn)可擴(kuò)展防空能力；具備自主監(jiān)測、自主保障功能，可免維護(hù)實(shí)現(xiàn)長期可靠作戰(zhàn)值班。為實(shí)現(xiàn)上述功能，應(yīng)結(jié)合防空作戰(zhàn)的特點(diǎn)，關(guān)注影響核心能力的技術(shù)方向發(fā)展。

圖4 智能無人防空系統(tǒng)功能構(gòu)想Fig.4 Functional assumption of intelligent unmanned air defense system

3.2 未來應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)方向

防空作戰(zhàn)面臨的目標(biāo)多樣、信息復(fù)雜，且目標(biāo)不斷變化，因而對信息感知的連續(xù)性、目標(biāo)識別的可靠性、作戰(zhàn)決策的實(shí)時(shí)性要求苛刻，這對支撐智能無人防空系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)提出嚴(yán)格要求。

(1) 防空自主感知技術(shù)

通過自我感知與外界輔助感知2個(gè)途徑滿足智能無人防空系統(tǒng)需求：自我感知方面，關(guān)注無線電波、可見光、紅外、激光、聲波等信息源探測技術(shù)；外界輔助感知方面，關(guān)注空、天、海多域信息源網(wǎng)絡(luò)化綜合感知技術(shù)，同時(shí)關(guān)注高可靠性通信技術(shù)的發(fā)展，以滿足高密度、低延時(shí)、高保真的通信需求為目標(biāo)。

(2) 防空自主識別技術(shù)

關(guān)注多源信息融合識別技術(shù)，能夠綜合利用無人防空系統(tǒng)接收的天基、空基或地面控制站的信息，及自身傳感器獲得的地理信息和敵方武器發(fā)出的聲波、無線電波、可見光、紅外、激光等信息，經(jīng)計(jì)算機(jī)快速處理，確定戰(zhàn)場環(huán)境中出現(xiàn)的威脅。

(3) 防空自主任務(wù)規(guī)劃決策技術(shù)

重點(diǎn)關(guān)注無人狀態(tài)下防空系統(tǒng)指控功能的自主實(shí)現(xiàn)，關(guān)注探測信息融合、態(tài)勢感知與目標(biāo)識別、自主決策與作戰(zhàn)實(shí)現(xiàn)等技術(shù)，以高效、安全、可靠地滿足新作戰(zhàn)樣式需求。關(guān)注域內(nèi)協(xié)同打擊、跨域協(xié)同打擊作戰(zhàn)樣式，及涉及的武器協(xié)同、平臺(tái)協(xié)同技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“一對一”“多對多”高效協(xié)同防空能力。

(4) 防空自主發(fā)射技術(shù)

以集裝箱為作戰(zhàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)武器自主發(fā)射前檢查、發(fā)射控制、發(fā)射能源保障等功能，應(yīng)關(guān)注防空作戰(zhàn)自主發(fā)射相關(guān)技術(shù)發(fā)展，如無人發(fā)射控制技術(shù)、能源保障技術(shù)、長期可自維持系統(tǒng)技術(shù)等。

(5) 自主監(jiān)測與保障技術(shù)

自主監(jiān)測與保障技術(shù)是保證無人作戰(zhàn)系統(tǒng)長期可靠性工作的基礎(chǔ)，未來應(yīng)關(guān)注系統(tǒng)功能狀態(tài)采集、健康管理、自我修復(fù)、自主決策與保障實(shí)施等關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)基于人工智能與大數(shù)據(jù)的發(fā)展，探索形成智能化保障與故障監(jiān)測能力。

4 結(jié)束語

隨著技術(shù)的進(jìn)步，無人作戰(zhàn)系統(tǒng)在連續(xù)作戰(zhàn)能力、計(jì)算能力、自主化水平、可靠性等方面不斷發(fā)展，將進(jìn)一步融入到陸海空各領(lǐng)域，消除了人的限制，作戰(zhàn)系統(tǒng)反應(yīng)速度、作戰(zhàn)能力將得到極大提升。論文研究智能了無人作戰(zhàn)系統(tǒng)現(xiàn)狀，梳理了其主要特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)，提出了智能無人防空系統(tǒng)發(fā)展的初步構(gòu)想與關(guān)鍵技術(shù)方向，成果可用于智能無人防空系統(tǒng)發(fā)展參考。智能無人防空系統(tǒng)是一項(xiàng)極具潛力的作戰(zhàn)概念，后續(xù)還需要加強(qiáng)進(jìn)一步的投入，期待通過不斷研究使其早日應(yīng)用實(shí)踐，在未來無人作戰(zhàn)環(huán)境中發(fā)揮重要作用。