周 波,戴幻堯,喬會東,崔建嶺,劉文釗
(中國洛陽電子裝備試驗中心,河南洛陽 471003)
基于“OODA環(huán)”理論的認知電子戰(zhàn)與賽博戰(zhàn)探析
周 波,戴幻堯,喬會東,崔建嶺,劉文釗
(中國洛陽電子裝備試驗中心,河南洛陽 471003)
認知電子戰(zhàn)是未來電子戰(zhàn)的一個重要發(fā)展方向?;凇癘ODA環(huán)”理論,分析了認知無線電、認知雷達和以及典型認知電子戰(zhàn)項目的認知原理,并對比賽博戰(zhàn)的概念、特征和賽博作戰(zhàn)認知過程,分析了認知電子戰(zhàn)與賽博戰(zhàn)之間的使能關系,探索認知電子戰(zhàn)與賽博戰(zhàn)的認知內涵。
認知電子戰(zhàn);認知無線電;認知雷達;賽博戰(zhàn);OODA環(huán)
自20世紀80年代“OODA(Observe+Orient+De+ cide+Act)環(huán)”理論提出以來,便以其簡潔明了的方式在作戰(zhàn)實體復雜戰(zhàn)爭行為規(guī)律描述方面得到了廣泛應用[1];該理論也逐漸成為美軍描述指揮決策過程的主要模型框架[2],為美軍軍隊建設與戰(zhàn)爭實踐發(fā)揮了重要的理論指導作用。近年來隨著信息技術的飛速發(fā)展及其在軍事領域的廣泛應用,以“OODA環(huán)”理論為代表的認知科學越來越受到雷達、通信,以及電子戰(zhàn)領域的關注,相繼出現(xiàn)了以認知無線電、認知雷達和認知導航等為代表的新型智能化電子戰(zhàn)系統(tǒng)。特別是在日益復雜的電磁環(huán)境中,認知電子戰(zhàn)系統(tǒng)以其能夠根據環(huán)境和目標特性自適應進行智能化電子防護和電子攻擊等顯著特點和技術優(yōu)勢,逐漸成為未來電子戰(zhàn)發(fā)展的新方向、新趨勢[3-6]。
雷達、通信及導航等電子戰(zhàn)系統(tǒng)中認知技術的發(fā)展,必然會給與電子戰(zhàn)緊密相關的賽博戰(zhàn)帶來巨大發(fā)展機遇。文獻[7]研究了賽博戰(zhàn)系統(tǒng)認知模型與關鍵技術,但是在電子戰(zhàn)發(fā)展到認知時代這種新趨勢下,它與賽博戰(zhàn)之間出現(xiàn)的嶄新關系,以及認知電子戰(zhàn)在賽博空間中所發(fā)揮的作用還需要深入研究。另外,賽博作戰(zhàn)的賽博空間不僅包括物理域、信息域、社會域,還包括了認知域;賽博作戰(zhàn)的認知與認知電子戰(zhàn)中的認知有何異同,目前還沒有清晰的認識。針對這些問題,基于“OODA環(huán)”理論,從認知電子戰(zhàn)的發(fā)展歷程和美軍典型認知電子戰(zhàn)項目,以及賽博戰(zhàn)的概念、特征和賽博作戰(zhàn)認知過程,分析了認知電子戰(zhàn)與賽博戰(zhàn)之間的使能關系,探索賽博戰(zhàn)與認知電子戰(zhàn)的認知內涵與特點。
“OODA環(huán)”理論由John Boyd從一對一空戰(zhàn)經驗中所提出[1];它是由“觀察”、“判斷”、“決策”和“行動”四個環(huán)節(jié)構成的OODA決策環(huán)路,其中OO+ DA是這四個環(huán)節(jié)的英文首字母。“OODA環(huán)”理論的模型示意圖,如圖1所示。
圖1 OODA環(huán)模型
由圖1可看出,John Boyd的OODA環(huán)模型包含四個基本環(huán)節(jié)。
(1)觀察:對戰(zhàn)場環(huán)境進行感知或觀察,從戰(zhàn)場環(huán)境中搜集信息和數據;
(2)判斷:對當前的戰(zhàn)場態(tài)勢進行分析和評估,并對相關的信息和數據進行處理;
(3)決策:根據戰(zhàn)場環(huán)境信息和當前自身的狀態(tài)制定策略,并選擇合適的行動方案;
(4)行動:根據所選方案實施行動。
OODA環(huán)模型是對決策過程各環(huán)節(jié)進行的簡潔描述,而且該過程是在一種動態(tài)、復雜環(huán)境中進行的,并受到不確定性等因素的影響。OODA環(huán)具有循環(huán)特性、時效性、嵌套性等特點。
OODA環(huán)在典型的軍事決策與指揮控制活動中發(fā)展起來,最初是一種用于空戰(zhàn)戰(zhàn)術決策的模型,由于其循環(huán)特性、嵌套性及強時效性,所以可以將其看作一個動態(tài)的系統(tǒng)。另外,OODA環(huán)清晰合理的階段劃分及其對時效性的強調都符合指揮決策與控制過程的特點,揭示了復雜戰(zhàn)爭行為的內在規(guī)律,現(xiàn)在已發(fā)展成為軍事指揮控制的通用模型,而且還廣泛應用于其他領域,如商業(yè)活動等。其中,在眾多應用領域中,為適應不同層次不同類型的需求,許多研究人員對其進行了改進,形成了很多改進型OODA模型,如擴展OODA、迭代OODA、模塊化OODA,以及認知OODA。
2.1 認知無線電OODA環(huán)
認知無線電的概念最早是由瑞典的Joseph Mi+ tola博士于1999年提出來的,其給出的認知無線電OODA環(huán)模型[8]如圖2所示??梢哉f,它是“OODA環(huán)”理論在無線通信領域的首次應用。
圖2 認知無線電OODA環(huán)模型
由圖2的認知無線電OODA環(huán)模型可知,它通過觀察外部世界來感知周圍的無線電環(huán)境,先將感知到的環(huán)境信息進行解析、預處理,并基于背景知識進行推理,然后進入判斷環(huán)節(jié);在判斷過程中,建立了各個優(yōu)先級的進程后,即刻進行的進程直接進入行動環(huán)節(jié),緊急情況的先進入決策環(huán)節(jié)再進行行動,而普通進程則先進入規(guī)劃環(huán)節(jié),再通過決策進入行動環(huán)節(jié)。其中在規(guī)劃過程中主要對產生的備選頻率進行評估,并注冊當前時間。在決策環(huán)節(jié)中,通過資源分配及觸發(fā)進程進入行動。這樣,就完成了一個完整的 OODA環(huán),當前行動實施之后會出現(xiàn)新情況,這就轉入觀察進行下一個OODA的循環(huán),循環(huán)過程中需要不斷對新狀態(tài)進行學習以便于規(guī)劃,還要對比先前狀態(tài)以便于進行決策。
所以,認知無線電就是通過OODA環(huán)實現(xiàn)對周圍電磁環(huán)境的感知,并與通信環(huán)境進行智能交流,根據交流的結果實時調整傳輸參數(調制方式,編碼體制,發(fā)射功率,通信頻率等),使通信系統(tǒng)的無線電參數不僅與規(guī)則相適應,而且與環(huán)境相匹配,從而實現(xiàn)無論何時何地都能達到通信系統(tǒng)的高可靠性和頻譜利用的高效性的目標。
2.2 認知雷達OODA環(huán)
認知雷達概念最早由 Simon Haykin教授于2006年正式提出[9]。認知雷達順應了自適應智能化的發(fā)展趨勢,可將其理解為:通過與環(huán)境不斷交互而理解環(huán)境并適應環(huán)境的一個發(fā)射-接收-發(fā)射的閉環(huán)雷達系統(tǒng);也可以說,認知雷達是“OODA環(huán)”理論在雷達領域的應用,其OODA環(huán)模型基本結構如圖3所示。
圖3 認知雷達動態(tài)閉環(huán)反饋功能OODA模型結構示意圖
從圖3可以看出,認知雷達同樣也是一個具有反饋功能的動態(tài)閉環(huán)系統(tǒng),所以它充分體現(xiàn)了“OO+ DA環(huán)”理論的基本特點。
(1)接收機自適應:接收機接收雷達信號,通過對周圍電磁環(huán)境的觀察,在先驗知識庫的支持下自適應的隨著對外部環(huán)境的認知改變參數,并通過與環(huán)境的不斷交互及持續(xù)學習,再利用學習的信息積累新的經驗知識。所以,接收機主要完成OODA環(huán)中的觀察、判斷,以及決策等環(huán)節(jié)。
(2)發(fā)射機自適應:發(fā)射機隨外部環(huán)境變化自適應的改變發(fā)射波形,通過對環(huán)境信息重要因素的提取,以高效健壯的方式調整發(fā)射信號,并最終將決策信息自適應的發(fā)射出去,完成OODA環(huán)的行動環(huán)節(jié)。
(3)認知閉環(huán)反饋:整個認知雷達組成了一個由接收機-發(fā)射機-環(huán)境的動態(tài)閉環(huán)反饋系統(tǒng),體現(xiàn)了OODA環(huán)的循環(huán)特性。
上述認知雷達自適應和閉環(huán)反饋功能既充分體現(xiàn)了雷達智能化的認知能力,也說明了認知雷達“OODA環(huán)”的基本工作原理,其中認知雷達在知識輔助處理的基礎上,接收機把對環(huán)境及相關信息等知識的估計和判斷返回給發(fā)射機,完成具有循環(huán)特性的閉環(huán)反饋功能,直到適應電磁環(huán)境的復雜多變。
2.3 認知電子戰(zhàn)OODA環(huán)
美國最早意識到認知技術給電子戰(zhàn)帶來的挑戰(zhàn),也最先開展了認知電子戰(zhàn)的項目研究,近年來美國開展的認知電子戰(zhàn)的項目[10],見表1。
表1 美國開展認知電子戰(zhàn)研究的項目
從美國開展認知電子戰(zhàn)研究的項目可以看出,認知電子戰(zhàn)裝備通過先驗知識探測感知未知或不明確的新型電磁威脅,快速分析威脅及動態(tài)實時地采取對抗措施,并現(xiàn)場精確評估出采用對抗措施的效能。與傳統(tǒng)電子戰(zhàn)不同,認知電子戰(zhàn)系統(tǒng)是一個動態(tài)、智能的閉環(huán)系統(tǒng),它通過自主交互學習來感知電磁威脅環(huán)境,并可高效實時地調整干擾發(fā)射機與接收機以適應電磁環(huán)境的變化,極大提高了干擾的快速反應能力。由此可以看出,認知電子戰(zhàn)是“OODA環(huán)”理論在電子戰(zhàn)領域的最新應用,它的動態(tài)、智能閉環(huán)功能充分體現(xiàn)了OODA環(huán)的循環(huán)、實時及嵌套特性。認知電子戰(zhàn)系統(tǒng)的組成框圖,主要包括態(tài)勢感知、對抗措施融合與效能評估三個重要模塊,如圖4所示。
(1)態(tài)勢感知:完成對戰(zhàn)場環(huán)境的感知,主要包括獲取所需的威脅電磁環(huán)境和地理信息環(huán)境信息,采用機器學習算法和特征學習技術,通過與環(huán)境的不斷交互持續(xù)地學習環(huán)境,在先驗知識的支持下,進而分析出目標威脅信號的特征,并將特征信息傳給對抗措施模塊。
4 認知電子戰(zhàn)OODA環(huán)功能組成框圖
(2)對抗措施融合:根據態(tài)勢感知模塊對環(huán)境信息的認知,自動合成能夠有效對抗措施,快速確定最佳攻擊策略,優(yōu)化干擾波形,自適應分配干擾資源。
(3)效能評估:由接收到發(fā)射的反饋,根據威脅信號在干擾下產生的明顯變化評估所采取措施的干擾效果。例如,對雷達來說,主要通過對包括威脅雷達信號波束視線角、帶寬等的變化來評估對抗效果。
其中,認知電子戰(zhàn)系統(tǒng)前端設備接收到電磁環(huán)境信號,態(tài)勢感知對應于OODA環(huán)中的觀察,對抗措施合成和效能評估則對應于OODA環(huán)中的判斷、決策,前端設備發(fā)射合成后信號組對應于認知環(huán)中的行動。盡管目前還沒有真正的認知電子戰(zhàn)系統(tǒng)問世,但認知電子戰(zhàn)將引領電子戰(zhàn)的最新發(fā)展方向是可以預見的。
(1)實時性:實時處理能力是傳統(tǒng)電子戰(zhàn)長期面臨的主要難題之一。該難題不僅與軟件算法方面有關,而且還與硬件(如天線、元器件等)方面有關,例如射頻前端的數據采集能力和高速AD/DA采樣能力等,這對態(tài)勢感知和對抗措施融合都具有重要影響。軟件方面可以通過不斷提升算法的運算速度來不斷改進,但硬件方面則需要依靠新材料、新器件的發(fā)展(如日漸成熟的GaN),或者創(chuàng)新技術、創(chuàng)新理論的出現(xiàn)。
認知電子戰(zhàn)與傳統(tǒng)電子戰(zhàn)最大的優(yōu)勢就是基于認知原理的實時性,即通過使用機器學習算法及人在回路的控制來積累一定的經驗性認識,這樣建立在經驗性認識基礎上就會對處理時間的要求大大降低。例如,通過對雷達接收到信號威脅等級進行評估和分類,就積累了一定的經驗模型,那么系統(tǒng)就可以將更多的時間用于干擾波形的優(yōu)化上面,而無須花費大量的時間進行信號采集,進而能夠大大節(jié)省運算處理時間。該思路對軟件算法的要求比傳統(tǒng)的信號處理方法更加苛刻,但對硬件的要求則有所降低,這也是該思路方法的主要優(yōu)勢之一。
(2)智能化:長期以來,人們?yōu)閼獙θ找鎻碗s電磁環(huán)境的嚴峻挑戰(zhàn),在雷達方面研究了諸如對接收信號的自適應處理技術(STAP)和基于知識的空時自適應處理技術(KB STAP)等,不管是傳統(tǒng)的自適應處理技術還是基于知識的自適應處理技術[9],針對的都是接收信號,而發(fā)射信號固定不變,這使得人們開始關注發(fā)射信號的設計與選擇問題。美國海軍實驗室位于切薩皮克的海灘雷達具有快速變極化和波形捷變功能[11],它的出現(xiàn)表明現(xiàn)代雷達系統(tǒng)已具備感知環(huán)境并根據環(huán)境調整發(fā)射波形的能力。由此可見,對雷達的發(fā)射機和接收機進行自適應聯(lián)合優(yōu)化成為新一代雷達智能化發(fā)展的趨勢之一。
作為電子戰(zhàn)領域最新的發(fā)展方向,認知電子戰(zhàn)在態(tài)勢感知、對抗措施融合及效能評估方面革命性的優(yōu)勢,給傳統(tǒng)電子戰(zhàn)帶來極大挑戰(zhàn)。認知電子戰(zhàn)不僅具有傳統(tǒng)電子戰(zhàn)的感知能力,而且還能近實時、動態(tài)地感知周圍變化的威脅環(huán)境,進而快速適應該環(huán)境,并自主生成針對該威脅環(huán)境的對抗措施;相比之下,傳統(tǒng)電子戰(zhàn)只能識別預設固定頻譜的威脅,對抗技術也只是預先編程,不具備自適應功能,面對快速捷變的威脅將無能為力。所以,隨著電磁環(huán)境愈加復雜,電子戰(zhàn)必須在態(tài)勢感知、對抗措施融合等方面提高認知和自適應能力。
認知電子戰(zhàn)發(fā)展進程如圖5所示。
圖5 認知電子戰(zhàn)發(fā)展進程示意圖
隨著軟件無線電、認知無線電、認知雷達等的迅速發(fā)展,智能化程度越來越高,其中的關鍵技術也取得極大進展,如從最初軟件無線電的寬帶AD/DA技術到目前的高速AD/DA,處理速度得到了大幅提高。2013年推出最快的D/A變換器TDAC-25具有每秒25 G的處理能力;據報道,采用TDAC-25的電子抗干擾應用中,在寬帶和低等待時間方面,該處理速度可提供2~3倍的性能[12]。而AD/DA轉換技術則是實現(xiàn)認知電子戰(zhàn)態(tài)勢感知的一項重要使能技術,因為它是連接收發(fā)天線到數字信號處理之間的重要橋梁,不管處理器速度有多快,如果它不能及時獲得數字變化的輸入輸出,系統(tǒng)就不能針對快速變化的威脅環(huán)境迅速采取相應的對抗措施。另外一個關鍵的使能技術則是現(xiàn)場可編程門陣列(FP+ GA)處理。FPGA能夠迅速處理不斷變化的信息,而且能夠在系統(tǒng)運行過程中進行可重構,以適應不斷變化的環(huán)境,進而為圖4所示的對抗措施合成提供支持。總之,在上述關鍵使能技術的基礎上,認知電子戰(zhàn)技術得以迅速發(fā)展。盡管目前認知電子戰(zhàn)裝備主要集中在認知雷達、通信等裝備上,但不管是認知雷達還是認知通信等領域的技術發(fā)展都是突飛猛進,例如表1中所列的匹配照射-接收技術、波形捷變技術等,這些都為實現(xiàn)圖4組成框圖中的各功能模塊提供了技術儲備。但是認知電子戰(zhàn)又是一個全新的領域,目前才剛剛起步,未來戰(zhàn)場不僅會有認知雷達、認知通信電子戰(zhàn)裝備,還會有其他類型的電子戰(zhàn)裝備。
3.1 賽博戰(zhàn)概念及特征
賽博戰(zhàn)是指在電磁頻譜、電子系統(tǒng)及全球信息柵格組成的全球信息環(huán)境域中進行的各種進攻和防御作戰(zhàn)行動[7]。賽博戰(zhàn)綜合運用賽博攻擊、賽博利用和動態(tài)賽博防御等手段,對目標計算機、電信網,以及嵌入設備、系統(tǒng)和基礎設施中的處理控制器實施作戰(zhàn)行動。
賽博戰(zhàn)以賽博空間為基礎,賽博空間是繼陸、海、空、天之后的第五維作戰(zhàn)空間,在這個新的作戰(zhàn)空間中,賽博戰(zhàn)作為一種全新的作戰(zhàn)樣式必將呈現(xiàn)出新的特征。
(1)網絡化:賽博戰(zhàn)以網絡為中心,網絡攻擊、防御是賽博戰(zhàn)的主要作戰(zhàn)手段,其行動目的和行動效果擴散都依托于網絡,所以網絡化是其最基本的特征。
(2)快速性:賽博戰(zhàn)中信息依靠網絡進行快速傳輸,作戰(zhàn)速度是戰(zhàn)斗力的一種來源,充分利用這種高效的信息傳輸能力,就會產生倍增的作戰(zhàn)效力和速率。因此,賽博戰(zhàn)能夠提供快速決策、快速打擊和快速實現(xiàn)預期作戰(zhàn)效果的能力。
除此之外,賽博戰(zhàn)與傳統(tǒng)作戰(zhàn)樣式相比,還包括時間上平戰(zhàn)不分、地理空間上遠近不分、作戰(zhàn)目標軍民不分等截然不同的特征[13]。
3.2 賽博戰(zhàn)OODA環(huán)模型
根據賽博戰(zhàn)概念和特征,賽博作戰(zhàn)綜合運用信息技術把觀測與監(jiān)視、綜合與導向、評估與決策,以及打擊與行動這個指揮控制流程壓縮到分秒之間,從而使部隊具有更快的反應能力和機動能力,所以賽博戰(zhàn)顯然符合OODA環(huán)理論模型。文獻[14]根據賽博戰(zhàn)特征提出了一種賽博戰(zhàn)的OODA環(huán)模型,如圖6所示。
圖6 賽博戰(zhàn)OODA環(huán)作戰(zhàn)模型
圖6中賽博戰(zhàn)OODA環(huán)作戰(zhàn)模型包含了兩個循環(huán):信息流和指揮決策流。在信息流中,總共有六個模塊組成,依次為:采集融合模塊、存儲管理模塊、分析評估模塊、表示模塊、共享模塊和應對模塊。指揮決策流包括OODA環(huán)的四個環(huán)節(jié),它以電磁頻譜為基礎采用網絡化信息流形式進入對方的指揮決策過程。其中,在觀察環(huán)節(jié),集成的各類傳感器,如衛(wèi)星、互連網、聲吶等,通過對戰(zhàn)場空間的觀察,實現(xiàn)情報收集和信息融合;在判斷環(huán)節(jié),對采集數據和融合信息進行存儲與管理,形成賽博態(tài)勢感知,分析評估作戰(zhàn)對抗效果,預測行動目標進展;在決策環(huán)節(jié),由形成的賽博態(tài)勢感知,提供共享感知和機制,分發(fā)相關數據和決策信息給網絡節(jié)點;在行動環(huán)節(jié),根據收到的決策信息,實施行動以應對對方賽博攻擊、竊取和利用對方信息等。
4.1 認知電子戰(zhàn)與賽博戰(zhàn)關系
電子戰(zhàn)為賽博戰(zhàn)提供支持,賽博戰(zhàn)依靠電子戰(zhàn)來實現(xiàn)對電磁頻譜的控制和自由接入,這是電子戰(zhàn)與賽博戰(zhàn)關系的本質[15]。也就是說,賽博空間是電子戰(zhàn)的一個重要作戰(zhàn)領域,而電子戰(zhàn)則是在賽博空間控制電磁頻譜的關鍵手段。那么當傳統(tǒng)電子戰(zhàn)發(fā)展到認知電子戰(zhàn)時,它與賽博戰(zhàn)之間必然會出現(xiàn)新的使能關系。
(1)從認知電子戰(zhàn)與賽博戰(zhàn)的內涵來看,認知電子戰(zhàn)強調在電子戰(zhàn)中對電磁頻譜進行接收、轉換、簡化、合成、儲存、提取、重建、概念形成、判斷,以及問題解決等信息加工處理過程,賽博戰(zhàn)強調使用電子和電磁頻譜來存儲、修改或交換數據。所以兩者都是對電磁環(huán)境信息的處理,但是信息處理的領域不同。
賽博戰(zhàn)幾乎囊括了電子戰(zhàn)、網絡戰(zhàn)、信息戰(zhàn)、心理戰(zhàn)等現(xiàn)代所有一切的戰(zhàn)爭形式,在具體作戰(zhàn)實施時,每一種形式又緊密相連,相互依存,存在著極其復雜的關系,所以如果真正實現(xiàn)賽博戰(zhàn)非常困難。
(2)從作戰(zhàn)效能發(fā)揮角度來看,賽博戰(zhàn)與電子戰(zhàn)之間呈現(xiàn)出非常緊密的相互使能關系。然而,由于存在制約,二者之間這種相互使能作用無法充分發(fā)揮。這種制約就是:電子戰(zhàn)在態(tài)勢感知、干擾與欺騙等環(huán)節(jié)的技術水平尚不足以支撐賽博戰(zhàn)(尤其是戰(zhàn)場賽博戰(zhàn));而賽博戰(zhàn)太過關注高層次(主要是邏輯層、應用層)信息對抗,缺乏低層次(物理層、鏈路層)對抗手段與技術。
認知電子戰(zhàn)在態(tài)勢感知、干擾與欺騙、乃至信息控制等方面帶來的巨大技術變革,能夠彌補賽博戰(zhàn)在底層(物理層、鏈路層)的不足,進一步拉近了電子戰(zhàn)與賽博戰(zhàn)之間的距離,還將顯著增強電子戰(zhàn)與賽博戰(zhàn)之間的相互使能作用。而這種相互使能作用的增強將為突破某些傳統(tǒng)瓶頸技術帶來巨大幫助。
另外,由于賽博戰(zhàn)在具體實現(xiàn)方面的巨大困難,也可以說,認知電子戰(zhàn)是最終實現(xiàn)賽博戰(zhàn)的一個重要階段。
4.2 認知內涵分析
認知電子戰(zhàn)與傳統(tǒng)電子戰(zhàn)最大的優(yōu)勢在于,認知電子戰(zhàn)系統(tǒng)具有OODA環(huán)的認知能力,那么它與賽博戰(zhàn)的認知也具有一定的關系。
(1)“OODA環(huán)”理論基礎
正如上面分析,認知無線電和認知雷達是“OO+ DA環(huán)”理論分別在無線通信和雷達領域的應用。美軍開展的典型認知電子戰(zhàn)項目充分體現(xiàn)了“OO+ DA環(huán)”認知理論,賽博戰(zhàn)OODA作戰(zhàn)模型也符合“OODA環(huán)”理論。
根據文獻[16]將戰(zhàn)爭形態(tài)按照OODA環(huán)劃分為冷兵器之前,熱兵器到機械化,以及信息戰(zhàn)三個階段,認知電子戰(zhàn)與賽博戰(zhàn)同屬于第三個階段,即信息戰(zhàn)階段。而第三階段又分為初級階段和高級階段,其中認知電子戰(zhàn)處在初級階段,在此階段只是單純強調信息空間對原有戰(zhàn)斗力的強化作用,作戰(zhàn)行動作用對象仍然是物理實體對象,即認知電子戰(zhàn)裝備,信息運行空間只是為了通過信息優(yōu)勢——決策優(yōu)勢的轉換最終增強認知電子戰(zhàn)裝備中的行動能力;賽博戰(zhàn)處在高級階段,與第三階段初級階段相比最重要的區(qū)別就是將信息運行空間納入作戰(zhàn)域,信息運行空間中的信息、信息運行成為了作戰(zhàn)行動的直接作用對象。與針對認知電子戰(zhàn)裝備的作用方式相比,針對信息運行空間的作戰(zhàn)更加強調的是控制、影響,通過對信息、信息運行過程施加作用,達到對物理實體的間接控制以及對作戰(zhàn)人員認知的影響,這是賽博空間作戰(zhàn)行動的本質。
(2)賽博認知域與認知電子戰(zhàn)中的認知
在賽博認知域中,認知域包含決策人員和目標受眾的思想,是人們思考、意識、想像和做出決定的維度。在認知電子戰(zhàn)中,認知意思是“會意、感知,思考、推理、記憶、想象、學習、處理信息、應用知識、改變優(yōu)先權等有意識的智力活動或設想的動作”。認知電子戰(zhàn)中的認知示意圖如圖7所示。
圖7 認知電子戰(zhàn)的認知示意圖
具體來看,賽博認知域,是賽博空間在認知域上的體現(xiàn),人的決策在此產生。傳統(tǒng)的認知域是指包括所有參與軍事活動人員的感知、意識、理解、決策、信念和價值觀,它處于軍事人員的腦海里。賽博空間的認知,是指參與賽博作戰(zhàn)信息活動的人的認知,可從兩個方面來認識和把握:第一,認知的最終形成由一系列的認知過程組成,認知過程每個環(huán)節(jié)形成一個小的閉合認知環(huán)路,整個認知過程形成一個完整的閉合OODA認知環(huán)。第二,認知環(huán)節(jié)中引入了人工智能技術,使認知過程具有學習和自適應能力,能對“感知一規(guī)劃一決策一行動”整個動態(tài)自適應過程進行學習,并將學習到的知識用于指導未來的決策。
由于傳統(tǒng)電子戰(zhàn)裝備認知能力有限,而認知電子戰(zhàn)裝備能夠大大提升傳統(tǒng)電子戰(zhàn)裝備的認知能力。傳統(tǒng)電子戰(zhàn)裝備僅作為一種工具拓展了人的能力;認知電子戰(zhàn)中裝備則不是單純的工具,而是一種智能實體,能夠在人為之外自主完成一定作戰(zhàn)任務。需要注意的是,裝備離不開認為操作,當人機兩種智能實體分工協(xié)作完成任務時,人主要在裝備協(xié)助下提高自身的判斷決策能力,以便更準確的對裝備自主工作進行人為干預。
綜上所述,賽博認知域主要是突出包括作戰(zhàn)決策者和目標在內的人的認知活動,而認知電子戰(zhàn)更強調電子戰(zhàn)裝備的認知能力。
面對認知電子戰(zhàn)作為電子戰(zhàn)未來發(fā)展的必然趨勢,基于“OODA環(huán)”理論詳細分析了認知無線電、認知雷達,以及認知電子戰(zhàn)的認知內涵與OODA循環(huán)過程,通過與賽博戰(zhàn)OODA認知過程的對比分析,得到了認知電子戰(zhàn)與賽博戰(zhàn)之間新的使能關系,以及兩者認知內涵的異同。
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周 波(1982—),碩士,助理研究員,主要研究方向為雷達電子戰(zhàn)、復雜電磁環(huán)境仿真與評估;
zhoubo1001@126.com;
戴幻堯(1982—),博士/助理研究員,主要研究方向為導彈攻防電子對抗、系統(tǒng)仿真試驗與評估;
喬會東(1982—),碩士/助理研究員,主要研究方向為電子對抗、復雜電磁環(huán)境建模與評估;
崔建嶺(1982—),碩士/助理研究員,主要研究方向為雷達信號處理、系統(tǒng)仿真試驗與評估;
劉文釗(1984—),碩士/助理研究員,主要研究方向為雷達電子對抗、復雜電磁環(huán)境建模與仿真。
Research on Recognition EW and Cyberspace Operation Based on“OODA loop”Theory
ZHOU Bo,DAIHuan+yao,QIAO Hui+dong,CUIJian+ling,LIUWen+zhao
(Luoyang Electronic Equipment Testing Center,Henan Luoyang 471003,China)
Cognitive electronic warfare is the important development orientation of the future electronic warfare.Based on“OODA loop”theory,the cognitive principle of the cognitive radio、cognitive radar、and the typical cognitive electronic items are analyzed,in comparison with the concept and characteristics of cyberspace operation and its cognitive process.The analysis of the enable relation between the cogni+ tive electronic warfare and the cyberspace operation ismade,and their cognitive connotation is discussed.
cognitive EW;cognitive radio;cognitive radar;cyberspace operation;OODA loop
TN97
:A
:1673+5692(2014)06+556+07
10.3969/j.issn.1673+5692.2014.06.002
2014+11+03
2014+11+06
國家自然科學基金資助項目(61301236),國家社科基金(13QJ004-119)