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时敏打击指挥控制技术初探.pdf

时敏打击指挥控制技术初探

shiweike2002
2011-05-27 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《时敏打击指挥控制技术初探pdf》,可适用于人文社科领域

第卷第期指挥控制与仿真VolNo年月CommandControlSimulationApr文章编号:()时敏打击指挥控制技术初探张开德赵书斌(中国船舶重工集团公司江苏自动化研究所江苏连云港)摘要:分析了时敏目标打击链介绍了压缩打击链的主要途径描述了图像处理、战场数据管理、武器动态分配、智能代理集成等有关时敏打击指挥控制技术为时敏打击指挥控制系统的研究提供参考。关键词:时敏目标压缩打击链指挥控制技术中图分类号:E文献标识码:ATheCommandandControlTechnologyofTimeCriticalStrikeZHANGKaide,ZHAOShubin(JiangsuAutomationinstituteofCSCC,Lianyungang,China)Abstract:ThepaperanalysesthestrikelinkoftimecriticaltargetPresentthemainapproachofcompressingstrikelinkShowthecommandandcontroltechnologyoftimecriticalstrikesuchasimageprocessing,battlefielddatamanagement,weapondynamicdistributionandintelligenceagenttechnologyItprovidesreferencefortheresearchoncommandandcontrolsystemoftimecriticalstrikeKeywords:timecriticaltargetcompressingstrikelinkcommandandcontroltechnology时敏目标打击链分析北约和美国国防部将时敏目标(timecriticaltarget或timesensitivetarget)定义为:已经或很快对友军构成威胁或者具有极高打击价值的、稍纵即逝的目标时间敏感目标分两类,一类是各种飞行器等来袭目标另一类是机动设施或很快能发挥军事作用的固定设施(如军火库或敌人即将通过的桥梁等)。一个完整的时敏目标打击过程可以描述如下:收稿日期:修回日期:作者简介:张开德()男江苏丹徒人研究员研究领域为水面舰艇作战系统与指挥系统。赵书斌()男博士高级工程师。时间敏感目标跟踪目标目标打击任务规划发现目标确任目标效果评估˙ISR系统检测到可疑目标下达攻击命令监视打击过程˙˙确定可用资源评估达成预期目的之各种可选方案˙˙˙确定打击方案风险评估˙˙传感器聚焦可疑目标识别目标地理坐标定位确认有效打击时间˙˙˙˙优先处理该目标侦察信息跟踪该目标˙˙图六阶段打击过程示意图考虑各种战斗制约因素给出打击报告˙评估打击效果˙给出是否进行打击建议˙图时敏目标六阶段打击过程示意图张开德等:时敏打击指挥控制技术初探第卷有效实施时敏打击的关键在于压缩打击链即在尽可能短的时间内摧毁时间敏感目标。这里尽可能短的时间是指要在目标发挥作用之前或对我方达成战斗目标构成阻碍之前击毁目标。目前美海军已将实施时敏打击的时间从数小时缩短为二十分钟左右其最终目标是在几分钟内完成打击过程摧毁目标。要从两个方面来压缩时间链一是减少每个环节的时间二是减少环节之间的过渡时间。因而压缩时敏打击时间链的措施涉及面很广主要在以下几个方面:多层次的战场态势感知系统传感器是“打击链”的起点近年来美军建立了由侦察卫星、侦察机、无人机为核心的态势感知系统同时有低空、中空、高空和太空个层次的传感器平台对战场进行连续不断的侦察与监视基本做到了对战场全时间、全空间的全维监视有效压缩杀伤链“发现”的时间。高质量的数据通信网络减少语音通信所有时敏打击平台之间的信息通过高质量的数据通信网络,从一个平台的机器直接传输到另一个平台的机器大大地提高效率有实践证明其效率有数量级的提高在压缩杀伤链中起重要的作用。无缝衔接空间、情报、监视、侦察和通信等不同的专业领域、及不同的军兵种之间提供数据使用的是不同的系统、方法和标准。其间存在着衔接问题数据不能自由地流动将大大地增加杀伤链周期的时间。另一条缩短杀伤链的途径是在FTEA周期内除掉不同专业之间、不同军兵种之间的障碍。拟从时敏打击、联合作战的需求出发加强顶层设计统一标准规范、加强系统集成更有效地实现时敏打击传感器、武器、指挥控制各平台之间的无缝链接压缩杀伤链周期。快速目标识别和定位利用“战术利用系统”和“联合服务图像处理系统”直接接收并综合利用战略、战区和战术侦察信息大大提高了目标处理速度改进了目标定位精度并为指挥决策提供了空前的战场态势感知能力。时敏目标模型综合考虑各传感器平台的探测、定位和识别的优缺点根据打击目标所用武器的定位精度要求选择最适宜平台和最佳路径以最少的资源进行快速的识别和定位。任务规划和决策自动化方便的作战武器平台和目标管理工具能够提供所有可供使用的武器平台的位置和状态对目标信息和威胁程度进行实时处理和显示实现了武器和目标的有效管理。这就大大提高了任务规划和决策的自动化水平缩短了决策时间。联合火力网与作战任务的动态分配整个战区的武器装备构成一个联合火力网。指挥决策部门可以根据战场态势的变化和目标的威胁程度充分利用可控作战资源快速地、动态地为武器分配任务从而缩短打击时间以下就压缩打击链、对时敏目标实施有效精确打击有关的指挥控制关键技术作简要阐述。航天、航空侦察和监视信息的战术应用空间系统在发展战场信息系统中具有其他手段不可替代的作用。美国拥有能够执行全球侦察和监视任务的卫星系统其成像侦查卫星技术处于领先地位。随着天基系统的不断发展完善航天、航空侦察和监视信息已经从战略应用扩展到战术作战情报支援。战术利用系统(TES)直接接收和处理战术、战区和战略图像、信号以及其他战场侦察信息。这些信息经过信息处理单元处理后生成情报产品包括目标信息和战场态势等。其最主要的特征是系统可以直接接收以前由国家情报中心分发的战略情报。TES使得作战单位能够直接访问各种侦察信息包括战略、战术和战区信息因而大大缩短了目标搜索和定位时间为有效打击时间敏感目标赢得了时间。联合图像处理系统美海军联合服务图像处理系统(JSIPSN)是舰载数字图像处理系统能够接收处理利用存储和分发来自战略和战术传感器的侦察图像和基于图像的侦察报告。JSIPSN的基本目的是为舰载战斗机、海军火力支援和远程精确打击提供和增强目标识别、跟踪和定位能力。在相当程度上未来精确打击武器系统依靠JSIPSN提供近实时的侦察图像从而实时获得目标的精确坐标。JSIPSN系统配置在航空母舰、两栖攻击舰和舰队旗舰等的情报和任务规划中心为快速利用和分发图像情报提供支持并为战术和无人机侦察提供地面站。JSIPSN提供了一种真正的从传感器到射手的作战指挥环境不仅能够用于突发任务规划而且对打击任务进行预演。下面以基于图像融合的快速精确定位技术为例来说明多源图像的综合运用。第期指挥控制与仿真卫星图像可以覆盖广阔的战场具有较高的分辨率但实时性差。战术图像搜集系统(例如机载合成孔径雷达前视红外和武器寻的器视频)能获得实时的战术图像可用来识别目标但不能为精确打击武器提供足够精度的位置信息。地理信息库使用的图像常常是几个月甚至几年以前的然而所标注的地理信息非常准确所提供的地理坐标和其他信息是精确制导武器的理想信息源。时敏目标定位的一个解决方案是融合这三类信息源对时敏目标快速识别和精确定位。由于地理信息库采用的图像往往非常陈旧直接用来与实时战术图像进行配准存在相当大的困难。这就需要使用近期的卫星图像作为地理信息库和实时战术图像之间的一座桥梁。在实际使用时战略输入单元接收卫星图像后先进行几何校正和辐射校正然后根据接收的附属支持数据为卫星图像标注经纬度。这样只要将战术图像与卫星图像配准就能够将地理信息库中的数据标注在实时战术图像上从而实现目标的实时精确定位。最适宜平台及最佳路径选择传感器的探测能力与传感器的视场有关宽视场的传感器对目标有高的探测概率。另一方面高分辩率的雷达比被动传感器能够更精确地定位目标。融合是把执行探测、识别、定位功能的传感器采集的数据综合在一起以形成时敏瞄准信息的过程。正是多传感器信息的融合提供了多传感器瞄准的相互配合以某个系统的长处来克服另一个系统的弱点把不完整的数据转变为瞄准信息。分发是把最终的完整的瞄准信息以决策者和射手有用的格式分发到指挥控制机构和射手。为完成所有瞄准功能而协同工作的所有平台可称之为“瞄准星群”。要完成时敏瞄准的各个功能每一个平台都有强势和弱势。主动传感器通常具有探测和定位目标的优势然而常常缺少识别威胁的能力。被动传感器能探测并识别威胁目标然而它们不具有武器交战所需的足够的定位能力。一些射手和其他传感器如无人机能够定位和识别目标但由于视场的限制不能很快探测到目标。当有两个或多个系统用于探测、定位、识别和交战时敏目标时确定最佳瞄准星群是十分重要的。这就是时敏瞄准最佳星群和最佳路径选择技术。研究开发时敏瞄准模型和战斗管理工具能给我们提示每个系统提供什么样的能力使我们建立传感器到射手的星群通道。该通道具有最佳的探测、识别、定位和与目标交战的能力。基于时敏瞄准模型可以建立称之为TCT矩阵的管理工具。该矩阵允许指挥参谋机构使用关键路径分析对给定的态势快速确定及评估最佳瞄准星群。关键路径分析是通过改变变量系统地决定最佳路径的技术。对于时敏瞄准时间和精度是变量。关键路径指出瞄准星群在保证所需要的定位和识别精度的同时使得从目标探测到交战的时间最短。关键路径分析法也被称之为“最佳传感器、武器使用法”。这两个术语都是指构成最有效的瞄准星群的平台。可以为任一个武器和可能的目标构建时敏矩阵。时敏矩阵可以转换成计算机模型。该计算机模型能够向指挥官指明失去任一个平台对时限和准确度的影响因而可以评估现有兵力交战时敏目标的能力以及加入及失去星座对时敏目标交战能力的变化。如果已有的瞄准星群不能满足需求根据模型可提出新瞄准星群的能力要求。战场数据管理过去一、二十年中军事情报搜集方式已经发生了深刻的变化。高级雷达和其他类型的传感器(搭载于有人和无人ISR工具上)将世界各地的侦察、检测信息每时每刻源源不断地送到情报处理中心。随着情报搜集的范围、准确性和及时性的发展和改进需要处理的数据量大大增加了。这就需要信息与情报支持系统具有处理和解释这些数据的能力将数据变成真正的情报。具体地说系统需要如下能力:▪处理来自不同信息源的大量数据并生成一个统一的态势图。▪利用数据的空间时间信息同步来自不同传感器的数据。系统需要综合来自不同传感器、在不同时间接收的图像必须确保态势图反应同一时间的同一个信息。这种数据核对有助于识别运动目标避免依赖于单个传感器同时提高数据的精度。▪利用数据库中已知目标属性对传感器检测到的目标数据进行关联并判断目标的威胁程度▪支持地理信息标注。将来自不同信号源的传感器数据映射到已知的地形图交叉验证目标位置数据将传感器数据在统一的场景下显示。▪系统实时记录收到的数据并在地形图上跟踪目标的运动情况这将帮助确定目标的属性(是张开德等:时敏打击指挥控制技术初探第卷否沿道路运动沿什么方向以什么速度)另外运动数据也是一种车辆识别的方式有助于分析专家确定目标的潜在威胁级别。▪支持信息的实时显示以及已归档信息的检索和回放。当某个作战单位请求获得某个信息时系统作出响应并提供某个区域在特定时间内的处理过的态势图。需研究相应的管理工具用于辅助指挥官进行战场数据管理。如:监视及目标评估决策辅助工具用于时敏目标瞄准监视及目标识别阶段。主要用于加强管理和处理大量传感器数据的能力以形成战场空间可视化的统一的态势图。辅助指挥官从复杂的场景中提取、识别目标并判断目标的威胁程度。决策辅助工具根据对威胁的交战规则支持时敏目标选择使指挥官能迅速地指定时敏目标并使其迅速进入武器选择过程。武器的动态分配战场是动态的态势随时间不断变化指挥控制系统必须不断响应这种变化。如果战场环境发生显著变化或出现了需要优先处理的目标指控系统需要尽快调度作战资源。这就要求指控系统具有动态分配打击武器的能力。目标-武器平台配对和任务规划是一个复杂的过程。目标威胁评估可用的武器平台以及打击路线选择和打击风险评估等都直接影响最终的决策。为了能够对战场态势作出快速响应必须实现决策过程的自动化。实时决策支持系统(RDSS)是一个自动化决策支持工具。RDSS使得任务规划部门能够充分利用可控作战资源快速响应态势的动态变化。快速动态分配打击武器的基础在于完全的战场态势感知能力。为实现其目标RDSS不仅集成了来自战术利用系统和联合服务图像处理系统的信息和情报而且拥有所有作战单元的作战能力、性能、当前位置和状态等数据。系统监视来自图像处理与利用单元等的跟踪数据分别在地图浏览器和图表中显示这些数据。系统还管理不断获得的目标作战能力和性能信息以及目前任务规划数据。由于提供了全面的战场态势数据系统能够提供动态的武器目标分配方案。实际使用时系统持续不断地监视所有构成威胁的目标态势的任何显著变化直接触发一次动态打击规划。例如一旦一个高优先级的目标进入任务序列系统被触发并自动为该目标分配打击武器系统同时给出最佳打击路线和该打击方案的风险评估。然后指挥人员或者采用其中的一个方案或者对某个方案做一些修改。时敏打击智能代理集成技术时敏打击一般说来是多军兵种参加的联合军事行动需要参战的各传感器、武器及指挥控制平台能够快速无缝联结。时敏打击各平台的指挥控制系统常常是隶属不同的部门、独立发展的、历史形成的种类繁多的系统时敏打击系统集成的主要障碍之一是时敏打击各平台的指挥控制系统缺少互操作性。根据目前的技术现状可重用的、可互操作的智能代理技术提供了行之有效的时敏打击系统集成近期解决方案。围绕智能代理软件建立的结构在时敏打击战斗过程中使用智能软件对不同的、分立的、烟囱式的系统提供统一的处理。智能代理使每个系统知道哪个系统提供输入数据发出告警、触发事件哪一个下游系统何时需要本系系统的输出。代理服务器把被动的、互不觉察的各分系统变成能够按照用户的需要启动并引导计算的、主动的分系统。协同操作代理按照模块化、面向任务工作流程的设计方法设计任务和工作流程是可配置的、可重用的组件可方便地进行剪裁因此基于代理的结构易于适应各平台的修改和扩充易于适应新的决策支持应用而所化的时间和工作量最小。协同操作代理注重安全性和资源管理可应用于有时不太可靠的和拥挤的军事网络。采用智能代理、系统的系统(SOS)结构的好处是便于集成易于系统互操作。把代理技术应用于时敏打击循环的决策支持包括计划监控、威胁告警、信息相关和信息分发可以大大改善了时敏打击周期时间。试验表明特定任务的协同操作代理(CAST)可以减少发现定位、跟踪和瞄准所需时间-分钟如果让代理担任更主动的角色该时间还可以缩短。系统一旦获得操作人员适用的信息代理立即把它提交给操作人员。已经证明这也可以改善时敏打击交战和评估所需的时间。代理能取得这么理想的改善的关键原因是时敏打击各分系统的互操作是通过代理来完成的代理可以定义和实施统一的处理。可伸缩易改变的代理可承担大多数信息搜索、比较、传输和命令发送等任务这些任务代替数量可观的任务操作员执行例行工作。原来由操作员完成的费时的简单任务改由代理来完成后时间节省很多。信息代理对动态数据源保持连续的监控在获得动态数据源初始状态后不断检查比较其初第期指挥控制与仿真始状态有无改变。例如信息代理不断监控图象产品库中有没有新的图象。打击前新图象有助于瞄准打击后有助于毁伤评估。操作协同代理从各舰载CI系统不断收集与目标有关的信息和图象着重关注有无发现打击目标等重要信息。打击操作员利用协同代理来为他提供了跨格栅的态势感知能力。结束语近年来美军将打击"时间敏感目标"作为其标志性作战能力加以建设,伊拉克战争的实践证明美军凭借信息优势对时敏目标的精确打击能力有了大幅提高。美正在制定和执行一系列的开发和改进计划旨在进一步提高其以网络为中心对时敏目标的打击能力这也成为各发达国家竞相研究和开发的一个重要方向。未来的作战需求要求我们必须具备对时敏目标的打击能力对打击敌人和提高部队作战效能具有重要意义。本文分析了时敏目标打击的全过程介绍了压缩打击链的主要途径描述了图像处理、战场数据管理、武器动态分配、智能代理集成等有关时敏打击指挥控制技术。我们希望这些能为进一步研究提供一些借鉴和参考。参考文献:RobertLDavisTheJointServiceImageryProcessingSystemGeneLambertandSharonCarvalhoTacticalExploitationofNationalCapabilitiesInitiativesGerardJMayer,MartinOHofmann,KennethRWhitebread,LoriAPridmore,PeterMGerken,MichaelDOrrTimeCriticalStrikeIntegrationViaIntelligentAgentTechnologyWilliamBDanskine,Major,USAFTheTimeCriticalTargetingModelJohnRMcDonnellandNicholasGizziDynamicStrikeForceAssetReallocationforTimeCriticalTargeting投稿须知《指挥控制与仿真》投稿要求及主要注意事项如下:来稿要求观点明确论据充足论述精练富于创造性和实用性。学术论文一般不超过字综述文章一般不超过字。来稿文责自负(包括政治、学术、保密)。来稿未附保密审查证明本刊视为可公开发表。稿件题目不超过字应有题名、摘要、关键词并有相应的英文对照。摘要需包含目的、方法、结果、结论四要素~字为宜关键词应尽可能从《汉语主题词表》中选取~个。要求有作者中英文署名(最多署名人)用中英文标明工作单位全称及单位所在城市和邮政编码。请附全部作者的简历(姓名、性别、出生年、籍贯、学历、职称、主要研究方向)。在文末附作者通信地址、电话、手机、Email等联系方式。凡以国家和省(部)级科学基金资助的研究课题为内容的论文应注明“基金项目”并注明课题代码。例:基金项目:国家自然科学基金资助项目(No:)。来稿所引用参考资料请核实准确注明出处。参考文献标引序号请按正文中引用顺序依次排列并在正文中引用处标上对应的序号参考文献~条为宜。参考文献的著录格式和标准范例见后。作者投稿时请发电子邮件。勿一稿多投。自投稿日起两个月内会收到编辑部通知(退稿、修改、录用)。编辑部保留对稿件作适当删改或请作者修改的权利。稿件被录用后本刊将收取适量版面费。作者收到修改信后因故撤稿必须通知编辑部并补交审稿费。投稿电子邮箱:infomailcomcn或邮寄到编辑部地址:江苏省连云港市信箱分箱邮政编码:。编辑部联系电话:。参考文献格式期刊:王希季中国返回式航天器发展途径探讨J中国空间科学技术,():专著:周宏仁敬忠良机动目标跟踪原理M北京:国防工业出版社学位论文:何海波高精度GPS动态测量及质量控制D郑州:中国人民解放军信息工程大学会议文集:董志荣CI系统理论体系与范畴C火力与指挥控制年学术会议论文集连云港:中国船舶重工集团公司第研究所电子文献:OnlineComputerLibraryCenterIncHistoryofOCLCEBOLhttp:wwwoclcorgoclomenuhistoryhtm王明亮中国学术期刊标准化数据系统工程EBOLhttp:wwwcajcdcnpubwmtxthtm,注:常用文献类型代码:期刊J报告R网上电子文献EBOL专著M专利文献P数据库DB会议文集C标准S计算机程序CP学位论文D报纸文章N电子公告EB

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