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摘 要:军用无人机作战越来越受到重视,为无人作战提供最基本的支撑便是任务规划系统,本文阐述了无人机作战的特点、任务样式。介绍了当前军事强国的无人机和任务规划系统的发展情况。着重介绍任务规划系统的组成、功能以及在作战中的使用。对未来战争中任务规划的发展演变进行了基本的思考和探讨。
关键词:任务规划;无人机;任务规划系统;多兵种联合作战
引言:现代战争中,无人作战越来越受到重视,其中无人机(Unmanned Aerial Vehicle)的发展是最为迅速的,在无人机每一次的飞行和执行任务前,必须加载飞行计划,也就是要对无人机进行任务规划,如果说,有人机的任务规划是对飞行员主观操纵的辅助,那么无人机的任务规划可以说是无人机作战的灵魂,其囊括飞行前的各种准备工作、在无人状态下确保飞行器的安全和解决飞行中突发问题的能力。现代战争的规模越来越庞大,多兵种对抗成为趋势,而无人机进行规划所需分析的信息众多,人是无法全部考虑到的,必须借助工具来解决,而这个工具就是任务规划系统。通过任务规划系统可以融合大量数据快速高效的为无人机规划航线、任务分配和战场处突等。因此,研究无人机任务规划和任务规划系统意义重大。
1 UAV作战特点
无人机已经在各国大量装备,其低廉的价格,对地勤维护方面要求比较低和安全风险系数较小等优势使得各国对无人机的作战备受青睐。因此,无人机被大量投入到作战中,其作战特点有以下方面:
替代有人机完成危险系数高的任务。
进行高空超长航时的侦察、空中预警。
利用无人机可以战前对敌实施干扰,也可充当诱饵,吸引敌方的火力,为有人机的介入提供机会。
当有人机无法远距离探测目标时,可以利用作战一线无人机对敌目标监视锁定,为有人机进行火力引导和目标指示,实施精确打击。
2 UAV任务规划概述
无人机任务规划(UAV Mission Planning)是通过依据无人机作战侦察的任务、执行任务的无人机数目、无人机的类型以及无人机本体所能搭载的载荷,对各架无人机进行任务分配并通过航路规划技术制定飞行路线[1]。
当前以美国为代表的西方国家已经在战争中多次使用任务规划系统对无人机进行相关的任务分配。其中美空军经历了MSSΙΙ、MSSΙΙ Block到目前应用最先进的空军装备支援系统(AFMSS)称为BLOCK C,新型任务规划系统具备更强大的信息支撑和处理保障能力,在飞行中,面对突发情况的处置能力也更为迅速,同时多机的协同配合交互水平也进一步增强[2]。当前我国通过学习美国等的先进技术和经验,也在大力研发自己的任务规划系统,已经成功装备部队。在多次重大任务中,任务规划系统发挥作用明显。但许多核心技术需要我国持续创新发力,来逐步缩短与军事强国的差距。
3 UAV任务规划在作战中的使用
在为无人机任务规划前,应当先将无人机的任务规划纳入到全局的规划中,可以确保无人机作战的时效性,发挥无人机作战优势。无人机的任务规划系统包括地面的任务规划系统和空中任务规划系统。在执行作战时,任务规划系统可以完成以下的工作:
(1)通过任务规划可以将地形地貌、天气、敌方火力布署和飞机本体的机动能力作为规划的约束条件,依据敌方目标所在的位置和目标的类型,来合理选择无人机所搭载的武器、载荷等,模拟出最优飞行的航线。
(2)利用无人机的任务规划来配合有人机进行空中的协同数据处理、先期的侦查和目标的捕获,提前对危险源的数据进行预判和告警。
(3)在打击任务中,无人机任务规划可以生成最佳的攻击计划。
(4)对航线进行三维的建模仿真,可以将实时的飞行航线在飞行操纵席的显示屏上显示出来,使得无人机飞行员的操控和航线的变轨更加直观。
(5)与有人机协同作战,通过无人机的前期侦察、捕获,利用任务规划系统为非制导武器和制导武器确定精准的目标位置,提高打击毁伤效果。
(6)评估作战计划中突防的危险程度,进而基于危险的的分布情况,来优化突防打击的方案。
4 UAV任务规划的发展
体系化、多兵种协同作战是未来战争的特点,不同类型的无人机将会配备在各兵种,这就要求无人机的地面站和任务规划系统进行通用化搭建。在一般的任务规划中包括空间航线的任务规划和任务层次分解两种类型的规划,首先针对飞行航线进行规划,要考虑飞机本体最大的航程、飞行小时数以及执行任务区域的地形和气候综合考量来选择最优航线[5]。
任务规划大致经历了两代,第一代是以简单的计算机辅助计算进行规划,第二代是以计算机进行智能推演的任务规划,在新一代的任务规划中应该为多种不同类型的无人机之间、无人机与有人机之间的情报支撑、态势共知搭建通用化互联的任务规划系统,即进行联合指挥作战的任务规划系统。新一代任务规划系统有以下特点:
(1)在作战支援和战场态势侦查中更多的注重多维实时的信息处理、传输,让任务规划系统进行基本的信息处理,这可以大量减少情报人员的工作负担。
(2)开拓多元化无人机的作战方案,使用无人机在不同环境、不同情况进行无人侦查和作战,增加无人机参战次数、丰富作战经验,为提高无人机作战能力和完善任务规划系统提供数据支撑。
(3)逐步在无人机整体系统中引入智能化,推动其作战的自主性,提高无人机作战的战场生存率。
(4)任务规划软件的架构设计趋于通用化,增加不同机型的任务规划的可拓展性,其会显著提高作战任务的效率。这也就要求下一代任务规划系统足够安全,对稳定性要求较高。
(5)多种类型的任务规划方式集于一体,这大大提高了无人机任务规划的灵活性。也使无人机在不同情况下的使用更加敏捷。
(6)增加任务规划系统对任务的自主理解和临时自动规划的能力,为作战指挥人员提供可靠、实时的可操作的航行等信息。
(7)将任务规划方案进行虚拟仿真模拟,综合来评估规划的可行性、任务完成度。
结论:在未来的战场中,无人作战比重将增大,任务规划是其中必不可少的一环。我国在任务规划系统研究方面,应紧盯美国等军事强国的步伐。在个别方面也应该依据我国的实际情况来设计。下一步应将任务规划系统接入军用的“四网一体”链路中,这将大大增加无人机任务规划在作战中的价值,提高情报的实时共享分发能力。当前,蜂群战术和智能集群技术是无人机发展的趋势,我国的作战理论研究和无人机战法也应当与时俱进,不断推陈出新,提出先进的作战理念。積极适应新军事环境下的战争模式,促进我国在无人智能领域的发展。
关键词:任务规划;无人机;任务规划系统;多兵种联合作战
引言:现代战争中,无人作战越来越受到重视,其中无人机(Unmanned Aerial Vehicle)的发展是最为迅速的,在无人机每一次的飞行和执行任务前,必须加载飞行计划,也就是要对无人机进行任务规划,如果说,有人机的任务规划是对飞行员主观操纵的辅助,那么无人机的任务规划可以说是无人机作战的灵魂,其囊括飞行前的各种准备工作、在无人状态下确保飞行器的安全和解决飞行中突发问题的能力。现代战争的规模越来越庞大,多兵种对抗成为趋势,而无人机进行规划所需分析的信息众多,人是无法全部考虑到的,必须借助工具来解决,而这个工具就是任务规划系统。通过任务规划系统可以融合大量数据快速高效的为无人机规划航线、任务分配和战场处突等。因此,研究无人机任务规划和任务规划系统意义重大。
1 UAV作战特点
无人机已经在各国大量装备,其低廉的价格,对地勤维护方面要求比较低和安全风险系数较小等优势使得各国对无人机的作战备受青睐。因此,无人机被大量投入到作战中,其作战特点有以下方面:
替代有人机完成危险系数高的任务。
进行高空超长航时的侦察、空中预警。
利用无人机可以战前对敌实施干扰,也可充当诱饵,吸引敌方的火力,为有人机的介入提供机会。
当有人机无法远距离探测目标时,可以利用作战一线无人机对敌目标监视锁定,为有人机进行火力引导和目标指示,实施精确打击。
2 UAV任务规划概述
无人机任务规划(UAV Mission Planning)是通过依据无人机作战侦察的任务、执行任务的无人机数目、无人机的类型以及无人机本体所能搭载的载荷,对各架无人机进行任务分配并通过航路规划技术制定飞行路线[1]。
当前以美国为代表的西方国家已经在战争中多次使用任务规划系统对无人机进行相关的任务分配。其中美空军经历了MSSΙΙ、MSSΙΙ Block到目前应用最先进的空军装备支援系统(AFMSS)称为BLOCK C,新型任务规划系统具备更强大的信息支撑和处理保障能力,在飞行中,面对突发情况的处置能力也更为迅速,同时多机的协同配合交互水平也进一步增强[2]。当前我国通过学习美国等的先进技术和经验,也在大力研发自己的任务规划系统,已经成功装备部队。在多次重大任务中,任务规划系统发挥作用明显。但许多核心技术需要我国持续创新发力,来逐步缩短与军事强国的差距。
3 UAV任务规划在作战中的使用
在为无人机任务规划前,应当先将无人机的任务规划纳入到全局的规划中,可以确保无人机作战的时效性,发挥无人机作战优势。无人机的任务规划系统包括地面的任务规划系统和空中任务规划系统。在执行作战时,任务规划系统可以完成以下的工作:
(1)通过任务规划可以将地形地貌、天气、敌方火力布署和飞机本体的机动能力作为规划的约束条件,依据敌方目标所在的位置和目标的类型,来合理选择无人机所搭载的武器、载荷等,模拟出最优飞行的航线。
(2)利用无人机的任务规划来配合有人机进行空中的协同数据处理、先期的侦查和目标的捕获,提前对危险源的数据进行预判和告警。
(3)在打击任务中,无人机任务规划可以生成最佳的攻击计划。
(4)对航线进行三维的建模仿真,可以将实时的飞行航线在飞行操纵席的显示屏上显示出来,使得无人机飞行员的操控和航线的变轨更加直观。
(5)与有人机协同作战,通过无人机的前期侦察、捕获,利用任务规划系统为非制导武器和制导武器确定精准的目标位置,提高打击毁伤效果。
(6)评估作战计划中突防的危险程度,进而基于危险的的分布情况,来优化突防打击的方案。
4 UAV任务规划的发展
体系化、多兵种协同作战是未来战争的特点,不同类型的无人机将会配备在各兵种,这就要求无人机的地面站和任务规划系统进行通用化搭建。在一般的任务规划中包括空间航线的任务规划和任务层次分解两种类型的规划,首先针对飞行航线进行规划,要考虑飞机本体最大的航程、飞行小时数以及执行任务区域的地形和气候综合考量来选择最优航线[5]。
任务规划大致经历了两代,第一代是以简单的计算机辅助计算进行规划,第二代是以计算机进行智能推演的任务规划,在新一代的任务规划中应该为多种不同类型的无人机之间、无人机与有人机之间的情报支撑、态势共知搭建通用化互联的任务规划系统,即进行联合指挥作战的任务规划系统。新一代任务规划系统有以下特点:
(1)在作战支援和战场态势侦查中更多的注重多维实时的信息处理、传输,让任务规划系统进行基本的信息处理,这可以大量减少情报人员的工作负担。
(2)开拓多元化无人机的作战方案,使用无人机在不同环境、不同情况进行无人侦查和作战,增加无人机参战次数、丰富作战经验,为提高无人机作战能力和完善任务规划系统提供数据支撑。
(3)逐步在无人机整体系统中引入智能化,推动其作战的自主性,提高无人机作战的战场生存率。
(4)任务规划软件的架构设计趋于通用化,增加不同机型的任务规划的可拓展性,其会显著提高作战任务的效率。这也就要求下一代任务规划系统足够安全,对稳定性要求较高。
(5)多种类型的任务规划方式集于一体,这大大提高了无人机任务规划的灵活性。也使无人机在不同情况下的使用更加敏捷。
(6)增加任务规划系统对任务的自主理解和临时自动规划的能力,为作战指挥人员提供可靠、实时的可操作的航行等信息。
(7)将任务规划方案进行虚拟仿真模拟,综合来评估规划的可行性、任务完成度。
结论:在未来的战场中,无人作战比重将增大,任务规划是其中必不可少的一环。我国在任务规划系统研究方面,应紧盯美国等军事强国的步伐。在个别方面也应该依据我国的实际情况来设计。下一步应将任务规划系统接入军用的“四网一体”链路中,这将大大增加无人机任务规划在作战中的价值,提高情报的实时共享分发能力。当前,蜂群战术和智能集群技术是无人机发展的趋势,我国的作战理论研究和无人机战法也应当与时俱进,不断推陈出新,提出先进的作战理念。積极适应新军事环境下的战争模式,促进我国在无人智能领域的发展。