廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察 火力導引系統(tǒng)探討

現(xiàn)代戰(zhàn)爭正向著信息化、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同作戰(zhàn)的趨勢發(fā)展，光電產(chǎn)品作為信息采集、火力導引的重要節(jié)點，在提升產(chǎn)品自身能力的同時，必須具備網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同作戰(zhàn)的能力。為滿足作戰(zhàn)需求，光電產(chǎn)品應(yīng)具備全時域、全空域、多譜段、立體式光電偵察，戰(zhàn)場信息獲取與處理，目標信息指示與綜合戰(zhàn)場態(tài)勢顯示，與武器平臺協(xié)同，實現(xiàn)火力引導與打擊的能力。因此，有必要采用光電偵察設(shè)備，構(gòu)建信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、全覆蓋、多頻譜的戰(zhàn)場偵察/火力導引體系，以獲取全面的戰(zhàn)場信息。廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)具備多頻譜的偵察手段，能夠?qū)δ繕藢嵤┒嘧V段、全天候偵察，減小漏警概率；能夠從戰(zhàn)爭全局的特點出發(fā)，基于作戰(zhàn)部隊的不同平臺體系化、標準化地配置各類偵察裝備，協(xié)同作戰(zhàn)，實現(xiàn)圖像、視頻等偵察信息的網(wǎng)絡(luò)接入和信息共享；能夠通過態(tài)勢分層感應(yīng)突破單一設(shè)備視場、作用距離等方面的局限，獲取豐富的戰(zhàn)場態(tài)勢信息，對戰(zhàn)場區(qū)域內(nèi)敵方各類特征目標進行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，提高搜索跟蹤、識別定位能力，為多平臺協(xié)同作戰(zhàn)提供戰(zhàn)場信息支撐；能夠與武器平臺協(xié)同，實施打擊引導，并能夠?qū)ψ鲬?zhàn)效果進行評估。

1、國內(nèi)外發(fā)展概況

1.1、國外發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科技的發(fā)展，對于海岸線、毗鄰邊界和經(jīng)濟專屬區(qū)的監(jiān)視與保護越來越受到各國的重視。國外在廣域光電監(jiān)視與探測技術(shù)的研究主要集中在美國、以色列、俄羅斯以及西歐等軍事強國，其研究較為深入，相關(guān)產(chǎn)品在軍用和民用等領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用。

目前，美軍有基于網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的包含衛(wèi)星、飛艇、預警與巡邏飛機、艦船、島礁、水下傳感器等組成的海岸警衛(wèi)系統(tǒng)。澳大利亞、英國、加拿大、意大利及日本都在部署或研制類似的系統(tǒng)，用以執(zhí)行或支持全天候的領(lǐng)海、經(jīng)濟專屬區(qū)的監(jiān)視、防衛(wèi)及非法活動，例如走私、非法移民、盜漁、偷渡、及水下活動等。

美軍經(jīng)濟專屬區(qū)綜合防御與監(jiān)視系統(tǒng)主要包括：以警戒和監(jiān)視衛(wèi)星為中心的天基層次（包括國家導彈防御系統(tǒng)的可共用部分）、以P-3獵戶（ORION）系列機載監(jiān)視與防護空基層次（包含直升機等）、具備數(shù)據(jù)鏈節(jié)點功能的水面監(jiān)視與巡邏艦艇面層次、包含潛艇在內(nèi)水下監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)層次、電磁信息層次等組成的五位一體的全天候監(jiān)視、防御、指揮、及打擊等功能綜合智能化系統(tǒng)。

英國以衛(wèi)星、NIMROD MRA.4機載巡邏、艦船、水下潛艇等組成的綜合光電磁海岸監(jiān)視與防御系統(tǒng)即將完全入役（其中機載系列于2009年開始服役）。該系統(tǒng)采用最新的商用現(xiàn)貨技術(shù)，用于數(shù)字地圖數(shù)據(jù)和整體數(shù)據(jù)融合，將SAR雷達、光電傳感器、磁異常探測器、探針和聲納浮標等傳感器探測到的態(tài)勢感知數(shù)據(jù)進行綜合處理后，以多層顯示為特征的可變的典型戰(zhàn)術(shù)數(shù)字態(tài)勢地圖上，并進行導航、火力打擊與導引等任務(wù)。

澳大利亞以衛(wèi)星、ATOS機載戰(zhàn)術(shù)與監(jiān)視系統(tǒng)（包括直升機）（包含雷達和光電數(shù)據(jù)）、水面島礁光電傳感器、水下探測網(wǎng)絡(luò)（包含潛艇等）等通過數(shù)據(jù)鏈將信息和實時圖像數(shù)據(jù)傳到地面站（包含固定站和移動站），另外結(jié)合來自澳大利亞國家海洋監(jiān)視中心的任務(wù)和規(guī)劃信息，分三級（傳感器級、本地級、國家級）疊加在數(shù)字態(tài)勢感知地圖上，供控制人員和決策中心參考決策。

意大利、印度、法國等國采用了機載海上態(tài)勢與控制系統(tǒng)（AMASCOS），該系統(tǒng)能夠完成環(huán)境控制的海上監(jiān)視、搜索和救助，以及反潛和反水面戰(zhàn)等一系列作戰(zhàn)任務(wù)。

1.2、國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)對廣域光電監(jiān)視與探測技術(shù)的研究還處于原理驗證階段，其關(guān)鍵技術(shù)都是跟蹤國外研究態(tài)勢，研究重點主要集中在功能原理探索、核心功能算法，改進分系統(tǒng)性能等方面。

2、廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

圖1 廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)示意圖

廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)是利用基于不同平臺的光電任務(wù)系統(tǒng)組網(wǎng)協(xié)同，快速探測戰(zhàn)場威脅，并提供目標識別和火力引導等作戰(zhàn)任務(wù)。該系統(tǒng)可用于戰(zhàn)場作戰(zhàn)，通過網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同作戰(zhàn)方式，提高戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力，突破單一傳感器的能力極限，形成信息探測、火力的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，大幅提升作戰(zhàn)能力；也可應(yīng)用于對機場、港口、陣地等高價值軍事要地的防護，可以布置在軍事要地周圍，實施全方位全天候偵察和搜索，通過多譜段、多傳感器的協(xié)同、信息融合，能夠在強雜波、嚴重干擾的目標環(huán)境下實時獲取掃描區(qū)域內(nèi)低可探測目標信息，并實現(xiàn)對目標的分類識別、態(tài)勢/威脅估計，從而能夠增強威脅目標探測能力，為防衛(wèi)系統(tǒng)提供及時有效的信息支持。

廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)采用分層、分段的方式進行目標探測、識別和跟蹤。遠距/高空平臺上的傳感器執(zhí)行初始探測和跟蹤功能，具備廣域、遠距探測能力；中距/中空作戰(zhàn)平臺上的傳感器完成對指定目標的瞄準，火力引導；近距/低空平臺裝備相對近距離、高分辨的光電探測系統(tǒng)，用以精確探測目標，引導武器系統(tǒng)完成火力打擊。

圖2 各作戰(zhàn)平臺在作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)中的位置示意圖

廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/監(jiān)視系統(tǒng)主要包括以下部分：

1）、指揮控制中心（數(shù)據(jù)融合、通信指揮、態(tài)勢顯示）；

2）、車載/艦載/機載（固定翼/旋翼機）光電觀瞄吊艙（火力導引）；

3）、低空廣域監(jiān)視吊艙（低空掠海小目標探測），載體包括：艦載無人機、無人直升機、直升機等；

4）、機載前視搜索吊艙（空空、海面搜索跟蹤），載體主要指固定翼飛機；

5）、高空廣域監(jiān)視系統(tǒng)（廣域持續(xù)監(jiān)視），載體包括衛(wèi)星、高空飛艇等高空平臺；

6）、各平臺傳感器與指揮控制中心的實時通訊網(wǎng)絡(luò)。

3、廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

傳統(tǒng)火控系統(tǒng)目標探測和跟蹤之間采用“獵 - 殲”模式。目標搜索設(shè)備發(fā)現(xiàn)目標威脅后直接調(diào)動跟蹤設(shè)備對準目標，跟蹤設(shè)備獲取高質(zhì)量的目標信息，經(jīng)火控計算機進行火控解算后，控制武器發(fā)射。

廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)采用多平臺協(xié)作模式。一個平臺的目標探測設(shè)備獲取的目標信息將在集群內(nèi)相互共享，并通過信息融合形成統(tǒng)一的態(tài)勢信息。目標的跟蹤將按照武器分配方案，由對應(yīng)的跟蹤傳感器測量并求取對應(yīng)目標參數(shù)，并提供給發(fā)射平臺用于火控解算，然后控制武器發(fā)射。

因此，廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)包括以下內(nèi)容：

1）廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)集成優(yōu)化技術(shù)

重點解決系統(tǒng)總體設(shè)計與各組成部分之間的集成，合理進行精度分配，通過硬件與軟件的集成，優(yōu)化系統(tǒng)的信息處理流程，在合理控制重量、體積、成本的前提下，提高產(chǎn)品的搜索效率，增強系統(tǒng)的電磁兼容性能。

2）廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)多傳感器信息及圖像融合技術(shù)

由于監(jiān)視與探測區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)的目標多種多樣，廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)必須具有良好的多目標探測、獲取、檢測、識別與跟蹤定位能力。特別是對低空弱小目標的探測跟蹤作為目標跟蹤領(lǐng)域的重點和難點問題，要綜合運用多種技術(shù)對信號預處理形成的數(shù)字圖像進行濾波、自適應(yīng)分割、增強等處理，實現(xiàn)潛在目標的提取。同時還必須滿足算法的有效性及實時性要求。

3）廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)信息綜合處理與控制技術(shù)

信息處理與控制技術(shù)是一個多功能專用信息處理系統(tǒng)，主要完成光電搜索跟蹤一體化系統(tǒng)信息處理，完成搜索過程的多目標威脅判斷、人機顯示控制接口以及完成與武器系統(tǒng)信息交換，是提高廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)精度，提高實時性，降低虛警率的有效手段。由于在廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)中信息的獲取、傳遞、處理異常復雜，必須綜合采用多光譜技術(shù)、紅外成像技術(shù)、智能識別技術(shù)、數(shù)據(jù)信息融合處理技術(shù)等新的科技成果來提高廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)的探測識別概率和精度。

4）廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)的大區(qū)域、分布式戰(zhàn)場態(tài)勢感知技術(shù)

光電監(jiān)視與探測的目的是為指揮決策中心提供監(jiān)視區(qū)域的態(tài)勢信息，廣域光電監(jiān)視與探測需要根據(jù)探測單元發(fā)送來的每個目標的相關(guān)信息，進行數(shù)據(jù)相關(guān)，目標機動識別、預測、輸出目標的指示信息，進行被動測距，從而進行態(tài)勢感知與威脅判斷。

5）大范圍態(tài)勢顯示/控制技術(shù)

大范圍區(qū)域場景的顯示有兩種方式：圖形顯示和圖像顯示。在圖形顯示方式下，根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)信息以圖形的方式生成目標態(tài)勢圖；在圖像顯示方式下，系統(tǒng)直接輸出場景圖像，并在該圖像上疊加相關(guān)的信息。海面廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)作戰(zhàn)范圍廣，監(jiān)視區(qū)域大，態(tài)勢顯示信息量大，大范圍態(tài)勢顯示/控制技術(shù)就是處理海量信息的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)目標區(qū)域的態(tài)勢顯示和控制。

6）實時圖像與監(jiān)測區(qū)域數(shù)字地圖疊加技術(shù)

通過實時偵察圖像與監(jiān)測區(qū)域數(shù)字地圖的疊加，可以及時獲取目標信息，完成導航、定位等作戰(zhàn)任務(wù)。

7）網(wǎng)絡(luò)化實時通信與信息交換技術(shù)

實時通信與信息交換是保證作戰(zhàn)成功的基礎(chǔ)，如何實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化實時通信與信息交換，是體現(xiàn)廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)效能的關(guān)鍵。利用現(xiàn)有的衛(wèi)星通信，結(jié)合數(shù)據(jù)鏈通信系統(tǒng)，經(jīng)過組網(wǎng)技術(shù)，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化實時通信與信息交換。

4、結(jié)論

廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導引系統(tǒng)具備全時域、全空域、多譜段、立體式的廣域光電偵察與戰(zhàn)場感知能力，可實現(xiàn)偵察/監(jiān)視、搜索/搜救、火力導引、導航、定位等一系列作戰(zhàn)任務(wù)，為作戰(zhàn)指揮中心提供任務(wù)區(qū)域內(nèi)全方位、多層次的態(tài)勢信息。通過該系統(tǒng)的應(yīng)用能夠在現(xiàn)有和新研平臺光電裝備和武器的基礎(chǔ)上，通過貫徹網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同作戰(zhàn)理念，指導武器裝備升級改造和作戰(zhàn)系統(tǒng)的集成設(shè)計，適應(yīng)現(xiàn)代化作戰(zhàn)的軍事需求，能夠極大的提升作戰(zhàn)部隊信息化條件下的綜合作戰(zhàn)能力。