楊雪榕 程子龍 肖龍龍

隨著信息技術(shù)的發(fā)展,以網(wǎng)絡(luò)為中心基于信息系統(tǒng)的體系化作戰(zhàn)系統(tǒng),成為了新時(shí)代高科技戰(zhàn)爭的主角.自動(dòng)化、無人化、精確化、非接觸已經(jīng)成為未來作戰(zhàn)的主流形式,除了武器系統(tǒng)平臺(tái)自主作戰(zhàn)能力的提升,其指揮控制系統(tǒng)的高度智能化與自主化也成為必然的發(fā)展方向.戰(zhàn)場信息收集與共享、作戰(zhàn)態(tài)勢的分析與評(píng)估、作戰(zhàn)方案擬定與優(yōu)化等活動(dòng),都將以一個(gè)高度集成化的指揮控制系統(tǒng)為核心展開.由此,在未來的裝備體系建設(shè)中,指揮控制系統(tǒng)將與裝備平臺(tái)一并成為研究和發(fā)展的關(guān)鍵.

彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)作為目前信息化程度和自主能力要求最高的體系化作戰(zhàn)系統(tǒng),其指揮控制問題,一直是其發(fā)展的核心問題之一.以美國彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的研制發(fā)展為例,其主要集中在傳感器、武器和指揮控制作戰(zhàn)管理通信系統(tǒng)(Command,control and battle management communication,C2BMC)[1]這3個(gè)最基本的組成部分上.從網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的物理域、信息域、認(rèn)知域[2]這3個(gè)劃分領(lǐng)域來看,導(dǎo)彈防御指揮控制與作戰(zhàn)管理系統(tǒng)則是橫跨這3個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)彈防御全系統(tǒng)融合的核心關(guān)鍵.

導(dǎo)彈防御系統(tǒng)由分布于不同地點(diǎn)的傳感器、武器系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)以及支持系統(tǒng)構(gòu)成,共同完成對來襲導(dǎo)彈的預(yù)警識(shí)別、監(jiān)視跟蹤和攔截摧毀任務(wù).由于導(dǎo)彈防御技術(shù)難度大、實(shí)時(shí)性要求高,采用傳統(tǒng)的作戰(zhàn)指揮控制與管理模式,已不能完全勝任復(fù)雜條件下對多目標(biāo)、多樣式威脅的全面防御.構(gòu)建一個(gè)高度自主的一體化導(dǎo)彈防御指揮控制與作戰(zhàn)管理系統(tǒng),對導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的綜合作戰(zhàn)能力的發(fā)揮,起著至關(guān)重要的作用.

本文以美國導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的指揮控制作戰(zhàn)管理通信系統(tǒng)基本能力分析為基礎(chǔ),提出導(dǎo)彈防御指揮控制與作戰(zhàn)管理系統(tǒng)的基本方案設(shè)想,并給出研制發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)及核心問題,為我國導(dǎo)彈防御系統(tǒng)建設(shè)提供參考.

1 美國C2BMC系統(tǒng)分析

1.1 基本概況

由于歷史原因,美國各軍種針對不同的威脅,各自獨(dú)立地發(fā)展了很多導(dǎo)彈防御系統(tǒng),如“愛國者”反導(dǎo)系統(tǒng),末端高空區(qū)域防御系統(tǒng),宙斯盾彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)等.與這些系統(tǒng)相匹配的是,一個(gè)獨(dú)立的作戰(zhàn)管理/指揮控制和通信—BM/C3系統(tǒng).

這些系統(tǒng)有各自獨(dú)立的傳感器、武器和火控系統(tǒng),相互之間無法共享信息和數(shù)據(jù).將它們通過點(diǎn)對點(diǎn)方式松散的連接在一起,不能構(gòu)成一個(gè)真正一體化的導(dǎo)彈防御系統(tǒng),也無法通過優(yōu)化的傳感器武器系統(tǒng)組合來同時(shí)應(yīng)對單個(gè)或多個(gè)不同射程的目標(biāo).

針對這種情況,2002年由美導(dǎo)彈防御局首次提出“指揮控制、作戰(zhàn)管理和通信(C2BMC)”系統(tǒng),作為美國全球性的導(dǎo)彈防御指揮控制系統(tǒng),并將原有各個(gè)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的BM/C3系統(tǒng)稱為C2BMC分系統(tǒng)[3].

C2BMC系統(tǒng)的主要承包商為洛克希德馬丁公司,團(tuán)隊(duì)的主要成員有諾斯羅普格魯曼公司、波音公司、雷神公司、通用動(dòng)力公司.

C2BMC系統(tǒng)目前正在使用的是6.4版本,主要部署在太平洋司令部、北方司令部、戰(zhàn)略司令部和歐洲司令部,實(shí)現(xiàn)了早期預(yù)警雷達(dá)、前置X波段遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)、宙斯盾雷達(dá)系統(tǒng)等傳感器系統(tǒng)及陸基中段反導(dǎo)系統(tǒng)的管理與控制.圖1展示出了C2BMC系統(tǒng)在導(dǎo)彈防御系統(tǒng)中的核心地位.

截至2017年,C2BMC將同時(shí)使用6.4和8.2兩個(gè)版本.8.2版本在升級(jí)態(tài)勢感知、協(xié)同作戰(zhàn)管理等具體能力的同時(shí),將進(jìn)一步提高系統(tǒng)可靠性、安全性,具備與未來的“持續(xù)跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”和C2BMC實(shí)驗(yàn)室互聯(lián)能力.

預(yù)計(jì)到2020年,C2BMC系統(tǒng)8.2版將完成研制部署.屆時(shí),系統(tǒng)對威脅目標(biāo)識(shí)別率將大大提高,并能夠?qū)崿F(xiàn)作戰(zhàn)單元與敏感器資源的全面自動(dòng)化管理.

圖1 美國C2BMC系統(tǒng)地位

1.2 系統(tǒng)主要組成及功能

C2BMC系統(tǒng)通過彈道導(dǎo)彈防御通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)全球資源之間雙向數(shù)據(jù)交流,對美國導(dǎo)彈防御作戰(zhàn)力量發(fā)揮著指揮中樞和力量“倍增器”的作用.

如圖2所示,C2BMC系統(tǒng)的指揮控制、作戰(zhàn)管理和通信3大功能,主要由一系列軟件套件和硬件計(jì)算通信設(shè)備實(shí)現(xiàn).

圖2 美國C2BMC系統(tǒng)主要功能

1.2.1 指揮控制

指揮控制功能主要負(fù)責(zé)對導(dǎo)彈防御行動(dòng)進(jìn)行規(guī)劃和監(jiān)視.它提供決策輔助應(yīng)用程序,近實(shí)時(shí)地將信息和防御備選方案進(jìn)行結(jié)合,從而為基于可靠信息的決策和縮短決策周期提供作戰(zhàn)輔助.

通過該系統(tǒng),指揮人員能夠根據(jù)快速變化的態(tài)勢和威脅情況,并迅速對資源進(jìn)行轉(zhuǎn)移和重新分配.

1)防御方案規(guī)劃

防御方案規(guī)劃功能由一系列軟件工具實(shí)現(xiàn),用于全球?qū)椃烙蛻?zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御計(jì)劃制訂過程中的各個(gè)階段,包括危機(jī)前的防御方案優(yōu)化、危機(jī)發(fā)生后的實(shí)時(shí)防御規(guī)劃以及在交戰(zhàn)過程中動(dòng)態(tài)計(jì)劃調(diào)整.具體能力包括:a)基于情報(bào)的威脅情況分析;b)己方受保護(hù)資產(chǎn)數(shù)據(jù)分析,包括關(guān)鍵程度、脆弱程度、恢復(fù)能力等;c)部署規(guī)劃和彈道導(dǎo)彈防御部隊(duì)任務(wù)設(shè)計(jì);d)防御能力評(píng)估,包括傳感器、武器性能評(píng)估.

2)態(tài)勢感知

態(tài)勢感知功能依靠一些列信息、數(shù)據(jù)處理和用戶界面工具,掌控整個(gè)導(dǎo)彈防御作戰(zhàn)態(tài)勢,包括接收和顯示彈道導(dǎo)彈防御部隊(duì)作戰(zhàn)狀態(tài)數(shù)據(jù)、評(píng)估作戰(zhàn)能力變化動(dòng)態(tài)、監(jiān)視攔截作戰(zhàn)狀態(tài)、評(píng)估彈道導(dǎo)彈防御作戰(zhàn)的戰(zhàn)果.主要功能有:a)陸基中段反導(dǎo)態(tài)勢數(shù)據(jù)處理與顯示;b)作戰(zhàn)單元操作運(yùn)行狀態(tài)顯示;c)彈道跟蹤軌跡顯示;d)地標(biāo)與防護(hù)能力顯示;e)天基紅外預(yù)警信息顯示.

1.2.2 作戰(zhàn)管理

作戰(zhàn)管理功能由一系列高度自動(dòng)化的軟件系統(tǒng)共同實(shí)現(xiàn),通過綜合所獲得的信息,提供近實(shí)時(shí)的任務(wù)分配和狀態(tài)信息,從而使系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先計(jì)劃做出反應(yīng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)傳感器組網(wǎng)與協(xié)同工作、跟蹤數(shù)據(jù)融合、目標(biāo)特征識(shí)別、威脅評(píng)估、一體化火力控制等能力.

1)敏感器資源管理

敏感器資源管理功能由自動(dòng)決策支持工具和用戶界面組成,作戰(zhàn)人員可以對前沿部署的AN/TPY-2遠(yuǎn)程早期預(yù)警雷達(dá)進(jìn)行控制,具體包括:a)改變雷達(dá)的控制條件和任務(wù)模式[4];b)選擇和激活雷達(dá)的任務(wù)模式和搜索規(guī)劃;c)指揮雷達(dá)搜索天基紅外系統(tǒng)報(bào)告的戰(zhàn)略威脅;d)啟動(dòng)或終止對特定彈道導(dǎo)彈軌跡的跟蹤等.

2)彈道跟蹤管理與分發(fā)

彈道跟蹤管理與分發(fā)功能由彈道跟蹤服務(wù)器負(fù)責(zé),通過收集和融合處理早期預(yù)警系統(tǒng)和雷達(dá)跟蹤數(shù)據(jù),并將融合彈道分發(fā)至雷達(dá)和作戰(zhàn)單元用于目標(biāo)跟蹤和作戰(zhàn)準(zhǔn)備.具體功能包括:a)雷達(dá)跟蹤數(shù)據(jù)融合與處理;b)高精度彈道預(yù)報(bào),得出威脅發(fā)射點(diǎn)和彈著點(diǎn);c)目標(biāo)識(shí)別、發(fā)射事件與彈道數(shù)據(jù)整合,用于作戰(zhàn)決策;d)彈道跟蹤數(shù)據(jù)分發(fā).

3)協(xié)同作戰(zhàn)管理

協(xié)同作戰(zhàn)管理功能主要部署在不同作戰(zhàn)中心的管理套件,自動(dòng)化的完成威脅識(shí)別、評(píng)估,戰(zhàn)場敏感器和武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力計(jì)算、作戰(zhàn)預(yù)案匹配等任務(wù),是整個(gè)C2BMC的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心,具體功能有:a)基于先驗(yàn)信息的威脅辨識(shí);b)基于落點(diǎn)預(yù)報(bào)的威脅評(píng)估;c)加權(quán)的跟蹤優(yōu)先級(jí)確定與攔截目標(biāo)選擇;d)觀測的威脅與防御預(yù)案匹配;e)敏感器、武器系統(tǒng)可見性分析與作戰(zhàn)時(shí)機(jī)計(jì)算;f)作戰(zhàn)狀態(tài)監(jiān)控與作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估;g)最優(yōu)攔截武器推薦與協(xié)同作戰(zhàn)管理決策輔助.

1.2.3 通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)功能將利用現(xiàn)有及在建的全球通信網(wǎng) (GMD communications network,GCN)、國防信息系統(tǒng)網(wǎng)(Defense information system network,DISN)等,無縫地連接全球各導(dǎo)彈防御系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換和各資源的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián).整個(gè)彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)將被綜合集成到一起并通過高可靠性的互聯(lián)互通實(shí)現(xiàn)內(nèi)部用戶和外部用戶的態(tài)勢共享.

彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中心通過綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)分配作戰(zhàn)帶寬,通過戰(zhàn)略司令部的聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)集成管理.

1.3 未來發(fā)展重點(diǎn)

C2BMC系統(tǒng)正在發(fā)展研制的8.2版本,將對系統(tǒng)整體架構(gòu)、作戰(zhàn)管理自動(dòng)化等方面進(jìn)行整合和優(yōu)化,主要表現(xiàn)在:

1)強(qiáng)化全球作戰(zhàn)管理功能

對作戰(zhàn)管理功能進(jìn)行整合,將6.4版本中的作戰(zhàn)司令部指揮控制套件,整合到全球作戰(zhàn)管理套件中,形成統(tǒng)一的作戰(zhàn)管理系統(tǒng);重新規(guī)劃了系統(tǒng)的軟件架構(gòu),采用分布式的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)以網(wǎng)絡(luò)為中心的全球指揮控制與戰(zhàn)區(qū)獨(dú)立作戰(zhàn)試驗(yàn)并存的運(yùn)行模式.

2)進(jìn)一步加強(qiáng)作戰(zhàn)管理系統(tǒng)自動(dòng)化處理功能

C2BMC系統(tǒng)未來將全面部署自動(dòng)化的威脅評(píng)估、目標(biāo)選擇與跟蹤、敏感器武器調(diào)度、戰(zhàn)場態(tài)勢評(píng)估[5]等功能,實(shí)現(xiàn)預(yù)案支持下的導(dǎo)彈防御作戰(zhàn)全程自動(dòng)化管理,減少人為因素對系統(tǒng)執(zhí)行效率的影響,提高系統(tǒng)響應(yīng)速度,提升整體作戰(zhàn)效能.

3)增加頂空持續(xù)紅外監(jiān)視體系架構(gòu)(BMDS overhead persistent infrared architecture,BOA)

現(xiàn)階段C2BMC采用的天基紅外預(yù)警信息,來源自綜合戰(zhàn)術(shù)預(yù)警和攻擊評(píng)估(Integrated tactical warning and attack assessment,ITW/AA)得出的低虛警率預(yù)警報(bào)告,該報(bào)告主要服務(wù)于核反擊決策,時(shí)效性較低;未來通過BOA系統(tǒng)可直接獲取天基紅外預(yù)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù),自動(dòng)生成威脅發(fā)射事件和彈道,用于引導(dǎo)敏感器觀測和武器系統(tǒng)作戰(zhàn)準(zhǔn)備,提高了系統(tǒng)反應(yīng)效率.而來自于ITW/AA的預(yù)警報(bào)告還是最終決策重要依據(jù).

4)繼續(xù)增強(qiáng)任務(wù)規(guī)劃和目標(biāo)彈道跟蹤能力

加入更多的敏感器資源,增強(qiáng)敏感器資源管理規(guī)劃能力.直接引入天基紅外監(jiān)視信息,綜合情報(bào)、雷達(dá)監(jiān)測信息等多元信息,應(yīng)用基于多重假設(shè)相關(guān)性分析[6]、彈道導(dǎo)彈發(fā)射事件關(guān)聯(lián)性分析方法,提高信息融合與目標(biāo)辨識(shí)能力.

5)增強(qiáng)同時(shí)作戰(zhàn)與試驗(yàn)支持能力

通過節(jié)點(diǎn)化、層次化系統(tǒng)的構(gòu)建[7],增加了系統(tǒng)的靈活性,既能夠適應(yīng)新型裝備的接入,也能夠支持全戰(zhàn)區(qū)協(xié)同作戰(zhàn)和導(dǎo)彈攔截試驗(yàn).

2 建設(shè)導(dǎo)彈防御指揮控制與作戰(zhàn)管理系統(tǒng)的總體方案設(shè)想

彈道導(dǎo)彈防御是一個(gè)體系化對抗任務(wù),必須全面地發(fā)揮體系內(nèi)資源的能力,才能實(shí)現(xiàn)對各類威脅的有效防御,而指揮控制與作戰(zhàn)管理系統(tǒng)正是實(shí)現(xiàn)全面資源調(diào)度與控制的基石.導(dǎo)彈防御指揮控制與作戰(zhàn)管理系統(tǒng)總體架構(gòu),如圖3所示.

2.1 數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)

數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)獲取傳感器和武器系統(tǒng)提供的探測信號(hào)和狀態(tài)數(shù)據(jù),通過多源信息檢測、目標(biāo)估計(jì)、態(tài)勢估計(jì)、威脅估計(jì)、效果估計(jì),最終產(chǎn)生綜合態(tài)勢融合信息提供給一體化指揮控制和協(xié)同作戰(zhàn)管理系統(tǒng)[8].

多源信息檢測主要是對來自各種傳感器的原始數(shù)據(jù)或原始圖像,進(jìn)行信號(hào)、像素級(jí)的檢測、特征提取、雜波濾除、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)等處理,從多種傳感器的不同頻譜特性來檢測目標(biāo)是否存在,以便在不同物理特性上發(fā)現(xiàn)和識(shí)別目標(biāo),為較高層次的信息融合進(jìn)行完整準(zhǔn)確的目標(biāo)狀態(tài)和屬性估計(jì)提供支持[9].

目標(biāo)估計(jì)主要依據(jù)多源信息檢測數(shù)據(jù),對戰(zhàn)場上單個(gè)目標(biāo)的實(shí)時(shí)狀態(tài)、身份和屬性進(jìn)行估計(jì).

態(tài)勢估計(jì)主要利用目標(biāo)估計(jì)結(jié)果,并結(jié)合其他信息源的情報(bào)信息和戰(zhàn)場環(huán)境信息,對戰(zhàn)場上各個(gè)目標(biāo)進(jìn)行聚類,并對其進(jìn)行關(guān)系分析,估計(jì)出敵人的作戰(zhàn)企圖、作戰(zhàn)能力、機(jī)動(dòng)性等,最終給出戰(zhàn)場綜合態(tài)勢圖.

威脅估計(jì)主要依據(jù)目標(biāo)估計(jì)和態(tài)勢估計(jì)結(jié)果,結(jié)合戰(zhàn)場環(huán)境和己方的信息,對敵方能力、威脅企圖和對我方威脅程度進(jìn)行估計(jì),并給出定量計(jì)算的結(jié)果,如強(qiáng)度、威脅企圖、威脅等級(jí)和威脅時(shí)間等.

效果估計(jì)主要是對信息融合系統(tǒng)的性能和效能進(jìn)行度量和評(píng)估,以及對戰(zhàn)場監(jiān)視和偵察的各個(gè)傳感器和信息源進(jìn)行管理和優(yōu)化控制,以取得最佳的戰(zhàn)場監(jiān)視和信息獲取效果.

2.2 協(xié)同作戰(zhàn)管理系統(tǒng)

協(xié)同作戰(zhàn)管理系統(tǒng)獲取綜合態(tài)勢信息和數(shù)據(jù)庫先驗(yàn)信息,推理得到協(xié)同跟蹤控制和協(xié)同攔截控制策略,并將控制策略發(fā)送給一體化指揮控制系統(tǒng)供指控人員決策.同時(shí)將目標(biāo)融合彈道、目標(biāo)指示信息等作戰(zhàn)基礎(chǔ)信息發(fā)送給傳感器和武器系統(tǒng),用于跟蹤和火力準(zhǔn)備.

圖3 導(dǎo)彈防御指揮控制與作戰(zhàn)管理系統(tǒng)總體架構(gòu)

協(xié)同跟蹤控制模塊根據(jù)已有防御計(jì)劃或任務(wù)需求,通過協(xié)同探測方案,優(yōu)化調(diào)度傳感器系統(tǒng)各單元,完成目標(biāo)的跟蹤與監(jiān)視.協(xié)同攔截控制通過多層攔截火力分配方案優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)對武器系統(tǒng)的協(xié)同調(diào)度.

2.3 一體化指揮控制系統(tǒng)

一體化指揮控制系統(tǒng)根據(jù)綜合態(tài)勢信息產(chǎn)生防御計(jì)劃,經(jīng)過態(tài)勢感知產(chǎn)生可行決策方案供指揮人員選擇,同時(shí)生成指揮控制命令發(fā)送給傳感器和武器系統(tǒng).防御方案規(guī)劃可進(jìn)行危機(jī)前的防御方案優(yōu)化、危機(jī)發(fā)生后的實(shí)時(shí)防御規(guī)劃以及在交戰(zhàn)過程中動(dòng)態(tài)計(jì)劃調(diào)整.生成的防御預(yù)案可以存入數(shù)據(jù)庫,作為自動(dòng)化協(xié)同作戰(zhàn)管理的依據(jù)和參考.

態(tài)勢感知模塊根據(jù)數(shù)據(jù)融合信息,通過態(tài)勢綜合顯示技術(shù)得到全面、直觀的戰(zhàn)場態(tài)勢信息.指控決策模塊根據(jù)綜合態(tài)勢信息生成候選打擊方案供指控人員選擇.

2.4 支持系統(tǒng)

支持系統(tǒng)主要指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、計(jì)算服務(wù)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等用于支持指揮控制與作戰(zhàn)管理系統(tǒng)運(yùn)行的軟硬件環(huán)境.其中,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為整個(gè)指揮控制與作戰(zhàn)管理系統(tǒng)基礎(chǔ)信息資源中心,為數(shù)據(jù)融合、作戰(zhàn)管理、一體化指揮控制提供數(shù)據(jù)支持主要負(fù)責(zé)管理各種情報(bào)資源數(shù)據(jù)、作戰(zhàn)預(yù)案數(shù)據(jù)、裝備信息數(shù)據(jù)和受保護(hù)資產(chǎn)數(shù)據(jù)等.

3 發(fā)展導(dǎo)彈防御指揮控制與作戰(zhàn)管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

由于導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的高技術(shù)性、復(fù)雜性,美國的C2BMC系統(tǒng)采用“設(shè)計(jì)一點(diǎn)、研制一點(diǎn)、部署一點(diǎn)、了解更多”的螺旋式原則進(jìn)行研制和部署,經(jīng)歷了漫長的發(fā)展歷程.

我國發(fā)展建設(shè)導(dǎo)彈防御指揮控制與作戰(zhàn)管理系統(tǒng),除了發(fā)展健全完備的通信網(wǎng)絡(luò)、構(gòu)建完整的信息鏈路、設(shè)計(jì)合理的指控組織體系與架構(gòu)以外,還有許多核心關(guān)鍵技術(shù)有待研究和突破.

3.1 導(dǎo)彈防御作戰(zhàn)態(tài)勢感知技術(shù)

導(dǎo)彈防御作戰(zhàn)態(tài)勢感知需要對作戰(zhàn)空間中各種傳感器、攔截武器系統(tǒng)、來襲導(dǎo)彈的基本情況予以綜合和顯示,形成盡量完備的情報(bào)信息數(shù)據(jù),供指揮人員參考.

在作戰(zhàn)態(tài)勢感知中,將面臨信息可信度等級(jí)不同、信息缺失或冗余、信息數(shù)據(jù)率變化等問題,這就需要進(jìn)行態(tài)勢估計(jì),將獲得的所有戰(zhàn)場力量的部署、活動(dòng)、戰(zhàn)場周圍環(huán)境、作戰(zhàn)意圖及機(jī)動(dòng)性有機(jī)結(jié)合,分析并確定發(fā)生的事件,估計(jì)敵方的兵力機(jī)構(gòu)、使用特點(diǎn),最終形成戰(zhàn)場綜合態(tài)勢圖.

作戰(zhàn)態(tài)勢感知還應(yīng)包括基本的威脅評(píng)估,能夠給出威脅程度的定量描述,如強(qiáng)度、威脅企圖、威脅等級(jí)和威脅時(shí)間等.威脅評(píng)估需要在情報(bào)數(shù)據(jù)和彈道預(yù)報(bào)基礎(chǔ)上,結(jié)合我方高價(jià)值目標(biāo)和資產(chǎn)情況,分析敵方企圖,對比來襲導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力及我方防御能力,得出來襲導(dǎo)彈的威脅.

3.2 多源數(shù)據(jù)融合與彈道預(yù)報(bào)技術(shù)

數(shù)據(jù)融合是一個(gè)組合數(shù)據(jù)和信息以估計(jì)或預(yù)測實(shí)體狀態(tài)的過程,具體來說,是指對來自單個(gè)和多個(gè)傳感器的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行多層次、多方面的處理,包括自動(dòng)檢測、關(guān)聯(lián)、相關(guān)、估計(jì)和組合.

多源數(shù)據(jù)融合與彈道預(yù)報(bào)技術(shù)的研究是要在典型目標(biāo)特征、推理規(guī)則和框架數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)和身份識(shí)別,準(zhǔn)確地預(yù)測來襲導(dǎo)彈的可能彈道,從而為指揮控制提供信息支持.

目標(biāo)識(shí)別是一個(gè)較為復(fù)雜的過程,需要大量情報(bào)數(shù)據(jù)的支持,由此一個(gè)完備的來襲目標(biāo)特性數(shù)據(jù)庫是必不可少的.識(shí)別過程中需要使用預(yù)測推理方法,如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[10]等,以加快數(shù)據(jù)搜索匹配的速度,提高識(shí)別概率.

彈道預(yù)報(bào)一直是導(dǎo)彈動(dòng)力學(xué)研究的前沿,目標(biāo)是預(yù)測出導(dǎo)彈的飛行軌跡,從而準(zhǔn)確跟蹤測量和防御攔截.在導(dǎo)彈防御中,導(dǎo)彈預(yù)報(bào)不僅面臨動(dòng)力學(xué)問題,還面臨導(dǎo)彈自主機(jī)動(dòng)等不確定行為下的彈道預(yù)測問題,需要使用各種探測數(shù)據(jù)源的信息,通過狀態(tài)估計(jì)和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)[11],得出導(dǎo)彈的真實(shí)彈道.

3.3 防御攔截協(xié)同作戰(zhàn)管理技術(shù)

導(dǎo)彈防御是一個(gè)體系化的作戰(zhàn)任務(wù),往往需要調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)所有傳感器、武器資源,來完成一次攔截任務(wù).這就需要構(gòu)建一個(gè)分層協(xié)作的多層攔截體系,以增強(qiáng)作戰(zhàn)效能.

協(xié)同作戰(zhàn)管理就是要實(shí)現(xiàn)多層傳感器協(xié)同工作、多層攔截武器協(xié)同交接、多目標(biāo)協(xié)同分配攔截等任務(wù),從而實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)資源的優(yōu)化配置.為此,需要要據(jù)目標(biāo)特性與威脅程度,以傳感器、攔截器的作戰(zhàn)能力為約束,優(yōu)化搜索、跟蹤、識(shí)別傳感器配置,實(shí)現(xiàn)分層攔截之間的可靠交接,提高導(dǎo)彈攔截成功率.

協(xié)同作戰(zhàn)管理的實(shí)現(xiàn),需要突破多目標(biāo)優(yōu)化計(jì)算的快速收斂和全局尋優(yōu)問題,需要克服實(shí)時(shí)性要求高、狀態(tài)不斷變化、不確定性高等難題,這不僅要求有魯棒性高、計(jì)算效率高的優(yōu)化算法,還要求預(yù)先設(shè)計(jì)的協(xié)同方案的有力支持.

3.4 防御資源優(yōu)化配置與動(dòng)態(tài)規(guī)劃技術(shù)

協(xié)同作戰(zhàn)管理是實(shí)時(shí)用好系統(tǒng)資源,而資源優(yōu)化配置則是在構(gòu)建防御體系時(shí)就需要考慮的問題.針對敵方導(dǎo)彈打擊能力,以及我方各型裝備能力、重點(diǎn)保護(hù)目標(biāo)情況,建立一個(gè)作戰(zhàn)效能較優(yōu)的防御體系是資源優(yōu)化配置首要任務(wù).在此基礎(chǔ)上,還需要開展作戰(zhàn)預(yù)案數(shù)據(jù)庫的建立,根據(jù)各種情況想定,把體系內(nèi)的各種反導(dǎo)裝備有機(jī)集成起來,形成一系列防御作戰(zhàn)預(yù)案,供作戰(zhàn)管理實(shí)時(shí)應(yīng)用.

動(dòng)態(tài)規(guī)劃是在作戰(zhàn)過程中,針對當(dāng)前作戰(zhàn)態(tài)勢,以作戰(zhàn)預(yù)案為支撐,以傳感器、武器系統(tǒng)的狀態(tài)能力,實(shí)時(shí)給出指揮控制決策建議的過程.它涉及分階段行動(dòng)的最優(yōu)化問題、作戰(zhàn)全局最優(yōu)策略規(guī)劃問題.導(dǎo)彈防御作戰(zhàn)中狀態(tài)變量多,不同的作戰(zhàn)目標(biāo)下可能得出完全不同的決策,每一個(gè)階段決策都會(huì)影響到全局作戰(zhàn)效能,由此,如何在如此復(fù)雜的過程中,動(dòng)態(tài)得出一系列決策建議是一個(gè)需要解決的難題.

在防御系統(tǒng)建設(shè)初期就充分考慮各種情況的需求,構(gòu)建適當(dāng)?shù)娜哂嘞到y(tǒng)、降低各種資源使用的強(qiáng)約束條件,可以有效降低對資源優(yōu)化配置與動(dòng)態(tài)規(guī)劃的要求.在研究基礎(chǔ)算法的基礎(chǔ)上,需要開展較為充分的作戰(zhàn)預(yù)案研究,可為動(dòng)態(tài)規(guī)劃提供先驗(yàn)參考,以提高決策效率.

4 結(jié)束語

導(dǎo)彈防御體系的建設(shè),不僅需要在關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵武器裝備上有所突破,還需要從整體上優(yōu)化論證.加強(qiáng)指揮控制與作戰(zhàn)管理問題的研究,對導(dǎo)彈防御體系的整體效能發(fā)揮具有重要的意義,是全體系各新型傳感器、武器系統(tǒng)有效整合,形成體系能力的重要保障.

本文在分析美國導(dǎo)彈防御C2BMC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,給出了發(fā)展建設(shè)導(dǎo)彈防御指揮控制與作戰(zhàn)管理系統(tǒng)的方案設(shè)想,提出了需要重點(diǎn)關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)問題,可以作為我國發(fā)展導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的參考.