廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察 火力導(dǎo)引系統(tǒng)探討

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)正向著信息化、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同作戰(zhàn)的趨勢(shì)發(fā)展，光電產(chǎn)品作為信息采集、火力導(dǎo)引的重要節(jié)點(diǎn)，在提升產(chǎn)品自身能力的同時(shí)，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(shí)域、全空域、多譜段、立體式光電偵察，戰(zhàn)場(chǎng)信息獲取與處理，目標(biāo)信息指示與綜合戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)顯示，與武器平臺(tái)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)火力引導(dǎo)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(chǎng)偵察/火力導(dǎo)引體系，以獲取全面的戰(zhàn)場(chǎng)信息。廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導(dǎo)引系統(tǒng)具備多頻譜的偵察手段，能夠?qū)δ繕?biāo)實(shí)施多譜段、全天候偵察，減小漏警概率；能夠從戰(zhàn)爭(zhēng)全局的特點(diǎn)出發(fā)，基于作戰(zhàn)部隊(duì)的不同平臺(tái)體系化、標(biāo)準(zhǔn)化地配置各類偵察裝備，協(xié)同作戰(zhàn)，實(shí)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(guò)態(tài)勢(shì)分層感應(yīng)突破單一設(shè)備視場(chǎng)、作用距離等方面的局限，獲取豐富的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息，對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)區(qū)域內(nèi)敵方各類特征目標(biāo)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，提高搜索跟蹤、識(shí)別定位能力，為多平臺(tái)協(xié)同作戰(zhàn)提供戰(zhàn)場(chǎng)信息支撐；能夠與武器平臺(tái)協(xié)同，實(shí)施打擊引導(dǎo)，并能夠?qū)ψ鲬?zhàn)效果進(jìn)行評(píng)估。

1、國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況

1.1、國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科技的發(fā)展，對(duì)于海岸線、毗鄰邊界和經(jīng)濟(jì)專屬區(qū)的監(jiān)視與保護(hù)越來(lái)越受到各國(guó)的重視。國(guó)外在廣域光電監(jiān)視與探測(cè)技術(shù)的研究主要集中在美國(guó)、以色列、俄羅斯以及西歐等軍事強(qiáng)國(guó)，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(lái)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(yù)警與巡邏飛機(jī)、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(guó)、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(jì)專屬區(qū)的監(jiān)視、防衛(wèi)及非法活動(dòng)，例如走私、非法移民、盜漁、偷渡、及水下活動(dòng)等。

美軍經(jīng)濟(jì)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(guó)家導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的可共用部分）、以P-3獵戶（ORION）系列機(jī)載監(jiān)視與防護(hù)空基層次（包含直升機(jī)等）、具備數(shù)據(jù)鏈節(jié)點(diǎn)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(guó)以衛(wèi)星、NIMROD MRA.4機(jī)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(jī)載系列于2009年開(kāi)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(dá)、光電傳感器、磁異常探測(cè)器、探針和聲納浮標(biāo)等傳感器探測(cè)到的態(tài)勢(shì)感知數(shù)據(jù)進(jìn)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(shì)地圖上，并進(jìn)行導(dǎo)航、火力打擊與導(dǎo)引等任務(wù)。

澳大利亞以衛(wèi)星、ATOS機(jī)載戰(zhàn)術(shù)與監(jiān)視系統(tǒng)（包括直升機(jī)）（包含雷達(dá)和光電數(shù)據(jù)）、水面島礁光電傳感器、水下探測(cè)網(wǎng)絡(luò)（包含潛艇等）等通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將信息和實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)傳到地面站（包含固定站和移動(dòng)站），另外結(jié)合來(lái)自澳大利亞國(guó)家海洋監(jiān)視中心的任務(wù)和規(guī)劃信息，分三級(jí)（傳感器級(jí)、本地級(jí)、國(guó)家級(jí)）疊加在數(shù)字態(tài)勢(shì)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(guó)等國(guó)采用了機(jī)載海上態(tài)勢(shì)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(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)對(duì)廣域光電監(jiān)視與探測(cè)技術(shù)的研究還處于原理驗(yàn)證階段，其關(guān)鍵技術(shù)都是跟蹤國(guó)外研究態(tài)勢(shì)，研究重點(diǎn)主要集中在功能原理探索、核心功能算法，改進(jìn)分系統(tǒng)性能等方面。

2、廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導(dǎo)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(dǎo)引系統(tǒng)示意圖

廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導(dǎo)引系統(tǒng)是利用基于不同平臺(tái)的光電任務(wù)系統(tǒng)組網(wǎng)協(xié)同，快速探測(cè)戰(zhàn)場(chǎng)威脅，并提供目標(biāo)識(shí)別和火力引導(dǎo)等作戰(zhàn)任務(wù)。該系統(tǒng)可用于戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同作戰(zhàn)方式，提高戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知能力，突破單一傳感器的能力極限，形成信息探測(cè)、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(duì)機(jī)場(chǎng)、港口、陣地等高價(jià)值軍事要地的防護(hù)，可以布置在軍事要地周圍，實(shí)施全方位全天候偵察和搜索，通過(guò)多譜段、多傳感器的協(xié)同、信息融合，能夠在強(qiáng)雜波、嚴(yán)重干擾的目標(biāo)環(huán)境下實(shí)時(shí)獲取掃描區(qū)域內(nèi)低可探測(cè)目標(biāo)信息，并實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的分類識(shí)別、態(tài)勢(shì)/威脅估計(jì)，從而能夠增強(qiáng)威脅目標(biāo)探測(cè)能力，為防衛(wèi)系統(tǒng)提供及時(shí)有效的信息支持。

廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導(dǎo)引系統(tǒng)采用分層、分段的方式進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)、識(shí)別和跟蹤。遠(yuǎn)距/高空平臺(tái)上的傳感器執(zhí)行初始探測(cè)和跟蹤功能，具備廣域、遠(yuǎn)距探測(cè)能力；中距/中空作戰(zhàn)平臺(tái)上的傳感器完成對(duì)指定目標(biāo)的瞄準(zhǔn)，火力引導(dǎo)；近距/低空平臺(tái)裝備相對(duì)近距離、高分辨的光電探測(cè)系統(tǒng)，用以精確探測(cè)目標(biāo)，引導(dǎo)武器系統(tǒng)完成火力打擊。

圖2 各作戰(zhàn)平臺(tái)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(shì)顯示）；

2）、車載/艦載/機(jī)載（固定翼/旋翼機(jī)）光電觀瞄吊艙（火力導(dǎo)引）；

3）、低空廣域監(jiān)視吊艙（低空掠海小目標(biāo)探測(cè)），載體包括：艦載無(wú)人機(jī)、無(wú)人直升機(jī)、直升機(jī)等；

4）、機(jī)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(jī)；

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(tái)；

6）、各平臺(tái)傳感器與指揮控制中心的實(shí)時(shí)通訊網(wǎng)絡(luò)。

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

傳統(tǒng)火控系統(tǒng)目標(biāo)探測(cè)和跟蹤之間采用“獵 - 殲”模式。目標(biāo)搜索設(shè)備發(fā)現(xiàn)目標(biāo)威脅后直接調(diào)動(dòng)跟蹤設(shè)備對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，跟蹤設(shè)備獲取高質(zhì)量的目標(biāo)信息，經(jīng)火控計(jì)算機(jī)進(jìn)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(dǎo)引系統(tǒng)采用多平臺(tái)協(xié)作模式。一個(gè)平臺(tái)的目標(biāo)探測(cè)設(shè)備獲取的目標(biāo)信息將在集群內(nèi)相互共享，并通過(guò)信息融合形成統(tǒng)一的態(tài)勢(shì)信息。目標(biāo)的跟蹤將按照武器分配方案，由對(duì)應(yīng)的跟蹤傳感器測(cè)量并求取對(duì)應(yīng)目標(biāo)參數(shù)，并提供給發(fā)射平臺(tái)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(dǎo)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(dǎo)引系統(tǒng)集成優(yōu)化技術(shù)

重點(diǎn)解決系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與各組成部分之間的集成，合理進(jìn)行精度分配，通過(guò)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(qiáng)系統(tǒng)的電磁兼容性能。

2）廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導(dǎo)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(cè)區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)的目標(biāo)多種多樣，廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導(dǎo)引系統(tǒng)必須具有良好的多目標(biāo)探測(cè)、獲取、檢測(cè)、識(shí)別與跟蹤定位能力。特別是對(duì)低空弱小目標(biāo)的探測(cè)跟蹤作為目標(biāo)跟蹤領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，要綜合運(yùn)用多種技術(shù)對(duì)信號(hào)預(yù)處理形成的數(shù)字圖像進(jìn)行濾波、自適應(yīng)分割、增強(qiáng)等處理，實(shí)現(xiàn)潛在目標(biāo)的提取。同時(shí)還必須滿足算法的有效性及實(shí)時(shí)性要求。

3）廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導(dǎo)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(gè)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(guò)程的多目標(biāo)威脅判斷、人機(jī)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(dǎo)引系統(tǒng)精度，提高實(shí)時(shí)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(dǎo)引系統(tǒng)中信息的獲取、傳遞、處理異常復(fù)雜，必須綜合采用多光譜技術(shù)、紅外成像技術(shù)、智能識(shí)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(lái)提高廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導(dǎo)引系統(tǒng)的探測(cè)識(shí)別概率和精度。

4）廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導(dǎo)引系統(tǒng)的大區(qū)域、分布式戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知技術(shù)

光電監(jiān)視與探測(cè)的目的是為指揮決策中心提供監(jiān)視區(qū)域的態(tài)勢(shì)信息，廣域光電監(jiān)視與探測(cè)需要根據(jù)探測(cè)單元發(fā)送來(lái)的每個(gè)目標(biāo)的相關(guān)信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)相關(guān)，目標(biāo)機(jī)動(dòng)識(shí)別、預(yù)測(cè)、輸出目標(biāo)的指示信息，進(jìn)行被動(dòng)測(cè)距，從而進(jìn)行態(tài)勢(shì)感知與威脅判斷。

5）大范圍態(tài)勢(shì)顯示/控制技術(shù)

大范圍區(qū)域場(chǎng)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(biāo)態(tài)勢(shì)圖；在圖像顯示方式下，系統(tǒng)直接輸出場(chǎng)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(dǎo)引系統(tǒng)作戰(zhàn)范圍廣，監(jiān)視區(qū)域大，態(tài)勢(shì)顯示信息量大，大范圍態(tài)勢(shì)顯示/控制技術(shù)就是處理海量信息的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域的態(tài)勢(shì)顯示和控制。

6）實(shí)時(shí)圖像與監(jiān)測(cè)區(qū)域數(shù)字地圖疊加技術(shù)

通過(guò)實(shí)時(shí)偵察圖像與監(jiān)測(cè)區(qū)域數(shù)字地圖的疊加，可以及時(shí)獲取目標(biāo)信息，完成導(dǎo)航、定位等作戰(zhàn)任務(wù)。

7）網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時(shí)通信與信息交換技術(shù)

實(shí)時(shí)通信與信息交換是保證作戰(zhàn)成功的基礎(chǔ)，如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時(shí)通信與信息交換，是體現(xiàn)廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導(dǎo)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(guò)組網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時(shí)通信與信息交換。

4、結(jié)論

廣域分層戰(zhàn)術(shù)偵察/火力導(dǎo)引系統(tǒng)具備全時(shí)域、全空域、多譜段、立體式的廣域光電偵察與戰(zhàn)場(chǎng)感知能力，可實(shí)現(xiàn)偵察/監(jiān)視、搜索/搜救、火力導(dǎo)引、導(dǎo)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(shì)信息。通過(guò)該系統(tǒng)的應(yīng)用能夠在現(xiàn)有和新研平臺(tái)光電裝備和武器的基礎(chǔ)上，通過(guò)貫徹網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同作戰(zhàn)理念，指導(dǎo)武器裝備升級(jí)改造和作戰(zhàn)系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì)，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(duì)信息化條件下的綜合作戰(zhàn)能力。