張 婷,帥 歡,閆 妍,朱豪坤,劉 闖

（湖南云箭集團(tuán)有限公司,長(zhǎng)沙 410199）

0 引言

制導(dǎo)炸彈是在普通炸彈的基礎(chǔ)上多了制導(dǎo)裝置,在投放后能控制彈道引導(dǎo)炸彈打擊目標(biāo)。與傳統(tǒng)炸彈地毯式攻擊目標(biāo)相比,制導(dǎo)炸彈目標(biāo)命中率能達(dá)到50%以上,很大程度上減少了彈藥的損耗。由表1可知,1991年～2003年,航空彈藥在戰(zhàn)爭(zhēng)中的使用量大幅增加,高達(dá)95%,且精確制導(dǎo)炸彈的使用比例不斷提高達(dá)到60%以上。在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,以美國(guó)為首的多國(guó)通過(guò)使用7%的制導(dǎo)武器摧毀了80%的敵方力量［1］。此后,各國(guó)看到了精確制導(dǎo)武器在戰(zhàn)爭(zhēng)中的發(fā)展?jié)摿?紛紛投入大量的人力、財(cái)力在精確制導(dǎo)武器的研究中,制導(dǎo)炸彈成為制導(dǎo)武器中不可或缺的軍事力量和精確打擊目標(biāo)的有力武器。

表1 近代局部戰(zhàn)爭(zhēng)中航空彈藥的使用情況Table1 Use of aviation ammunition in modern local wars

隨著人工智能的快速發(fā)展,未來(lái)作戰(zhàn)樣式、作戰(zhàn)裝備都將發(fā)生顛覆性變化。未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)要滿足高對(duì)抗、有限信息支援、極端環(huán)境、多任務(wù)要求,制導(dǎo)炸彈智能化研究將是未來(lái)面臨的一項(xiàng)艱巨的技術(shù)挑戰(zhàn)［2-3］。制導(dǎo)炸彈智能化是制導(dǎo)炸彈在打擊過(guò)程中逐步呈現(xiàn)出的人類(lèi)智能行為,但這也是一個(gè)相對(duì)的智能。一般來(lái)說(shuō),在一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)中誰(shuí)能更快占據(jù)戰(zhàn)爭(zhēng)主場(chǎng)、更快速地結(jié)束戰(zhàn)事且取得勝利,勝方相對(duì)敗方而言就具備“智能”作戰(zhàn)能力,智能化技術(shù)的研究是炸彈“智能”的有效途徑［4］。

本文首先研究了INS/GPS組合制導(dǎo)炸彈、激光制導(dǎo)炸彈、圖像制導(dǎo)炸彈、復(fù)合制導(dǎo)炸彈和微小型制導(dǎo)炸彈［5］,在綜述了制導(dǎo)炸彈智能化發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,研究了智能感知與識(shí)別、智能控制、智能決策和智能彈群協(xié)同作戰(zhàn)四種關(guān)鍵技術(shù),指出未來(lái)智能制導(dǎo)炸彈向著四個(gè)智能方向發(fā)展來(lái)實(shí)現(xiàn)制導(dǎo)炸彈智能化,最大程度上具備“人類(lèi)智能”。

1 制導(dǎo)炸彈智能化發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 發(fā)展概述

第二次世界大戰(zhàn)中,制導(dǎo)炸彈作為德國(guó)的“黑科技”首次在反艦戰(zhàn)中亮相,開(kāi)啟了海戰(zhàn)新時(shí)代。精確制導(dǎo)炸彈具備精確打擊目標(biāo)、作戰(zhàn)成本低、投放簡(jiǎn)單等突出優(yōu)點(diǎn),是現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)的重要軍事力量［6-7］。人工智能在各領(lǐng)域的興起與成功應(yīng)用奠定了人工智能在軍事領(lǐng)域的研究基礎(chǔ),制導(dǎo)炸彈智能化是通過(guò)將智能技術(shù)引入制導(dǎo)炸彈使其具備智能目標(biāo)探測(cè)及分類(lèi)、智能目標(biāo)識(shí)別、自主決策、智能自適應(yīng)抗干擾、智能突防等其中一項(xiàng)或多項(xiàng)智能特征。由于考慮到制導(dǎo)炸彈投放對(duì)人員的安全性造成威脅和打擊精度低,通常只考慮中制導(dǎo)和末制導(dǎo)兩種。以末制導(dǎo)方式為標(biāo)準(zhǔn),又可將制導(dǎo)方式主要分為:INS/GPS組合制導(dǎo)、激光制導(dǎo)、圖像制導(dǎo)和復(fù)合制導(dǎo)等。接下來(lái),結(jié)合已服役或在研產(chǎn)品來(lái)研究制導(dǎo)炸彈智能化發(fā)展現(xiàn)狀［8］。

1.2 INS/GPS組合制導(dǎo)炸彈

INS/GPS組合制導(dǎo)是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和慣性測(cè)量裝置的結(jié)合,INS/GPS制導(dǎo)炸彈具備全天候、全天時(shí)、多發(fā)同時(shí)投放打擊多個(gè)目標(biāo)、投放方式靈活和低成本等優(yōu)點(diǎn)。INS/GPS組合制導(dǎo)技術(shù)在制導(dǎo)炸彈中的應(yīng)用如:1992年,由美國(guó)海軍和空軍共同啟動(dòng)的聯(lián)合制導(dǎo)攻擊武器JDAM項(xiàng)目是美軍目前大量裝備的衛(wèi)星輔助制導(dǎo)炸彈［9］,如圖1所示。在傳統(tǒng)航空炸彈的基礎(chǔ)上,JDAM加裝了衛(wèi)星輔助制導(dǎo)尾翼組件從而具備精確打擊的能力,并采用INS/GPS組合制導(dǎo),其CEP達(dá)到13m,JDAM在1999年首次進(jìn)行了北約對(duì)南聯(lián)盟的空襲實(shí)戰(zhàn)。到目前為止,該型號(hào)仍是采用INS/GPS組合制導(dǎo)的經(jīng)典精確制導(dǎo)炸彈。

圖1 JDAM制導(dǎo)炸彈Fig.1 Schematic diagram of JDAM guided bomb

1.3 激光制導(dǎo)炸彈

激光制導(dǎo)炸彈作戰(zhàn)方式主要包括地面照射、他機(jī)照射和本機(jī)照射三種形式［10］,目前主要采用的是本機(jī)照射。這種方式下,投彈飛機(jī)在目標(biāo)區(qū)內(nèi),除投彈前一段外可以一直進(jìn)行機(jī)動(dòng),能提高載機(jī)戰(zhàn)場(chǎng)生存能力。激光制導(dǎo)炸彈是在常規(guī)炸彈上增加了激光制導(dǎo)部件,激光的單色性好、抗干擾能力強(qiáng)、光束集中,特別適用于指示目標(biāo)。以美軍裝備的Paveway系列激光制導(dǎo)炸彈為例,它是屬于激光半主動(dòng)式制導(dǎo)炸彈,Paveway系列激光制導(dǎo)炸彈徹底改變了戰(zhàn)術(shù)級(jí)空對(duì)地打擊模式,是目前最成功的低成本空對(duì)地武器系統(tǒng)。如圖2所示,該系列中的Paveway II炸彈是低成本、高可靠性激光制導(dǎo)炸彈的典范,具備命中精度高、附帶毀傷低、可靠性高、采購(gòu)成本低等優(yōu)點(diǎn),已在實(shí)戰(zhàn)中得到驗(yàn)證。Paveway II炸彈中的GBU-12型激光制導(dǎo)炸彈CEP為3.6ft（英尺）,傳統(tǒng)非制導(dǎo)炸彈CEP為310ft［11］,命中精度提高了近100倍。

圖2 Paveway II制導(dǎo)炸彈Fig.2 Schematic diagram of Paveway II guided bomb

1.4 圖像制導(dǎo)炸彈

圖像制導(dǎo)炸彈的原理為:利用彈載成像設(shè)備,在外彈道末段實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)區(qū)域圖像,直接或經(jīng)數(shù)據(jù)鏈傳給飛機(jī),機(jī)載接收系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理并回傳圖像數(shù)據(jù),最后通過(guò)自動(dòng)識(shí)別將炸彈導(dǎo)向目標(biāo),能實(shí)現(xiàn)“發(fā)射后不管”。圖像制導(dǎo)可分為紅外制導(dǎo)、電視制導(dǎo)、雷達(dá)制導(dǎo)和激光制導(dǎo)四種方式。例如,以色列的Elbit公司研制的“奧法爾”紅外制導(dǎo)炸彈［12］采用了被動(dòng)紅外制導(dǎo)技術(shù),能達(dá)到載機(jī)投放后不管的能力,該彈1985年開(kāi)始載飛試驗(yàn),1986年完成首彈試驗(yàn),1992年進(jìn)入現(xiàn)役。美國(guó)的Rockwell International公司在1974年開(kāi)始研制GBU-15光電精確制導(dǎo)炸彈,如圖3所示,該彈前端制導(dǎo)段采用電視制導(dǎo)系統(tǒng)用于晝間作戰(zhàn)和紅外成像系統(tǒng)用于夜間、惡劣天氣作戰(zhàn),是一種采用光電制導(dǎo)方式的無(wú)動(dòng)力滑翔制導(dǎo)武器,主要用于摧毀敵方高價(jià)值目標(biāo)。

圖3 GBU-15型光電制導(dǎo)炸彈Fig.3 Schematic diagram of GBU-15photoelectric guided bomb

1.5 復(fù)合制導(dǎo)炸彈

世界各大軍事強(qiáng)國(guó)都在加快研發(fā)節(jié)奏,新型航空制導(dǎo)炸彈不斷出現(xiàn),其制導(dǎo)方式主要采用以激光和衛(wèi)星定位輔以慣性系統(tǒng)的復(fù)合制導(dǎo)方式,打擊精度得到了長(zhǎng)足的提高［13］。采用兩種以上制導(dǎo)方式的制導(dǎo)稱(chēng)為復(fù)合制導(dǎo),單一制導(dǎo)方式無(wú)法滿足現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)精確制導(dǎo)炸彈的高精度、全天候、抗干擾的要求,而復(fù)合制導(dǎo)通過(guò)綜合不同制導(dǎo)方式的優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ)了單一制導(dǎo)方式的缺陷。如圖4所示,洛克希德·馬丁公司2006年研制的增強(qiáng)型Paveway II GPS/Laser雙模制導(dǎo)炸彈（DMLGB）使用了半主動(dòng)激光制導(dǎo)和GPS/INS制導(dǎo)技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)攻擊移動(dòng)目標(biāo)和機(jī)會(huì)目標(biāo)的精確打擊,具有低成本、高精度、全天候等特點(diǎn)。增強(qiáng)型Paveway III GPS/Laser雙模制導(dǎo)炸彈采用了GPS和激光半主動(dòng)末制導(dǎo)雙模制導(dǎo)技術(shù),這種方式可以減小目標(biāo)位置誤差,即使在命中目標(biāo)前10s時(shí)丟失光斑,該炸彈也可以精確命中目標(biāo)。

圖4 “寶石路II”復(fù)合制導(dǎo)炸彈（DMLGB）Fig.4 Schematic diagram of“Gem road II”composite guided bomb（DMLGB）

1.6 微小型制導(dǎo)炸彈

現(xiàn)今,無(wú)人機(jī)在軍事領(lǐng)域占據(jù)著不可忽略的地位,由于其具備減少人員傷亡、成本低、反應(yīng)能力快等優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越多國(guó)家開(kāi)始研發(fā)無(wú)人機(jī)掛載彈藥。微小型制導(dǎo)炸彈憑借其質(zhì)量小、性?xún)r(jià)比高且能精確打擊目標(biāo)的優(yōu)勢(shì),是無(wú)人機(jī)掛載彈藥的優(yōu)先選擇。如圖5所示,目前美國(guó)已經(jīng)研發(fā)的微小型炸彈有:GPS/INS+激光半主動(dòng)制導(dǎo)的Pyros“圣火”小型戰(zhàn)術(shù)彈藥、激光半主動(dòng)制導(dǎo)的Shadow Hawk“影子鷹”炸彈、GPS/INS+激光半主動(dòng)制導(dǎo)的Hatchet“短柄斧”制導(dǎo)炸彈和激光半主動(dòng)制導(dǎo)的“蝰蛇打擊”制導(dǎo)炸彈,能掛載多型無(wú)人機(jī)平臺(tái),主要打擊輕型車(chē)輛和敵方人員,命中精度小于1m?，F(xiàn)階段,國(guó)內(nèi)在微小型制導(dǎo)炸彈的研制上與美國(guó)還存在很大差距,微小型制導(dǎo)組合體是研制上需突破的技術(shù)難題。

圖5 幾種美國(guó)研發(fā)的微小型制導(dǎo)炸彈Fig.5 Schematic diagram of several miniature guided bombs developed by USA

隨著人工智能的崛起和空中力量的飛速發(fā)展,當(dāng)今戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)已經(jīng)發(fā)生了變化。在以深度學(xué)習(xí)為主的人工智能研究浪潮中［14］,美國(guó)、俄羅斯、加拿大、英國(guó)等國(guó)家占據(jù)了一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì),但仍處于制導(dǎo)彈藥智能化的初級(jí)階段。美國(guó)自20世紀(jì)90年代起一直高度關(guān)注人工智能技術(shù)研究,并持續(xù)推進(jìn)人工智能技術(shù)在精確打擊武器上的工程化應(yīng)用,以獲得更精確、更安全的軍事打擊效果。國(guó)內(nèi)許多科研單位正在開(kāi)展基于專(zhuān)家系統(tǒng)的目標(biāo)識(shí)別技術(shù)研究,一些高校院所也在人工智能算法和無(wú)人機(jī)集群編隊(duì)飛行等專(zhuān)題方向取得了巨大的進(jìn)展。

2 智能制導(dǎo)炸彈技術(shù)

突破智能制導(dǎo)炸彈相關(guān)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)制導(dǎo)炸彈智能化的重要途徑,相關(guān)的技術(shù)主要有智能感知與識(shí)別技術(shù)、智能控制技術(shù)、智能決策技術(shù)、智能彈群協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)［15］。

2.1 智能感知與識(shí)別技術(shù)

智能感知與識(shí)別技術(shù)等同于制導(dǎo)炸彈的“眼睛”,如何在復(fù)雜環(huán)境下快速準(zhǔn)確識(shí)別目標(biāo)是完成打擊的首要任務(wù)。隨著強(qiáng)拒止、弱通信戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的出現(xiàn),僅依靠GPS衛(wèi)星導(dǎo)航已不能滿足未來(lái)多變的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)目標(biāo)識(shí)別的要求［16-17］。智能感知與識(shí)別技術(shù)就是將人工智能技術(shù)加入到探測(cè)器設(shè)計(jì)中,如圖6所示,以色列研制的“Spice”250炸彈在自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別的基礎(chǔ)上加入了人工智能和場(chǎng)景匹配技術(shù),2019年6月已成功測(cè)試其具備自動(dòng)識(shí)別能力,該炸彈可以不依靠GPS,僅憑提前記憶的數(shù)字地圖導(dǎo)航快速對(duì)地面目標(biāo)識(shí)別比對(duì),命中精度達(dá)到0.5m。如圖7所示,雷神公司正在研制和改進(jìn)的SDB-II制導(dǎo)炸彈只憑自身搭載的識(shí)別和跟蹤導(dǎo)引頭就可在任何天氣情況下防止外界物質(zhì)干擾完成固定目標(biāo)的鎖定。人工智能在無(wú)人領(lǐng)域取得的一系列成功應(yīng)用推動(dòng)了智能感知與識(shí)別技術(shù)的加速發(fā)展,如何應(yīng)對(duì)越來(lái)越苛刻復(fù)雜的環(huán)境干擾及在該環(huán)境中準(zhǔn)確找到目標(biāo)是突破該技術(shù)的核心問(wèn)題。

圖6 “Spice”250炸彈Fig.6 Schematic diagram of“Spice”250bomb

圖7 SDB-II制導(dǎo)炸彈Fig.7 Schematic diagram of SDB-II guided bomb

智能感知與識(shí)別技術(shù)是制導(dǎo)炸彈智能化的基礎(chǔ),能減少制導(dǎo)炸彈對(duì)情報(bào)信息、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的依賴(lài)性,有效提高了抗干擾能力,是智能制導(dǎo)炸彈未來(lái)的研究方向之一。

2.2 智能控制技術(shù)

控制系統(tǒng)是制導(dǎo)炸彈按照彈道飛行擊中目標(biāo)的關(guān)鍵,傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)是基于數(shù)學(xué)模型的,再根據(jù)可能存在的誤差進(jìn)行彈道修正。戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜和不可預(yù)測(cè)的威脅帶來(lái)無(wú)法預(yù)先掌控的誤差,使得難以建立準(zhǔn)確的模型,導(dǎo)致飛行彈道在實(shí)際飛行中存在打不中目標(biāo)的可能［18］。智能控制系統(tǒng)能在投放后根據(jù)飛行過(guò)程中的實(shí)際誤差自主控制制導(dǎo)炸彈完成打擊目標(biāo)的任務(wù)［19］。智能控制系統(tǒng)不受到模型的限制,通過(guò)人工智能的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練能自動(dòng)完成實(shí)際戰(zhàn)況下的彈道修正,且具備強(qiáng)抗干擾、高精度、高魯棒性的優(yōu)點(diǎn)。目前,常用的智能控制方法主要有模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、分層遞階智能控制、專(zhuān)家控制和學(xué)習(xí)控制等［20］。

隨著戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境日益復(fù)雜,作戰(zhàn)形式復(fù)雜多變,智能控制技術(shù)能夠彌補(bǔ)預(yù)先設(shè)定的控制系統(tǒng)存在的信息實(shí)時(shí)性差、缺乏靈活性的缺點(diǎn),是未來(lái)制導(dǎo)炸彈快速精確打擊目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

2.3 智能決策技術(shù)

在戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知、數(shù)據(jù)融合、大數(shù)據(jù)、高性能計(jì)算及先進(jìn)算法的基礎(chǔ)上,對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息進(jìn)行判讀、理解、預(yù)測(cè)及分析,判斷戰(zhàn)況走向,形成對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的認(rèn)知［21］,通過(guò)對(duì)環(huán)境威脅的探測(cè)和感知,自主制定攻擊方式,調(diào)整作戰(zhàn)方案,提高作戰(zhàn)效率。如圖8所示,由洛克希德·馬丁公司與美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）和海軍研究辦公室（ONR）合作開(kāi)發(fā)的LRASM反艦導(dǎo)彈就是智能決策技術(shù)的典型應(yīng)用,該導(dǎo)彈能夠根據(jù)對(duì)目標(biāo)和周?chē)h(huán)境的探測(cè),將探測(cè)信息回傳進(jìn)行分析和預(yù)判,自主制定新的方案對(duì)目標(biāo)最薄弱部位進(jìn)行打擊［22］。在基于探測(cè)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,智能決策技術(shù)根據(jù)周?chē)h(huán)境的變化和威脅制定最優(yōu)決策完成任務(wù),其關(guān)鍵在于自主決策的實(shí)時(shí)性,根據(jù)目標(biāo)進(jìn)行預(yù)判實(shí)時(shí)修改打擊路徑,在完成任務(wù)的基礎(chǔ)上達(dá)到最佳打擊效果［23-25］。

圖8 LRASM反艦導(dǎo)彈Fig.8 Schematic diagram of LRASM anti-ship missile

在自主識(shí)別的基礎(chǔ)上,智能決策根據(jù)復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的變化趨勢(shì)提前判斷思考是否需要調(diào)整原計(jì)劃并生成更優(yōu)的打擊目標(biāo)代替方案,它是人工智能引入作戰(zhàn)決策的一次全新探索。

2.4 智能彈群協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)

智能協(xié)同作戰(zhàn)就是制導(dǎo)炸彈與作戰(zhàn)平臺(tái)之間通過(guò)數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行信息融合、信息共享［26］,自主進(jìn)行毀傷評(píng)估、自主決策、自組織,分配打擊任務(wù)的智能行為。協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)的智能化程度與感知與識(shí)別技術(shù)、控制技術(shù)和決策技術(shù)的智能水平聯(lián)系緊密,智能協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)是在這三種及以上技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)彈群進(jìn)行的體系作戰(zhàn)［27-28］。如圖9所示,智能彈群協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)應(yīng)用最典型的例子就是美軍在GBU-39小直徑精確制導(dǎo)炸彈的基礎(chǔ)上研發(fā)的CSDB-1“金帳汗國(guó)”小直徑自主協(xié)同攻擊炸彈,其具有高命中精度、低附帶毀傷和低成本等特點(diǎn)。該炸彈加裝了新一代的數(shù)據(jù)鏈和處理器,多彈投射后能夠進(jìn)行“多彈聯(lián)網(wǎng)”,根據(jù)預(yù)設(shè)的攻擊任務(wù)進(jìn)行協(xié)同分配打擊,能做到多彈之間相互通信、信息共享,避免已擊毀的目標(biāo)多彈再次攻擊,完成任務(wù)的基礎(chǔ)上有效節(jié)約了作戰(zhàn)成本［29-31］。

圖9 “金帳汗國(guó)”協(xié)同炸彈Fig.9 Schematic diagram of“Golden tent Khanate”coordinated bomb

協(xié)同作戰(zhàn)是制導(dǎo)炸彈智能化積極研究的領(lǐng)域,也是提高制導(dǎo)炸彈智能化的一個(gè)顯著特征。目前,如何做到多彈信息融合、信息共享、高效協(xié)同分配是智能制導(dǎo)炸彈技術(shù)研究中一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域。

3 制導(dǎo)炸彈智能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

面對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)精確制導(dǎo)炸彈需求量的持續(xù)增加,隨著人工智能技術(shù)的高速發(fā)展,越來(lái)越多的國(guó)家與研究機(jī)構(gòu)將人工智能引入制導(dǎo)炸彈中,以實(shí)現(xiàn)制導(dǎo)炸彈的精確化、自主化、智能化,達(dá)到占據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)主導(dǎo)地位的目的。目前,制導(dǎo)炸彈還處于形式上的智能化,看似做到了“投放后不管”,但很大程度上會(huì)受到復(fù)雜環(huán)境（電磁波、光波、天氣、目標(biāo)偽裝）干擾和遠(yuǎn)距離探測(cè)信號(hào)變?nèi)醯挠绊?所以制導(dǎo)炸彈智能化涉及的感知、識(shí)別、控制、決策、協(xié)同等關(guān)鍵技術(shù)還需要研究突破。很多國(guó)家已在智能制導(dǎo)炸彈方面進(jìn)行了很多年的探索,也得到了一些基礎(chǔ)的研究成果。在未來(lái),制導(dǎo)炸彈智能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)如下:

3.1 智能制導(dǎo)炸彈向著自主識(shí)別目標(biāo)、自主決策方向發(fā)展

在自主識(shí)別方面,準(zhǔn)確快速在復(fù)雜干擾環(huán)境中自主識(shí)別目標(biāo)是發(fā)展導(dǎo)航系統(tǒng)需要解決的首要問(wèn)題,未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)有更難識(shí)破的偽裝和更復(fù)雜的多炸彈掩護(hù),完成該任務(wù)的關(guān)鍵在于制導(dǎo)炸彈通過(guò)自主識(shí)別、智能探測(cè)在短時(shí)間內(nèi)分析判斷找出目標(biāo)的最薄弱部位進(jìn)行精確打擊。未來(lái),自主識(shí)別主要是復(fù)合制導(dǎo)為主逐步向智能化導(dǎo)引頭的發(fā)展過(guò)程,做到投放后能自主在多偽裝、多威脅中更準(zhǔn)確、更快速地找到目標(biāo)。

在自主決策方面,提前預(yù)定的方案已不適合未來(lái)多變的戰(zhàn)場(chǎng),當(dāng)智能制導(dǎo)炸彈遭遇威脅時(shí),需要及時(shí)對(duì)周?chē)h(huán)境、打擊效果有一個(gè)提前的預(yù)測(cè)、分析、處理和評(píng)估,并得出新的方案。自主決策智能化的智能程度取決于其實(shí)時(shí)性,自主決策主要是實(shí)時(shí)更新任務(wù)的航跡得到最優(yōu)的路徑。目前,取得一定進(jìn)展并重點(diǎn)研究的航跡規(guī)劃算法有交叉的遺傳算法（GA）、模擬人腦系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法（NNA）、蟻群算法（ACO）、粒子群算法（PSO）及它們的改進(jìn)算法。未來(lái),自主決策將向著多種算法融合的方向發(fā)展,智能制導(dǎo)炸彈能在其執(zhí)行任務(wù)的路徑中實(shí)時(shí)探測(cè)到威脅和障礙,及時(shí)反饋并通過(guò)實(shí)時(shí)修正航跡以最小的代價(jià)完成任務(wù)。

3.2 智能制導(dǎo)炸彈向著抗強(qiáng)干擾方向發(fā)展

未來(lái)的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境由于受到眾多因素影響和強(qiáng)干擾的作用,不同的譜段、不同的位置和不同的環(huán)境使得作戰(zhàn)目標(biāo)的變化性組合呈現(xiàn)出爆炸性的增長(zhǎng),導(dǎo)致了目標(biāo)的不可預(yù)測(cè)性,這對(duì)制導(dǎo)炸彈識(shí)別目標(biāo)增加了困難維度。目前,抗干擾的手段主要是采用以激光和衛(wèi)星定位輔以慣性系統(tǒng)的復(fù)合制導(dǎo)方式,復(fù)合制導(dǎo)的發(fā)展就是為了增強(qiáng)制導(dǎo)炸彈作戰(zhàn)的可靠性,既要能快速準(zhǔn)確識(shí)別出偽裝、隱蔽、欺騙的目標(biāo),還要能在弱通信或無(wú)網(wǎng)絡(luò)情況下在較少的樣本或有噪聲的信息中剔除“雜波”有效處理數(shù)據(jù),來(lái)準(zhǔn)確定位目標(biāo)位置。為了達(dá)到抗強(qiáng)干擾的目的,未來(lái)制導(dǎo)裝置將向著復(fù)合制導(dǎo)和小型化的方向發(fā)展,復(fù)合制導(dǎo)主要是激光/電磁波/紅外/雷達(dá)/INS等方式的復(fù)合,提高其穩(wěn)定性且未來(lái)導(dǎo)航系統(tǒng)還能在復(fù)雜情況下對(duì)不確定性進(jìn)行提前的預(yù)測(cè)和分析,小型化帶來(lái)的靈巧結(jié)構(gòu)能夠讓導(dǎo)航系統(tǒng)更好地適應(yīng)極端環(huán)境發(fā)展,具有更好的越障能力和高效作戰(zhàn)性能。

3.3 智能制導(dǎo)炸彈向著多炸彈、多載機(jī)、多平臺(tái)協(xié)同作戰(zhàn)方向發(fā)展

在協(xié)同作戰(zhàn)方面,面對(duì)多變復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和不斷更新的作戰(zhàn)樣式,單一的制導(dǎo)炸彈作戰(zhàn)方式已不能滿足激烈的現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)需求。隨著無(wú)人機(jī)在協(xié)同作戰(zhàn)領(lǐng)域的大量研究,協(xié)同作戰(zhàn)具備適應(yīng)體系作戰(zhàn)、多目標(biāo)打擊的能力,體現(xiàn)出“1+1＞＞2”的高效毀傷效能的優(yōu)勢(shì)。各國(guó)意識(shí)到協(xié)同作戰(zhàn)在制導(dǎo)炸彈上的巨大潛力和軍事效益,炸彈協(xié)同作戰(zhàn)研究也早已展開(kāi)多年,已是智能技術(shù)研究中的重要領(lǐng)域之一。協(xié)同作戰(zhàn)是未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)制導(dǎo)炸彈智能化的重要體現(xiàn),智能制導(dǎo)炸彈協(xié)同是單個(gè)制導(dǎo)炸彈打擊——同類(lèi)型制導(dǎo)炸彈協(xié)同——不同類(lèi)型制導(dǎo)炸彈協(xié)同的漸進(jìn)發(fā)展過(guò)程。制導(dǎo)炸彈協(xié)同智能化是首先基于提升單體制導(dǎo)炸彈作戰(zhàn)效能,再通過(guò)數(shù)據(jù)鏈實(shí)現(xiàn)多彈間的信息共享完成協(xié)同作戰(zhàn)。未來(lái),作戰(zhàn)不再是區(qū)分制導(dǎo)炸彈、導(dǎo)彈、艦船獨(dú)立作戰(zhàn),而是多型武器、多載機(jī)、多平臺(tái),甚至是海陸空天一體的體系化作戰(zhàn),協(xié)同作戰(zhàn)也向著更多武器裝備、更廣作戰(zhàn)域發(fā)展。

3.4 智能制導(dǎo)炸彈向著智能檢測(cè)、智能保障方向發(fā)展

制導(dǎo)炸彈智能化的發(fā)展已是未來(lái)必然趨勢(shì),未來(lái)大批量的智能制導(dǎo)炸彈除了要解決其精確化、智能化、自主化的問(wèn)題,智能檢測(cè)和智能保障也是智能制導(dǎo)炸彈面臨的難題。大批量智能制導(dǎo)炸彈儲(chǔ)存需要定期檢測(cè)和保障,若是人工逐個(gè)進(jìn)行檢查維護(hù),工作量巨大且存在風(fēng)險(xiǎn),不利于部隊(duì)使用和管理。未來(lái),制導(dǎo)炸彈后勤保障、管理、檢測(cè)和維護(hù)系統(tǒng)向著智能化、體系化方向發(fā)展,操作更簡(jiǎn)便,管理人員只需會(huì)使用簡(jiǎn)單的軟件操作即可實(shí)現(xiàn)對(duì)大批量智能制導(dǎo)炸彈的定期檢測(cè)和保障。智能檢測(cè)、智能保障的發(fā)展能夠大幅提高部隊(duì)保障效率、延長(zhǎng)炸彈壽命、降低保障成本,是未來(lái)武器后勤保障重點(diǎn)研究方向之一。

4 結(jié)論

智能化是未來(lái)制導(dǎo)炸彈發(fā)展的趨勢(shì)之一,是在日益復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中精確打擊目標(biāo)、提高作戰(zhàn)效率的有效手段。大力發(fā)展智能制導(dǎo)炸彈,重點(diǎn)研究智能制導(dǎo)炸彈關(guān)鍵技術(shù),才能在未來(lái)高速發(fā)展的智能戰(zhàn)爭(zhēng)中占據(jù)一席之地。制導(dǎo)炸彈的智能化是一個(gè)逐步提高自主性的過(guò)程,目前人工智能發(fā)展迅速,應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣,但在制導(dǎo)炸彈上的應(yīng)用還處于嘗試階段,率先掌握智能技術(shù)將能在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)中遙遙領(lǐng)先其他國(guó)家。我國(guó)各科研所與高校都投入了大量精力進(jìn)行武器智能技術(shù)的研究,也取得了一些突破,在未來(lái),智能制導(dǎo)炸彈將會(huì)成為我軍空中打擊的主要力量,開(kāi)啟智能裝備新時(shí)代。