李立春，李勝利，程 慧，盧志剛，翟曉燕

（1.解放軍63963 部隊(duì)，北京 100072；2.北方自動(dòng)控制技術(shù)研究所，太原 030006）

0 引言

地面突擊裝備是指用于遂行地面突擊任務(wù)的戰(zhàn)斗裝備，包括坦克、步兵戰(zhàn)車、裝甲突擊車、裝甲輸送車等，是陸上突擊作戰(zhàn)的主導(dǎo)力量以及聯(lián)合作戰(zhàn)的重要力量。隨著我軍新軍事變革的不斷深入，軍事理論、部隊(duì)編制體制、作戰(zhàn)樣式和武器裝備等方面都在發(fā)生深刻變化，地面突擊裝備更應(yīng)積極適應(yīng)未來信息化條件下一體化聯(lián)合作戰(zhàn)需要，完成機(jī)械化、信息化乃至智能化發(fā)展的使命任務(wù)。研制能夠履行多樣化使命任務(wù)的新型裝備武器系統(tǒng)，提升裝備在未來復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下的作戰(zhàn)能力是當(dāng)前的重要任務(wù)。

武器系統(tǒng)是指由武器及其相關(guān)技術(shù)裝備等組成，具有特定作戰(zhàn)功能的有機(jī)整體。通常包括武器本身及其發(fā)射或投擲工具，以及探測(cè)、指揮、控制、通信、檢測(cè)等分系統(tǒng)或設(shè)備［1］。

地面突擊裝備武器系統(tǒng)是地面突擊裝備實(shí)現(xiàn)其火力打擊性能的核心，用于消滅敵方坦克裝甲車輛、反坦克兵器及其他兵器，摧毀敵方野戰(zhàn)工事，殲滅敵方有生力量，威懾和拒止低空目標(biāo)。地面突擊裝備武器系統(tǒng)是光、機(jī)、電、信息、能量的綜合體，可以劃分為火力系統(tǒng)、火控系統(tǒng)兩大部分?；鹆ο到y(tǒng)由火炮、機(jī)槍、彈藥及裝填裝置等組成；火控系統(tǒng)由觀瞄、火控計(jì)算機(jī)、炮控3 個(gè)分系統(tǒng)組成。近年來，智能化的發(fā)展進(jìn)一步強(qiáng)化了自主探測(cè)感知功能，增加探測(cè)識(shí)別分系統(tǒng)，包括光學(xué)、雷達(dá)、聲音、無線電波等探測(cè)設(shè)備。

地面突擊裝備武器系統(tǒng)由于其主要作戰(zhàn)對(duì)象是地面直視距離內(nèi)的堅(jiān)固目標(biāo)，所以其作戰(zhàn)過程是一個(gè)包括乘員在內(nèi)的OODA 循環(huán)，乘員通過探測(cè)識(shí)別設(shè)備對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)進(jìn)行“觀察O-判斷O”，對(duì)目標(biāo)作出打擊“決策D”，通過火控系統(tǒng)控制武器“行動(dòng)A”，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)毀傷。從系統(tǒng)的技術(shù)角度，地面突擊裝備武器系統(tǒng)作用流程主要包括“探測(cè)識(shí)別”、“控制命中”、“終點(diǎn)毀傷”3 個(gè)環(huán)節(jié)。從武器系統(tǒng)的發(fā)展歷程中可以看出，各環(huán)節(jié)技術(shù)上的突破及其在裝備上的應(yīng)用，一直是影響武器系統(tǒng)發(fā)展的決定性因素?！疤綔y(cè)識(shí)別”是武器系統(tǒng)作戰(zhàn)流程的首要環(huán)節(jié)，乘員對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)進(jìn)行觀察、搜索，對(duì)發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)直接進(jìn)行瞄準(zhǔn)跟蹤，是地面突擊裝備武器系統(tǒng)的顯著特征?！疤綔y(cè)識(shí)別”涉及到的主要技術(shù)包括光電觀瞄與探測(cè)技術(shù)、傳感器技術(shù)、激光技術(shù)、穩(wěn)瞄技術(shù)等?！翱刂泼小笔俏淦飨到y(tǒng)的精確打擊環(huán)節(jié)，其功能是控制有效戰(zhàn)斗載荷，直接命中目標(biāo)或到達(dá)相對(duì)目標(biāo)的最佳毀傷位置，涉及到的主要技術(shù)包括火力控制、指揮控制、跟蹤定位、制導(dǎo)導(dǎo)航等?！敖K端毀傷”是武器系統(tǒng)的最終威力環(huán)節(jié)，根據(jù)目標(biāo)性質(zhì)不同而采用不同毀傷機(jī)理的戰(zhàn)斗部，并在最合理最有利的空間位置或最佳的毀傷時(shí)機(jī)釋放毀傷能量，摧毀目標(biāo)?！敖K端毀傷”涉及到的主要技術(shù)包括火炮技術(shù)、彈藥及戰(zhàn)斗部技術(shù)、引信和火工元器件等技術(shù)。從總體上看，目標(biāo)探測(cè)與感知的能力、武器控制和彈道解算的精度、火力毀傷的效果與快速性等，反映了地面突擊裝備武器系統(tǒng)的綜合性能。

1 國外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析

1.1 外軍發(fā)展現(xiàn)狀

1.1.1 地面突擊裝備武器系統(tǒng)架構(gòu)

地面突擊裝備武器系統(tǒng)的“探測(cè)識(shí)別”、“控制命中”、“終點(diǎn)毀傷”3 個(gè)環(huán)節(jié)是相互銜接、循環(huán)作用的，所以地面突擊裝備武器系統(tǒng)從組成上主要包括探測(cè)識(shí)別分系統(tǒng)、火控分系統(tǒng)和火力分系統(tǒng)。三者分別包括了多個(gè)單體部件，各分系統(tǒng)、部件通過體系結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)，構(gòu)成了統(tǒng)一有機(jī)的整體。體系架構(gòu)由最初的集中式結(jié)構(gòu)向集中分布式結(jié)構(gòu)發(fā)展，在傳統(tǒng)的單車火控系統(tǒng)模式基礎(chǔ)上，拓展實(shí)現(xiàn)營/連級(jí)作戰(zhàn)分隊(duì)內(nèi)各戰(zhàn)斗平臺(tái)間的火控信息實(shí)時(shí)傳輸和解算，改變傳統(tǒng)“一對(duì)一”的單車作戰(zhàn)模式?；鹂叵到y(tǒng)的信息化能力不斷提升，大大增強(qiáng)分隊(duì)整體戰(zhàn)斗效能。國外第3 代火控系統(tǒng)發(fā)展有3 類產(chǎn)品，按體系結(jié)構(gòu)可分為集中式、分布式和集中分布式。集中式以俄羅斯的T-90 為代表，火控系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立發(fā)展，以火控計(jì)算機(jī)進(jìn)行火力打擊信息的集中管理，實(shí)現(xiàn)火控系統(tǒng)的各作戰(zhàn)功能。分布式以美國的M1A2SEP 為代表，采用分布式總線體系架構(gòu)，將車內(nèi)傳感器、控制器、執(zhí)行器等功能單元分別接入總線，并與車跡信息系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，實(shí)現(xiàn)協(xié)同火力打擊。集中分布式以法國勒克萊爾火控系統(tǒng)為代表，以火控計(jì)算機(jī)為核心構(gòu)建了總線網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)以火力打擊為核心的系統(tǒng)功能。鑒于人工智能的迅猛發(fā)展和軍事應(yīng)用的前景，美國已將人工智能置于維持其主導(dǎo)全球軍事大國地位的科技戰(zhàn)略核心，在其推出的第3 次“抵消戰(zhàn)略”中，將人工智能作為發(fā)展重點(diǎn)，不斷探索研究應(yīng)對(duì)未來智能化戰(zhàn)爭(zhēng)的“分布式”作戰(zhàn)概念和裝備發(fā)展體系［2］。

1.1.2 目標(biāo)探測(cè)

在未來戰(zhàn)爭(zhēng)中，夜間或惡劣天候條件下的作戰(zhàn)將更為頻繁，城市作戰(zhàn)的概率大大增加，巷戰(zhàn)環(huán)境下的狙擊手目標(biāo)和簡(jiǎn)易爆炸物將更加普遍。為滿足不斷變化的戰(zhàn)場(chǎng)需求，觀瞄系統(tǒng)除白光通道外，通常還配備彩色攝像機(jī)、熱像儀、車載搜跟雷達(dá)、激光測(cè)距儀及穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)，使其具備了全天候、全方位的快速觀察和精確瞄準(zhǔn)跟蹤能力，有些還可以選裝狙擊手探測(cè)系統(tǒng)等。

在夜視能力方面，美國陸軍武器系統(tǒng)普遍采用2 代熱成像SADA 套件，其新型熱成像儀，內(nèi)置2 只紅外線熱成像鏡頭和1 只高倍率、低照度可見光攝像機(jī)，在全黑、煙霧和薄霧條件下均可提供清晰圖像。在對(duì)CROWSⅡ遙控武器戰(zhàn)進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)時(shí)，采用TIM1500 非制冷雙視場(chǎng)熱成像儀，使系統(tǒng)的功耗更低、質(zhì)量更小、靈敏度更高，成像性能大幅提升。

目前，英、法、德等國家坦克裝甲車輛的車長(zhǎng)周視鏡、炮長(zhǎng)瞄準(zhǔn)鏡大多采用第2 代長(zhǎng)波焦平面微掃描熱像儀，如法國泰勒斯公司的凱瑟琳XP 和MP紅外熱像儀。凱瑟琳XP 型紅外熱像儀對(duì)坦克目標(biāo)的識(shí)別距離大于4.2 km，裝備于俄羅斯T95 式坦克、瑞典CV90 步兵戰(zhàn)車上，法國、比利時(shí)、挪威和丹麥的偵察車輛也裝備了該熱像儀，英國挑戰(zhàn)者2 坦克火控系統(tǒng)升級(jí)改造采用凱瑟琳MP 紅外熱像儀，對(duì)坦克目標(biāo)的識(shí)別距離大于7 km。最新型的長(zhǎng)波XP 熱像儀遠(yuǎn)程型對(duì)坦克識(shí)別距離達(dá)到5 km，中波XP 熱像儀對(duì)坦克識(shí)別距離達(dá)到8 km。

德國FLW200 車載武器站配備了先進(jìn)的護(hù)眼型激光測(cè)距儀，有效解決了傳統(tǒng)激光測(cè)距儀在軍事訓(xùn)練時(shí)對(duì)人眼傷害大的問題，同時(shí)也提高了對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)煙霧的穿透能力。比利時(shí)ARROW-300 武器系統(tǒng)配備的光電系統(tǒng)，還具備自動(dòng)除冰、除霧和自穩(wěn)定能力，提升了裝備對(duì)惡劣天候的適應(yīng)能力。

1.1.3 武器控制

采用先進(jìn)的伺服穩(wěn)定系統(tǒng)是目前各國提高行進(jìn)間射擊能力和遠(yuǎn)距離精確打擊能力的主要途徑。美軍裝甲車輛加裝及改進(jìn)了高性能光纖陀螺系統(tǒng)，作為穩(wěn)定控制系統(tǒng)的核心部分，可為武器系統(tǒng)提供精確的光學(xué)穩(wěn)定控制和武器控制，無論車輛是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的，都能夠精確打擊目標(biāo)。

在控制策略上，伺服控制系統(tǒng)是典型的非線性時(shí)變系統(tǒng)，傳統(tǒng)的PID 控制算法已經(jīng)成為制約火控系統(tǒng)性能發(fā)展的瓶頸。目前，自抗擾控制、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制等現(xiàn)代控制方法正不斷被用于系統(tǒng)的非線性補(bǔ)償控制，不斷滿足對(duì)于控制系統(tǒng)反應(yīng)速度快、精度高以及抗沖擊、抗干擾能力強(qiáng)的要求。據(jù)報(bào)道，德國豹ⅡA7 坦克的火控系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間縮短到2 s 左右，動(dòng)對(duì)動(dòng)射擊首發(fā)命中率高于90%。

隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，各國均不斷提高系統(tǒng)自主能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)武器系統(tǒng)的綜合控制，在火控系統(tǒng)原有控制和管理功能的基礎(chǔ)上集成導(dǎo)航及制導(dǎo)等功能嵌入AI 設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)跟蹤、自動(dòng)捕獲目標(biāo)、輔助判斷打擊、引導(dǎo)打擊等功能，簡(jiǎn)化操作流程，縮短反應(yīng)時(shí)間，不斷提高先敵開火、精確打擊的能力。

1.1.4 武器及彈藥

在武器配置方面，外軍地面突擊裝備武器系統(tǒng)普遍采用多樣化的武器配置，配置的武器類型包括不同口徑的火炮、炮射導(dǎo)彈、反坦克導(dǎo)彈、榴彈發(fā)射器、機(jī)槍等，適應(yīng)于不同的作戰(zhàn)任務(wù)。在打擊坦克、裝甲目標(biāo)時(shí)，使用大口徑火炮、炮射導(dǎo)彈、反坦克導(dǎo)彈；在城市、山地環(huán)境下打擊有生力量時(shí)，使用大口徑機(jī)槍、小口徑自動(dòng)火炮；在打擊空中目標(biāo)時(shí)，使用防空導(dǎo)彈、激光武器；在執(zhí)行防暴、維和任務(wù)時(shí)，使用小口徑機(jī)槍、其他軟殺傷手段等。例如為了提高車載頂置武器站對(duì)簡(jiǎn)易爆炸裝置的毀傷能力，以色列為其RCWS-30 車載頂置武器站配裝了“雷神”定向能武器，可以在安全距離范圍內(nèi)導(dǎo)致未爆炸的彈藥或簡(jiǎn)易爆炸裝置燒毀或者降級(jí)爆炸；瑞典則將防空導(dǎo)彈集成到車載武器站上，實(shí)現(xiàn)對(duì)低空目標(biāo)的打擊，彌補(bǔ)了坦克、裝甲車輛低空末端防御的短板。

在提高威力方面，在具備大口徑火炮的坦克、步兵戰(zhàn)車上，采取進(jìn)一步提高初速、采用新型高能炸藥戰(zhàn)斗部、信息化引信等技術(shù)措施對(duì)現(xiàn)役彈藥進(jìn)行性能提升，提高彈藥的綜合毀傷效能。美軍120 mm 貧鈾合金穿甲彈M829 系列彈藥，穿甲威力已接近750 mm 均質(zhì)裝甲鋼的水平穿深。在配裝小口徑自動(dòng)炮的裝甲戰(zhàn)車上，采用換裝中口徑自動(dòng)炮，來彌補(bǔ)彈藥威力不足，如北約將裝甲戰(zhàn)車自動(dòng)炮口徑從25 mm 提升為30 mm，瑞典的CV90 系列戰(zhàn)車采用了基于40 mm 埋頭彈火炮的武器系統(tǒng)，英國也采用了類似技術(shù)。

1.2 發(fā)展趨勢(shì)分析

通過對(duì)外軍發(fā)展現(xiàn)狀的分析，地面突擊裝備武器系統(tǒng)需要滿足新的作戰(zhàn)模式和作戰(zhàn)環(huán)境的作戰(zhàn)需求，需要覆蓋一體化聯(lián)合作戰(zhàn)、城市作戰(zhàn)、山地作戰(zhàn)、反恐維穩(wěn)等軍事行動(dòng)中對(duì)突擊裝備多樣化、多功能的能力要求。

未來戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，地面突擊裝備履行的任務(wù)及面臨的威脅呈多樣化趨勢(shì)，要求地面突擊裝備武器系統(tǒng)要持續(xù)保持對(duì)各類目標(biāo)的精確快速觀察、瞄準(zhǔn)、控制和有效打擊，需要不斷提高系統(tǒng)的態(tài)勢(shì)感知能力、精準(zhǔn)控制能力和多手段打擊能力。地面突擊裝備的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

地面突擊裝備武器系統(tǒng)裝備體系與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面的發(fā)展趨勢(shì)是“立足體系、多域感知、智能操控、精準(zhǔn)毀傷”。地面突擊裝備武器系統(tǒng)應(yīng)具備應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境的多手段快速打擊能力、應(yīng)對(duì)突擊作戰(zhàn)的高機(jī)動(dòng)近距打擊能力、應(yīng)對(duì)遠(yuǎn)程目標(biāo)的超視距精確打擊能力、應(yīng)對(duì)空中目標(biāo)的對(duì)空威懾和打擊能力、應(yīng)對(duì)特種作戰(zhàn)的軟硬殺傷能力，構(gòu)建集偵察、傳輸、控制、制導(dǎo)、打擊、評(píng)估于一體的、近距遠(yuǎn)距結(jié)合、直瞄間瞄結(jié)合、對(duì)地對(duì)空結(jié)合、軟硬殺傷結(jié)合的新型武器系統(tǒng)打擊體系。

態(tài)勢(shì)感知方面的發(fā)展趨勢(shì)是針對(duì)未來作戰(zhàn)環(huán)境對(duì)探測(cè)感知系統(tǒng)的需求進(jìn)行發(fā)展。一是提高觀瞄系統(tǒng)夜視距離，目前的紅外熱像儀在標(biāo)準(zhǔn)條件下觀瞄距離基本滿足要求，在戰(zhàn)場(chǎng)復(fù)雜條件下夜視距離大為下降，不滿足夜間火力系統(tǒng)打擊要求。二是提高對(duì)空中目標(biāo)搜索能力，目前的觀瞄儀器在滿足視距的前提下，視場(chǎng)太小、反應(yīng)速度太慢無法發(fā)現(xiàn)空中目標(biāo)，不滿足武器系統(tǒng)對(duì)空打擊需求。三是增加視距外觀瞄手段，當(dāng)前無法為縱深打擊提供情報(bào)、定位支撐。四是提高對(duì)地面隱蔽目標(biāo)搜索能力，目前的觀瞄儀器對(duì)地面反坦克手的發(fā)現(xiàn)能力差，無法充分發(fā)揮火力系統(tǒng)的打擊優(yōu)勢(shì)。五是縮短搜索目標(biāo)時(shí)間，目前的觀瞄儀器對(duì)目標(biāo)的搜索靠人眼完成，搜索速度慢，無法確保先敵發(fā)現(xiàn)先敵開火的作戰(zhàn)需求。

武器綜合控制管理方面的發(fā)展趨勢(shì)是針對(duì)未來作戰(zhàn)方式對(duì)武器綜合控制管理的需求進(jìn)行發(fā)展。一是提高抗擾動(dòng)能力，當(dāng)前高擾動(dòng)條件下的武器控制及射擊能力較弱，不滿足突擊裝備邊走邊打、快速作戰(zhàn)通過的能力要求。二是提高智能化信息化水平，智能化輔助決策、火力分配、協(xié)同作戰(zhàn)、引導(dǎo)打擊等方面還有較大差距。三是提高系統(tǒng)集成化程度，車上相關(guān)部件種類和數(shù)量過多，需要操控的設(shè)備多，操控分散，不利于戰(zhàn)斗力的持續(xù)發(fā)揮。

火力打擊方面的發(fā)展趨勢(shì)是針對(duì)未來打擊能力的需求進(jìn)行發(fā)展。一是完善打擊手段，解決目前打擊手段難以覆蓋未來戰(zhàn)場(chǎng)多種威脅目標(biāo)，尤其是缺乏對(duì)于低空目標(biāo)和縱深目標(biāo)的打擊手段。二是提高打擊威力，面對(duì)裝甲目標(biāo)防護(hù)能力顯著提高且防護(hù)手段多樣化的現(xiàn)狀，亟需通過提高火炮初速、采用新型毀傷材料、創(chuàng)新毀傷機(jī)理等手段大幅度增加終點(diǎn)毀傷效能。三是提高常規(guī)彈藥信息化、智能化程度，解決影響彈藥精確命中和高效毀傷綜合作戰(zhàn)效能的問題。四是提高炮射導(dǎo)彈破甲威力，目前炮射導(dǎo)彈不能對(duì)付世界上先進(jìn)的披掛反應(yīng)裝甲的主戰(zhàn)坦克，激光駕束制導(dǎo)體制決定了炮長(zhǎng)要在發(fā)射導(dǎo)彈后一直瞄準(zhǔn)目標(biāo)直至命中，增加了戰(zhàn)場(chǎng)上暴露自己的概率。五是提高車載反坦克導(dǎo)彈適用性，目前車載反坦克導(dǎo)彈采用電視測(cè)角制導(dǎo)，使得炮長(zhǎng)操控難度較大；此外還存在射程太近、有線制導(dǎo)、不能在行進(jìn)間射擊的問題。

2 關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 開放式體系架構(gòu)技術(shù)

武器系統(tǒng)的無人化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，使得武器系統(tǒng)內(nèi)部閉環(huán)的任務(wù)流程被打破，指揮信息系統(tǒng)、任務(wù)規(guī)劃和管理等系統(tǒng)都將參與打擊任務(wù)，武器系統(tǒng)從總體設(shè)計(jì)到控制模型、誤差分析、設(shè)計(jì)計(jì)算等方面，都將面臨新的變化。同時(shí)，隨著技術(shù)的發(fā)展，探測(cè)技術(shù)、控制技術(shù)、打擊手段等紛紛呈現(xiàn)，激光武器、微波武器、次聲波武器、電磁軌道炮、靈巧彈藥、光子探測(cè)技術(shù)等都已經(jīng)接近實(shí)用化程度，武器系統(tǒng)要適應(yīng)裝備發(fā)展需求，必須在總體設(shè)計(jì)上采用新的技術(shù)。其技術(shù)途徑是采用開發(fā)式體系架構(gòu)、制定互操作規(guī)范、提高人機(jī)智能融合交互能力。

一是采用開放式體系架構(gòu)進(jìn)行復(fù)雜武器系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)，可參考DoDAF2.0 等外軍體系架構(gòu)以及國軍標(biāo)GJB/Z156-2011《軍事電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南》，設(shè)計(jì)系統(tǒng)體系架構(gòu)。重點(diǎn)從全景視角、作戰(zhàn)視角、系統(tǒng)視角和技術(shù)視角對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行頂層描述，為復(fù)雜武器系統(tǒng)的研制提供頂層規(guī)范，如圖1 所示。

圖1 復(fù)雜武器系統(tǒng)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)的4 個(gè)視角的內(nèi)容及關(guān)系

二是制定地面突擊裝備武器系統(tǒng)的互操作規(guī)范，制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化接口協(xié)議、制定，以標(biāo)準(zhǔn)化的要求、模塊化的組成、通用化的接口和協(xié)議，方便系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行通信，方便地支持新技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)為多平臺(tái)協(xié)同提供支撐。

三是研究人機(jī)智能融合交互手段，通過操縱桿、觸屏、聲音、眼睛和其他交互動(dòng)作的綜合運(yùn)用，提高人機(jī)交互的自然性和高效率，極大促進(jìn)武器系統(tǒng)綜合作戰(zhàn)能力的提高。

2.2 全天候立體化態(tài)勢(shì)感知技術(shù)

及時(shí)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)是戰(zhàn)場(chǎng)上贏得戰(zhàn)機(jī)、消滅敵人的先決條件，未來戰(zhàn)場(chǎng)背景趨向復(fù)雜化，電磁干擾、煙、霧、遮蔽物的大量存在以及戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)的多樣化對(duì)地面突擊裝備態(tài)勢(shì)感知技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。未來地面突擊裝備武器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全天候立體化戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知的關(guān)鍵技術(shù)途徑是提高綜合探測(cè)能力、采用協(xié)同探測(cè)技術(shù)與信息融合技術(shù)。

一是武器系統(tǒng)本身要綜合采用白光探測(cè)、熱成像、雷達(dá)探測(cè)、聲探測(cè)、衛(wèi)星探測(cè)及車際信息交互等方式，提高對(duì)全天候晝夜條件下復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)隱身目標(biāo)、遠(yuǎn)距離目標(biāo)的探測(cè)識(shí)別能力。

二是武器系統(tǒng)要融入指揮信息體系，結(jié)合無人車、無人機(jī)對(duì)中近距離地面目標(biāo)、近距離空中目標(biāo)的探測(cè)，構(gòu)建作戰(zhàn)分隊(duì)協(xié)同探測(cè)系統(tǒng)體系架構(gòu)（如圖2 所示），擴(kuò)展突擊作戰(zhàn)系統(tǒng)的偵測(cè)范圍，實(shí)現(xiàn)地空一體、遠(yuǎn)近結(jié)合的協(xié)同探測(cè)感知能力。

圖2 作戰(zhàn)分隊(duì)協(xié)同探測(cè)系統(tǒng)體系架構(gòu)

三是武器戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知要采用多元信息融合技術(shù)，包括異構(gòu)數(shù)據(jù)采集、復(fù)雜環(huán)境建模、多元信息融合與交互共享、非結(jié)構(gòu)化感知方法等［3］，同時(shí)解決影響信息融合的信息傳輸時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥儞Q、通信帶寬限制等問題，提高空地多源傳感器數(shù)據(jù)融合的準(zhǔn)確性［4-5］，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的全天候立體化態(tài)勢(shì)感知。

2.3 高精度智能化武器綜合控制管理技術(shù)

未來戰(zhàn)爭(zhēng)中，地面突擊裝備應(yīng)具備在各種復(fù)雜環(huán)境和高機(jī)動(dòng)條件下對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)實(shí)施準(zhǔn)確打擊的能力，這對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定精度、抗擾能力、反應(yīng)速度和自主化程度提出了更高的要求。地面突擊裝備武器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高精度智能化武器綜合控制管理的關(guān)鍵技術(shù)途徑是不斷提高伺服控制精度、提高智能化水平。

一是不斷提高伺服控制水平，重點(diǎn)在高精度伺服傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、先進(jìn)控制機(jī)構(gòu)和控制算法上有所突破。為了全面解決地面突擊裝備在高機(jī)動(dòng)突擊時(shí)的高精度射擊問題，需要以火力打擊控制系統(tǒng)為核心，利用多個(gè)專業(yè)的最新理論和技術(shù)，進(jìn)行跨專業(yè)的多機(jī)電體耦合的綜合研究，分析整車多個(gè)分系統(tǒng)相互作用機(jī)理，通過原理分析和數(shù)學(xué)建模描述，對(duì)射擊控制體系、綜合火控解算、瞄準(zhǔn)線穩(wěn)定控制、火炮穩(wěn)定控制等分系統(tǒng)及其技術(shù)進(jìn)行研究，其技術(shù)研究框架如圖3 所示。

二是采用人工智能技術(shù)，開展智能化武器綜合控制管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、模型辨識(shí)、信號(hào)處理、控制與優(yōu)化等方面的理論研究，發(fā)展智能設(shè)備、輔助決策系統(tǒng)等技術(shù)，不斷推進(jìn)裝備的智能化進(jìn)程，減少傳感器與乘員之間的信息循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化控制、自主化控制的武器綜合控制管理系統(tǒng)，全面提升武器綜合控制管理的高精度、智能化水平。

圖3 武器綜合控制技術(shù)研究框架圖

2.4 多樣化火力打擊集成技術(shù)

隨著信息技術(shù)帶動(dòng)火力技術(shù)快速發(fā)展，火力裝備性能不斷提升，作戰(zhàn)空間不斷擴(kuò)展，作戰(zhàn)使用日趨復(fù)雜多樣。新型的火力包括大威力火炮、攻頂戰(zhàn)斗部、串聯(lián)戰(zhàn)斗部、定距彈、激光末制導(dǎo)彈藥、靈巧彈藥、多模式制導(dǎo)導(dǎo)彈、非致命武器等，如何充分發(fā)揮這些多樣化火力的打擊能力是武器系統(tǒng)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。其技術(shù)途徑包括對(duì)單平臺(tái)火力優(yōu)化集成、多平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同火力、火力打擊輔助決策等。一是對(duì)單平臺(tái)火力的優(yōu)化集成技術(shù)，按照作戰(zhàn)使用需求，將多種武器模塊化集成配備在一輛突擊平臺(tái)上。如在單平臺(tái)大威力坦克炮基礎(chǔ)上增配近距離自衛(wèi)機(jī)槍和視距外導(dǎo)彈；在單平臺(tái)中口徑速射武器基礎(chǔ)上增配近距離自衛(wèi)機(jī)槍和對(duì)地、對(duì)空導(dǎo)彈。二是通過網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同技術(shù)將配備不同火力的武器平臺(tái)組成一個(gè)火力作戰(zhàn)編組，遠(yuǎn)中近火力、對(duì)空對(duì)地火力、小口徑速射火力和大口徑強(qiáng)火力、致命與非致命武器等實(shí)現(xiàn)異平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同，實(shí)現(xiàn)高效的作戰(zhàn)編隊(duì)火力配置。三是結(jié)合戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知技術(shù)，進(jìn)行火力打擊輔助決策（如圖4 所示），利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別、威脅評(píng)估和火力分配，為有人武器平臺(tái)提供編組、部署、火力打擊決策輔助，也為無人平臺(tái)提供火力自主選擇，提高武器選擇、運(yùn)用的效率，提高作戰(zhàn)編組、作戰(zhàn)平臺(tái)的火力打擊時(shí)效性。使未來地面突擊裝備武器系統(tǒng)能夠構(gòu)成“偵控打評(píng)”循環(huán)，靈活應(yīng)對(duì)多種威脅，由傳統(tǒng)的“對(duì)地”打擊向“地空”一體火力打擊轉(zhuǎn)變。

圖4 利用火力打擊輔助決策構(gòu)成的“偵控打評(píng)”循環(huán)示意圖

3 結(jié)論

地面突擊裝備武器系統(tǒng)未來發(fā)展，將以陸軍合成部隊(duì)作戰(zhàn)需求為牽引，以計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、光電技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、新型材料等高新技術(shù)為推動(dòng)，立足體系對(duì)抗的背景需求，加強(qiáng)開放式體系架構(gòu)、立體態(tài)勢(shì)感知、精準(zhǔn)智能控制、多樣化火力打擊等技術(shù)，努力提升地面突擊裝備武器系統(tǒng)的綜合作戰(zhàn)能力，使之成為陸軍“全域機(jī)動(dòng)、立體攻防”的重要支撐力量。