陳建林，巴宏欣，朱孟平，沈平林

(1.空軍指揮學(xué)院，北京 100097;2.解放軍理工大學(xué)通信工程學(xué)院，江蘇 南京 210017)

現(xiàn)代戰(zhàn)場上，多軍兵種聯(lián)合作戰(zhàn)和多兵種合同作戰(zhàn)中，為完成某一作戰(zhàn)任務(wù)，一般需要多個作戰(zhàn)單元協(xié)同完成。這就要求遂行同一作戰(zhàn)任務(wù)的各作戰(zhàn)單元所面對相關(guān)態(tài)勢信息必須保持一致，包括對相關(guān)態(tài)勢的感知、理解和預(yù)測一致性，這是達(dá)成協(xié)同計劃一致和協(xié)同行動同步的關(guān)鍵，為了適應(yīng)聯(lián)合作戰(zhàn)對態(tài)勢一致性的需求，需要構(gòu)建聯(lián)合作戰(zhàn)共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖系統(tǒng)，將陸、海、空、天、電、網(wǎng)六維戰(zhàn)場空間內(nèi)的 ISR、火力、后勤、機(jī)動等信息融合為一個有機(jī)整體，為有效實施指揮與控制、作戰(zhàn)輔助決策、實時部署兵力等提供高效可視化信息平臺，為軍隊各級聯(lián)合作戰(zhàn)指揮員和作戰(zhàn)人員遂行一體化聯(lián)合作戰(zhàn)提供先進(jìn)、高效的作戰(zhàn)指揮手段，實現(xiàn)戰(zhàn)場態(tài)勢共享和一致性理解、作戰(zhàn)意圖實時共享、戰(zhàn)略戰(zhàn)役協(xié)同籌劃決策、作戰(zhàn)部隊高效協(xié)同與同步、作戰(zhàn)平臺網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同指揮控制以及多武器系統(tǒng)聯(lián)合或合成火力打擊，形成信息優(yōu)勢和決策優(yōu)勢，最終達(dá)成火力打擊優(yōu)勢和體系作戰(zhàn)優(yōu)勢。

1 共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖層次、要素和功能

1.1 構(gòu)建層次

按照國家、戰(zhàn)區(qū)/方向以及參戰(zhàn)部隊不同級別的指揮機(jī)構(gòu)和指揮員的作戰(zhàn)應(yīng)用需求，需構(gòu)建如下三個層次的戰(zhàn)場態(tài)勢圖:1)戰(zhàn)略/戰(zhàn)役級共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖(簡稱“戰(zhàn)略/戰(zhàn)役級態(tài)勢圖”);2)戰(zhàn)術(shù)級共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖(簡稱“戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖”);3)武器級共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖(簡稱“武器級態(tài)勢圖”)。分別為戰(zhàn)略戰(zhàn)役籌劃、戰(zhàn)術(shù)指揮控制和火力打擊三個層次的作戰(zhàn)應(yīng)用服務(wù)。如圖1所示。“共用”的含義，是指遂行同一作戰(zhàn)任務(wù)的兩個以上作戰(zhàn)單元所共同關(guān)心的戰(zhàn)場態(tài)勢(及生成該戰(zhàn)場態(tài)勢的數(shù)據(jù))是相同的。圖1中，武器級態(tài)勢圖是由SIAP、SISP和SIGP組成。其中，SIAP為單一合成空情圖(Single Integrated Air Picture)，SISP為單一合成海情圖(Single Integrated Sea Picture)，SIGP為單一合成陸情圖(Single Integrated Ground Picture)。

戰(zhàn)略/戰(zhàn)役級態(tài)勢圖主要服務(wù)于國家、戰(zhàn)區(qū)/方向指揮中心，用于戰(zhàn)場態(tài)勢感知和共享、戰(zhàn)略戰(zhàn)役籌劃與決策、部隊協(xié)同，為作戰(zhàn)方案制定、規(guī)劃和計劃生成提供態(tài)勢服務(wù)視圖，其應(yīng)用跨越了戰(zhàn)略和戰(zhàn)役兩個層次。

應(yīng)用于戰(zhàn)術(shù)層次的共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖按其支持功能分為戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖和武器級態(tài)勢圖兩個層次。其中戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖為參戰(zhàn)各部隊指揮所的作戰(zhàn)行動、協(xié)同任務(wù)以及計劃的制定和戰(zhàn)術(shù)指揮控制提供態(tài)勢服務(wù)視圖，用于部隊的戰(zhàn)術(shù)指揮控制。武器級態(tài)勢圖是為聯(lián)合或合成火力打擊控制與目標(biāo)跟蹤提供的局部戰(zhàn)場空間視圖，用于武器級控制，它是實現(xiàn)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)瞄準(zhǔn)、復(fù)合跟蹤、接力制導(dǎo)，達(dá)成多武器平臺火力協(xié)同打擊的基礎(chǔ)。

圖1 共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖體系及其應(yīng)用層次

這三級態(tài)勢圖是從用戶的應(yīng)用需求出發(fā)來劃分的，三種態(tài)勢圖的主要差別在于作戰(zhàn)應(yīng)用層次、作戰(zhàn)區(qū)域、態(tài)勢的粒度以及態(tài)勢要素的種類和類型、數(shù)據(jù)的實時性和精度等方面的不同。即使是同一層次的態(tài)勢圖，因服務(wù)對象不同，其粒度、作戰(zhàn)區(qū)域、要素等也存在差異。如服務(wù)于國家級的戰(zhàn)場態(tài)勢圖，與服務(wù)于戰(zhàn)役方向的戰(zhàn)場態(tài)勢圖相比，后者更接近戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖。

1.2 構(gòu)成要素

1)戰(zhàn)略/戰(zhàn)役級態(tài)勢圖的構(gòu)成要素

戰(zhàn)略/戰(zhàn)役級態(tài)勢圖服務(wù)于戰(zhàn)略/戰(zhàn)役籌劃，主要描繪戰(zhàn)場當(dāng)前的部署和態(tài)勢，其所包含的主要態(tài)勢要素有:①敵、我、友、中立方的空中、空間、地面、水面、水下(如能獲取)等戰(zhàn)場空間目標(biāo)的位置、狀態(tài)和屬性信息;②敵、我、友、中立方的空中、空間、地面、水面、水下(如能獲取)等戰(zhàn)場空間目標(biāo)的機(jī)動預(yù)測、軌跡估計等信息;③ 所有可能影響敵、我、友、中立方的兵力部署的戰(zhàn)場環(huán)境信息(如氣象、海洋、地理、水文、電磁環(huán)境等信息);④兵力部署和規(guī)劃等(如作戰(zhàn)區(qū)域、兵力部署、作戰(zhàn)計劃、航跡規(guī)劃等);⑤其它擴(kuò)展內(nèi)容。

2)戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖的構(gòu)成要素

戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖服務(wù)于戰(zhàn)術(shù)層次實時指揮控制，其態(tài)勢要素更注重實時信息、動態(tài)信息。戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖中的態(tài)勢信息是構(gòu)建更高層次(如戰(zhàn)略級/戰(zhàn)役級)共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖的重要數(shù)據(jù)來源。戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖所含態(tài)勢要素主要包括:①實時、近實時、非實時的敵、我、友、中立方的戰(zhàn)場目標(biāo)和環(huán)境數(shù)據(jù);② 我、友方實時的作戰(zhàn)方案和計劃部署等，敵方可能的作戰(zhàn)企圖、作戰(zhàn)方案和計劃部署等;③共用戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)庫等。

3)武器級態(tài)勢圖的構(gòu)成要素

武器級態(tài)勢圖是面向武器控制級應(yīng)用的共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖，是專為聯(lián)合或合成火力打擊控制與目標(biāo)跟蹤提供的局部戰(zhàn)場空間視圖，其要素構(gòu)成主要包含相應(yīng)局部戰(zhàn)場空間的各類打擊目標(biāo)、火力單元和環(huán)境參數(shù)等。

武器級態(tài)勢圖的態(tài)勢要素以戰(zhàn)場空間中的動態(tài)目標(biāo)為主，依空間和打擊目標(biāo)不同，可以劃分為單一合成空情圖、單一合成太空圖、單一合成陸情圖、單一合成海情圖、單一合成海底圖［1］等。

1.3 主要功能

1)戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖的主要功能

戰(zhàn)場信息收集 接收作戰(zhàn)部隊/作戰(zhàn)平臺上報的武器級態(tài)勢圖的數(shù)據(jù);典型的傳感器實時或準(zhǔn)實時的數(shù)據(jù)自動接收;己方作戰(zhàn)平臺回傳的GPS/北斗系統(tǒng)定位數(shù)據(jù);己方作戰(zhàn)平臺回傳的數(shù)據(jù)鏈信息;情報節(jié)點篩選后上傳的數(shù)據(jù);人工輸入的態(tài)勢報告等。

數(shù)據(jù)處理與管理 對多源信息融合處理后的戰(zhàn)場目標(biāo)信息進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換;戰(zhàn)場目標(biāo)的軌跡關(guān)聯(lián)和融合處理;戰(zhàn)場目標(biāo)和軌跡數(shù)據(jù)管理，可為每個目標(biāo)的歷史軌跡存檔，隨時可提取某個時刻的軌跡信息;戰(zhàn)場態(tài)勢目標(biāo)信息圖層的制作與軍標(biāo)顯示等。

態(tài)勢圖的顯示 不同的應(yīng)用系統(tǒng)為戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖提供關(guān)于戰(zhàn)場不同側(cè)面的信息，戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖以圖層的方式將其聯(lián)系在一起，用特定的符號顯示在地圖上;地圖的更新、加載、刪除及二維和三維顯示等。

態(tài)勢圖的分發(fā) 向下屬按需分發(fā)態(tài)勢圖;向使用該態(tài)勢圖的上級指揮中心、協(xié)同和支援單位報送態(tài)勢圖;向責(zé)任區(qū)外的友鄰部隊按需提供態(tài)勢圖;向使用該態(tài)勢圖的軍兵種按需提供態(tài)勢圖等。

數(shù)據(jù)交換 戰(zhàn)術(shù)級級態(tài)勢圖為系統(tǒng)提供信息輸入輸出機(jī)制;訪問外部數(shù)據(jù)庫的接口;與其它戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，以共享/接收其它系統(tǒng)的信息。戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖中的通信模塊必須具有適應(yīng)性、兼容性和多通道性，能夠接收來自雷達(dá)、聲納、衛(wèi)星、操作人員等的自動或人工輸入數(shù)據(jù)，以及其它信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

為輔助決策提供支撐 戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖能夠為指揮員的作戰(zhàn)指揮決策提供輔助工具，包括目標(biāo)航跡運(yùn)動分析預(yù)測，在數(shù)據(jù)地圖上疊加決策所需要的覆蓋圖層，如重要地區(qū)、邊界、禁區(qū)、惡劣氣象區(qū)域、傳感器探測偵察范圍、敵我雙方火力覆蓋范圍等。

2)戰(zhàn)略/戰(zhàn)役級態(tài)勢圖的主要功能

戰(zhàn)略/戰(zhàn)役級態(tài)勢圖可提供大區(qū)域的戰(zhàn)場綜合態(tài)勢，其主要功能與分類戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖類似，只是在具體功能應(yīng)用上更側(cè)重于為戰(zhàn)略/戰(zhàn)役籌劃服務(wù)，其數(shù)據(jù)的實時性和精度要求低于戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖。

3)武器級態(tài)勢圖的主要功能

武器級態(tài)勢圖是面向某一作戰(zhàn)空間作戰(zhàn)應(yīng)用的多源探測和偵察信息的融合圖，它主要提供融合后的目標(biāo)狀態(tài)和屬性參數(shù)。以單一合成空情圖SIAP為例，它對作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)所有空中目標(biāo)進(jìn)行融合處理，生成多級多類指揮機(jī)構(gòu)和多種武器系統(tǒng)所共用的、連續(xù)的、清晰的、實時的空中目標(biāo)航跡圖。其功能主要包括［2］:①在各個單元之間接收和傳遞傳感器關(guān)聯(lián)量測報告等;②協(xié)同處理關(guān)聯(lián)量測報告，產(chǎn)生單一合成空中航跡圖;③對航跡圖中的每個空中目標(biāo)，協(xié)同確定其身份屬性。

2 聯(lián)合作戰(zhàn)共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖生成過程

戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖和戰(zhàn)略/戰(zhàn)役級態(tài)勢圖生成過程，如圖2所示。戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖是生成戰(zhàn)略/戰(zhàn)役級態(tài)勢圖的基礎(chǔ)。

圖2 共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖生成過程

戰(zhàn)術(shù)級處理中心對所獲得的各種數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)分兩步進(jìn)行處理:1)首先，在“數(shù)據(jù)融合中心”將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到融合后的戰(zhàn)場目標(biāo)信息，送至“戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖生成、管理與傳輸系統(tǒng)”;2)由“戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖、管理與傳輸系統(tǒng)”對融合后的戰(zhàn)場目標(biāo)軌跡進(jìn)行管理，包括添加、刪除、合并軌跡、軌跡關(guān)聯(lián)/去關(guān)聯(lián)、編輯/更新軌跡等，然后融入本級指揮員的規(guī)劃和意圖等，構(gòu)成了作戰(zhàn)圖疊加層，生成戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖;最后將本地的戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?zhàn)略/戰(zhàn)役級融合中心。

戰(zhàn)略/戰(zhàn)役級處理中心將來自多個戰(zhàn)術(shù)級處理中心的戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢圖數(shù)據(jù)和其它數(shù)據(jù)源的補(bǔ)充數(shù)據(jù)融合在一起，通過篩選、消除冗余和錯誤、情報融合與綜合印證等，再進(jìn)行裁剪過濾，同指揮員的規(guī)劃、意圖等一起，生成本級的戰(zhàn)略/戰(zhàn)役級態(tài)勢圖。

3 聯(lián)合作戰(zhàn)共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖建設(shè)對策建議

聯(lián)合作戰(zhàn)共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖的建設(shè)和發(fā)展必須滿足未來聯(lián)合作戰(zhàn)的作戰(zhàn)需求、適應(yīng)作戰(zhàn)任務(wù)的變化和作戰(zhàn)空間的拓展，在目前現(xiàn)有態(tài)勢圖系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)上，要加強(qiáng)立體的戰(zhàn)場感知網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、加強(qiáng)地理空間情報建設(shè)、大力開展構(gòu)建態(tài)勢圖的關(guān)鍵技術(shù)研究、構(gòu)建統(tǒng)一的、分布式的共用態(tài)勢數(shù)據(jù)庫，并實現(xiàn)共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖與指控系統(tǒng)的綜合集成、與傳感器系統(tǒng)和武器系統(tǒng)交鏈，使各級指揮員能夠通過共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖實現(xiàn)對戰(zhàn)場態(tài)勢的共享和一致性理解、實現(xiàn)對參戰(zhàn)部隊和作戰(zhàn)平臺的協(xié)同指揮控制、實現(xiàn)武器系統(tǒng)對戰(zhàn)場目標(biāo)的協(xié)同火力分配和精確打擊。

1)加強(qiáng)立體的戰(zhàn)場感知網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

聯(lián)合作戰(zhàn)共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖需要涵蓋的信息空間范圍包括陸、海、空、天、電、網(wǎng)六維戰(zhàn)場空間，信息內(nèi)容也擴(kuò)大到包含兵力、火力、ISR(情報、監(jiān)視與偵察)、后勤、機(jī)動等各類，才能生成戰(zhàn)區(qū)以上完整的戰(zhàn)場態(tài)勢圖，滿足多軍兵種聯(lián)合作戰(zhàn)的需求和未來的“空海一體戰(zhàn)”、“走向深藍(lán)”、“超視距遠(yuǎn)距離精確打擊”等作戰(zhàn)任務(wù)的需求。

目前，軍隊?wèi)?zhàn)場態(tài)勢圖系統(tǒng)建設(shè)走在前列的是空軍情報融合系統(tǒng)的建設(shè)，可實現(xiàn)多元情報的實時融合，提供大區(qū)域戰(zhàn)場態(tài)勢。但還存在一定的不足，如主要使用陸基和?；脚_的傳感器數(shù)據(jù);情報信息源的種類和類型還不夠豐富;尚未實現(xiàn)各類情報源數(shù)據(jù)的自動智能印證和融合等［2］。因此，需要從目前主要依靠陸基、?；脚_傳感器信息源，擴(kuò)展到大量使用天基、空基平臺的傳感器信息源，形成陸、海、空、天立體的戰(zhàn)場感知網(wǎng)絡(luò);不僅實現(xiàn)多雷達(dá)情報自動融合，還要實現(xiàn)多頻段、多介質(zhì)，如雷達(dá)、光電、紅外、SAR等多類信息源信息的自動、高效融合，以及與中長期情報的自動、智能融合。

2)加強(qiáng)地理空間情報建設(shè)

地理空間情報是融合地理信息系統(tǒng)、圖像情報、傳感器情報等于一體的新興情報科學(xué)。地理空間情報是為描述、評估和直觀顯示地球上的天然地物和與地理相關(guān)的活動而對圖像和地理空間信息進(jìn)行開發(fā)和分析的結(jié)果，它由圖像、圖像情報和地理空間信息組成［3］。標(biāo)準(zhǔn)地理空間情報產(chǎn)品由光電、雷達(dá)、紅外和多譜段遙感數(shù)據(jù)生成。

地理空間情報是共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖的主要數(shù)據(jù)源之一，也是共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖的信息融合與集成的基礎(chǔ)框架，并為共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖提供了可視化工具和分析工具。因此，要加強(qiáng)地理空間情報的建設(shè)，包括制定地理空間數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)及相關(guān)的地理空間技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等;提高其基于Web的互操作能力;采用以網(wǎng)絡(luò)為中心、面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA)，提高可擴(kuò)展可重用能力;加強(qiáng)集成與融合服務(wù)能力、空間分析服務(wù)能力等;在標(biāo)準(zhǔn)地理空間產(chǎn)品上增加3D可視化能力以及加入時間和運(yùn)動要素的4D能力等。

3)大力開展構(gòu)建共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖的關(guān)鍵技術(shù)研究

多源信息融合技術(shù)是生成共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)之一。針對軍隊的信息融合技術(shù)水平現(xiàn)狀和未來的作戰(zhàn)需求，應(yīng)大力開展以下技術(shù)的研究:隱身目標(biāo)、弱信號、低空目標(biāo)的檢測、發(fā)現(xiàn)、識別和跟蹤技術(shù);高速目標(biāo)、大機(jī)動目標(biāo)、空間彈道等目標(biāo)的跟蹤與識別技術(shù);電子對抗干擾環(huán)境下，弱信號檢測、真假目標(biāo)識別和早期預(yù)警技術(shù);多類差異信息柔性融合技術(shù);圖像目標(biāo)特征的融合增強(qiáng)與提取技術(shù);多介質(zhì)信息融合目標(biāo)多級識別技術(shù);態(tài)勢估計與威脅估計智能化技術(shù);運(yùn)動平臺探測系統(tǒng)配準(zhǔn)技術(shù);雷達(dá)、紅外、光電、技偵、SAR、電子偵察情報、人工情報等不同頻段、介質(zhì)、粒度、信息形態(tài)的情報的自動融合方法等。此外，全源信息的完整性和一致性管理技術(shù)也是生成共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖的重難點問題，包括航跡數(shù)據(jù)的自動傳輸和同步、站點間實時/近實時的數(shù)據(jù)交換技術(shù)等［2］。其它的關(guān)鍵技術(shù)還包括戰(zhàn)場態(tài)勢元數(shù)據(jù)建模技術(shù)、基于Web的態(tài)勢顯示技術(shù)［4］、態(tài)勢信息的綜合與可視化、態(tài)勢信息的定制與互操作等。

4)構(gòu)建統(tǒng)一的、分布式共用態(tài)勢數(shù)據(jù)庫

共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖系統(tǒng)是一個分布式的數(shù)據(jù)處理和交換環(huán)境，需要通過開發(fā)一個一致的共用態(tài)勢數(shù)據(jù)庫，使用通用的數(shù)據(jù)框架和設(shè)施，來跨組織地共享數(shù)據(jù)。

共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖所涵蓋的數(shù)據(jù)包括:戰(zhàn)場地理空間數(shù)據(jù)，戰(zhàn)場探測和偵察傳感器的情報數(shù)據(jù)，氣象水文數(shù)據(jù)，武器裝備數(shù)據(jù)，后勤保障數(shù)據(jù)，兵力動員數(shù)據(jù)，作戰(zhàn)規(guī)劃數(shù)據(jù)，戰(zhàn)場兵力部署數(shù)據(jù)，信息融合后的戰(zhàn)場目標(biāo)狀態(tài)、屬性和航跡數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)內(nèi)容。數(shù)據(jù)的格式包含圖形、圖像、文本、數(shù)據(jù)等各種類型，既有靜態(tài)的、也有動態(tài)的，既有長期的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如戰(zhàn)場地理空間數(shù)據(jù)、武器裝備數(shù)據(jù)等，也有戰(zhàn)時的臨時數(shù)據(jù)，如戰(zhàn)場時敏目標(biāo)的航跡數(shù)據(jù)等。因此首先需要加強(qiáng)各種數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè);在建設(shè)共用戰(zhàn)場態(tài)勢圖的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，開展共用態(tài)勢數(shù)據(jù)庫建設(shè)。

［1］趙宗貴，李君靈，王珂，等.共用作戰(zhàn)圖現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］.中國電子科學(xué)院研究院學(xué)報，2008，3(4):384-392.

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