智能化戰(zhàn)場的衛(wèi)星導(dǎo)航

文 譚述森

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，即全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是能在地球表面或近地空間任何地點，為用戶提供全天候三維坐標(biāo)和速度，以及時間信息的空基無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是人類重要的空間基礎(chǔ)設(shè)施，堪稱一個國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展不可或缺的重器，對戰(zhàn)爭形態(tài)、作戰(zhàn)樣式和人們生產(chǎn)生活方式具有深遠影響。

目前，世界上有四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，分別是美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、歐洲的伽利略和中國的北斗，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)全球競爭日益激烈。站在世界軍事深刻變革的新起點，瞭望信息化智能化高度融合的未來戰(zhàn)場，智能導(dǎo)航體系將應(yīng)運而生，并發(fā)揮重要作用。

衛(wèi)星導(dǎo)航成為智能化戰(zhàn)場的“標(biāo)配”要素

未來智能化戰(zhàn)場，將呈現(xiàn)出信息化條件下綜合運用智能化武器和手段、實現(xiàn)高效指揮控制及實施精確靈巧打擊的高技術(shù)作戰(zhàn)特點。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，能高精度、全天候、大范圍、多用途地為陸、海、空、天各種物體提供定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)。

為體系化作戰(zhàn)提供統(tǒng)一時空基準(zhǔn)。對于智能化戰(zhàn)場來說，鏈接要素多、情況瞬息萬變，要求對作戰(zhàn)單元進行準(zhǔn)確定位，實現(xiàn)統(tǒng)一時空基準(zhǔn)下的情報偵察、指揮控制、戰(zhàn)場機動、攻防行動、支援保障，確保整個戰(zhàn)場各類要素形成統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的有機整體。

衛(wèi)星導(dǎo)航的基本功能是為各個作戰(zhàn)要素提供精準(zhǔn)的時空基準(zhǔn)。如果沒有精確統(tǒng)一的時空基準(zhǔn)，聯(lián)合作戰(zhàn)精確指揮就可能失調(diào)，作戰(zhàn)行動就可能失控，情報融合、目標(biāo)識別就無法實現(xiàn)。時間誤差百分之一秒，十幾部雷達鎖定的一個目標(biāo)就會變成十幾個目標(biāo)，精確防御反擊將無法實現(xiàn)。

在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)時間和地理坐標(biāo)系下，衛(wèi)星導(dǎo)航給各類武器平臺提供精確制導(dǎo)，給電子戰(zhàn)武器精細校頻，給作戰(zhàn)單兵全天候定位導(dǎo)航，顯著提高聯(lián)合火力打擊的協(xié)同程度、打擊效能。

為作戰(zhàn)指揮控制提供態(tài)勢同步認知。準(zhǔn)確把握戰(zhàn)場態(tài)勢，是指揮員靈活準(zhǔn)確實施指揮控制的前提和基礎(chǔ)。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為戰(zhàn)場態(tài)勢感知提供了強有力支撐。

美軍從20世紀90年代開始，研制基于GPS和衛(wèi)星通信的“藍軍跟蹤”系統(tǒng)，用來構(gòu)建精確化指揮控制系統(tǒng)。“藍軍跟蹤”系統(tǒng)有力支撐著美軍形成地面戰(zhàn)場網(wǎng)絡(luò)化信息優(yōu)勢，有效解決了“我、友、敵在哪兒”的難題。

軍隊依托全球衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)航定位和位置報告兩大服務(wù)，實現(xiàn)了戰(zhàn)場態(tài)勢監(jiān)視共享，成為軍隊“知己”的重要手段。同時，優(yōu)化了作戰(zhàn)行動流程，實現(xiàn)了作戰(zhàn)指令分秒級下達，加速了軍隊指揮控制方式向“一體化”“扁平化”方向發(fā)展。

為武器彈藥精確打擊提供增效利器。在智能化戰(zhàn)場上，精確制導(dǎo)武器已成為關(guān)乎勝負的“撒手锏”。使用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，能對導(dǎo)彈的飛行過程進行全程修正，確保命中精度。可以說，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是武器平臺精確打擊的增效利器。

在近幾場局部戰(zhàn)爭中，美軍GPS精確制導(dǎo)武器比例不斷攀升：1991年海灣戰(zhàn)爭為7.6%，1999年科索沃戰(zhàn)爭為35%，2001年阿富汗戰(zhàn)爭為60%，2003年伊拉克戰(zhàn)爭為68.3%，2018年敘利亞戰(zhàn)爭達到100%。

智能化戰(zhàn)場需要衛(wèi)星導(dǎo)航有新的“擔(dān)當(dāng)”

現(xiàn)代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為精確統(tǒng)一時空體系的核心和基石，面向未來智能化戰(zhàn)場的發(fā)展需求，要有新的“擔(dān)當(dāng)”。

智能化時代，以“AI、云、網(wǎng)、群、端”為代表的全新作戰(zhàn)要素，將重構(gòu)戰(zhàn)場生態(tài)，完全改變戰(zhàn)爭的制勝機理。衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)，需要適應(yīng)智能化戰(zhàn)場維度更廣、精度更高、體系更強的特點。

導(dǎo)航定位授時范圍更廣、精度更高。當(dāng)前的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，實現(xiàn)了地球表面覆蓋。但在智能化戰(zhàn)場上，需要向深空、海下延伸。作戰(zhàn)時域空域更廣，要求構(gòu)建覆蓋陸海空天、基準(zhǔn)統(tǒng)一、高效智能的綜合服務(wù)體系，形成無時不有、無處不在的時空信息覆蓋，實現(xiàn)更強大、更安全、更可靠的時空服務(wù)能力。

如智能化戰(zhàn)場上，無人化作戰(zhàn)成為基本形態(tài)。無人車自動駕駛、無人機精密進近、智能導(dǎo)彈陣地測量等，都迫切需要在現(xiàn)有導(dǎo)航精度基礎(chǔ)上再提升一個量級，確保導(dǎo)航完好性更高、首次定位時間更快、陸海空天跨域能力更強。

軍事導(dǎo)航對抗體系更全更加給力。信息時代的導(dǎo)航對抗手段，是以信號能量增強與干擾攻擊為主的簡單對抗形態(tài)。智能時代的導(dǎo)航與探測、感知、通信、指揮、決策相互交織影響，需要全球任意區(qū)域、功率更高、生效更快的導(dǎo)航能力水平，需要導(dǎo)航信號智能調(diào)整能力，需要發(fā)展量子導(dǎo)航、脈沖星導(dǎo)航、深海導(dǎo)航等多元導(dǎo)航手段，把不同原理、不同方式、不同載體的導(dǎo)航方法融合在一起，實現(xiàn)體系級、系統(tǒng)級的導(dǎo)航對抗能力。

導(dǎo)航信息交互帶寬更大、接入更廣。智能時代的網(wǎng)絡(luò)空間，在作戰(zhàn)體系中地位作用逐步上升，并與導(dǎo)航時空體系合為一體。提供時空位置的導(dǎo)航信息與網(wǎng)絡(luò)空間系統(tǒng)，將把分散的作戰(zhàn)力量、作戰(zhàn)要素連接為一個整體，形成網(wǎng)絡(luò)化體系化作戰(zhàn)能力。這就需要支持泛在感知、左右協(xié)作、可信可重構(gòu)的導(dǎo)航能力，支持高可靠、強抗干擾、隨遇接入的信令信道，及時獲取所需的地理、地圖和圖像等導(dǎo)航輔助信息。在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)真正意義上的通信導(dǎo)航一體化，達到“一域作戰(zhàn)、多域支援”效果。

適應(yīng)軍事智能化發(fā)展需要推進智能導(dǎo)航體系建設(shè)

從世界軍事強國發(fā)展趨勢來看，面向未來智能化戰(zhàn)場，智能導(dǎo)航系統(tǒng)在逐步構(gòu)建天地一體化的時空基準(zhǔn)網(wǎng)和導(dǎo)航信息服務(wù)網(wǎng)，以天基化、體系化、按需化、云端化為主要特征，形成基準(zhǔn)統(tǒng)一、覆蓋無縫、安全可信、高效便捷、實戰(zhàn)性強的綜合導(dǎo)航定位授時體系。

從基本導(dǎo)航系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄軐?dǎo)航系統(tǒng)，其核心是從“定位導(dǎo)航服務(wù)”升級為“智能導(dǎo)航服務(wù)”，并重點實現(xiàn)以下4個方面轉(zhuǎn)變：

時空基準(zhǔn)依賴地面系統(tǒng)維持向時空基準(zhǔn)天基自主維持轉(zhuǎn)變。地面系統(tǒng)時空基準(zhǔn)維持設(shè)備將逐步向星上轉(zhuǎn)移，衛(wèi)星將配置更高精度的光鐘、天文測量設(shè)備，通過高精度錨固和激光星間測量，形成更加穩(wěn)定可靠的天基空間基準(zhǔn)。智能導(dǎo)航系統(tǒng)的使用，可使普通導(dǎo)航定位精度達到亞米級，授時精度將提升5倍左右，精密定位服務(wù)實現(xiàn)快速收斂的厘米級精度。智能導(dǎo)航可完整支撐作戰(zhàn)平臺跨域融合、分布式殺傷武器效能倍增、空天一體無人機從巡航到精密進近的全過程精準(zhǔn)導(dǎo)航。

衛(wèi)星功率對抗模式向?qū)Ш襟w系化對抗轉(zhuǎn)變。在導(dǎo)航對抗服務(wù)方面，傳統(tǒng)的衛(wèi)星功率對抗模式將不再滿足智能化戰(zhàn)場需求，導(dǎo)航體系化對抗是智能裝備發(fā)展的必由之路，以便提升部隊快速適應(yīng)戰(zhàn)場環(huán)境能力。具體包括導(dǎo)航性能精準(zhǔn)釋放、星座異構(gòu)備份、全球熱點機動，主要特征是導(dǎo)航信號智能化、戰(zhàn)區(qū)增援靈活化。基于可控點波束能量增強技術(shù)，實現(xiàn)熱點區(qū)域能量投送、增強區(qū)域擴展、欺騙或阻塞干擾、數(shù)傳服務(wù)保障。在高干擾阻塞環(huán)境下，確保服務(wù)連續(xù)性和精度，并隨著戰(zhàn)事進程逐步釋放實力。

通信導(dǎo)航簡單集成向通導(dǎo)一體按需服務(wù)轉(zhuǎn)變。將提供更深更廣的導(dǎo)航信息服務(wù)，深度融入軍事信息網(wǎng)絡(luò)，向陸、海、空、天用戶的高、中、低速分類分層次導(dǎo)航信息服務(wù)。重復(fù)利用導(dǎo)航衛(wèi)星全球多重連續(xù)覆蓋的有利條件，滿足用戶在全球范圍、任意姿態(tài)的通導(dǎo)需求，實現(xiàn)高可靠性、抗強干擾的搜索救援、位置報告、信令傳輸。導(dǎo)航衛(wèi)星天基網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)信息交互，構(gòu)建星間、星地高速骨干網(wǎng)絡(luò)。通過小型化激光終端和增強型空間路由器，形成穩(wěn)定可靠的空間網(wǎng)絡(luò)，裝載完備、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的協(xié)議體系，支持混合星座網(wǎng)絡(luò)自主智能運行。

載荷模塊計算資源分離向星座計算資源云端化轉(zhuǎn)變。將提供更加智能的天基云計算服務(wù)，向智能武器平臺提供可信賴的天基智能支撐。主要特征是，星載硬件資源虛擬化、任務(wù)負載均衡化。通過導(dǎo)航衛(wèi)星配置公用的星載計算模塊、大容量存儲單元、高速總線網(wǎng)絡(luò)，形成泛在的空間網(wǎng)絡(luò)共享資源池。強大的數(shù)據(jù)處理能力，在支撐天基時空基準(zhǔn)自主建立與維持、導(dǎo)航信號質(zhì)量智能維持、空間網(wǎng)絡(luò)自主管理等任務(wù)功能的同時，可為天、空、地、海各類高端用戶，提供空間位置等復(fù)雜信息的計算、推送和存儲服務(wù)。