广域分层战术侦察/火力导引系统探讨

现代战争正向着信息化、网络化协同作战的趋势发展，光电产品作为信息采集、火力导引的重要节点，在提升产品自身能力的同时，必须具备网络化协同作战的能力。为满足作战需求，光电产品应具备全时域、全空域、多谱段、立体式光电侦察，战场信息获取与处理，目标信息指示与综合战场态势显示，与武器平台协同，实现火力引导与打击的能力。因此，有必要采用光电侦察设备，构建信息化、智能化、网络化、全覆盖、多频谱的战场侦察/火力导引体系，以获取全面的战场信息。广域分层战术侦察/火力导引系统具备多频谱的侦察手段，能够对目标实施多谱段、全天候侦察，减小漏警概率；能够从战争全局的特点出发，基于作战部队的不同平台体系化、标准化地配置各类侦察装备，协同作战，实现图像、视频等侦察信息的网络接入和信息共享；能够通过态势分层感应突破单一设备视场、作用距离等方面的局限，获取丰富的战场态势信息，对战场区域内敌方各类特征目标进行网络覆盖，提高搜索跟踪、识别定位能力，为多平台协同作战提供战场信息支撑；能够与武器平台协同，实施打击引导，并能够对作战效果进行评估。

1、国内外发展概况

1.1、国外发展现状

随着科技的发展，对于海岸线、毗邻边界和经济专属区的监视与保护越来越受到各国的重视。国外在广域光电监视与探测技术的研究主要集中在美国、以色列、俄罗斯以及西欧等军事强国，其研究较为深入，相关产品在军用和民用等领域得到了越来越多的应用。

目前，美军有基于网络中心战的包含卫星、飞艇、预警与巡逻飞机、舰船、岛礁、水下传感器等组成的海岸警卫系统。澳大利亚、英国、加拿大、意大利及日本都在部署或研制类似的系统，用以执行或支持全天候的领海、经济专属区的监视、防卫及非法活动，例如走私、非法移民、盗渔、偷渡、及水下活动等。

美军经济专属区综合防御与监视系统主要包括：以警戒和监视卫星为中心的天基层次（包括国家导弹防御系统的可共用部分）、以P-3猎户（ORION）系列机载监视与防护空基层次（包含直升机等）、具备数据链节点功能的水面监视与巡逻舰艇面层次、包含潜艇在内水下监视网络层次、电磁信息层次等组成的五位一体的全天候监视、防御、指挥、及打击等功能综合智能化系统。

英国以卫星、NIMROD MRA.4机载巡逻、舰船、水下潜艇等组成的综合光电磁海岸监视与防御系统即将完全入役（其中机载系列于2009年开始服役）。该系统采用最新的商用现货技术，用于数字地图数据和整体数据融合，将SAR雷达、光电传感器、磁异常探测器、探针和声纳浮标等传感器探测到的态势感知数据进行综合处理后，以多层显示为特征的可变的典型战术数字态势地图上，并进行导航、火力打击与导引等任务。

澳大利亚以卫星、ATOS机载战术与监视系统（包括直升机）（包含雷达和光电数据）、水面岛礁光电传感器、水下探测网络（包含潜艇等）等通过数据链将信息和实时图像数据传到地面站（包含固定站和移动站），另外结合来自澳大利亚国家海洋监视中心的任务和规划信息，分三级（传感器级、本地级、国家级）叠加在数字态势感知地图上，供控制人员和决策中心参考决策。

意大利、印度、法国等国采用了机载海上态势与控制系统（AMASCOS），该系统能够完成环境控制的海上监视、搜索和救助，以及反潜和反水面战等一系列作战任务。

1.2、国内发展现状

国内对广域光电监视与探测技术的研究还处于原理验证阶段，其关键技术都是跟踪国外研究态势，研究重点主要集中在功能原理探索、核心功能算法，改进分系统性能等方面。

2、广域分层战术侦察/火力导引系统体系结构

图1 广域分层战术侦察/火力导引系统示意图

广域分层战术侦察/火力导引系统是利用基于不同平台的光电任务系统组网协同，快速探测战场威胁，并提供目标识别和火力引导等作战任务。该系统可用于战场作战，通过网络化协同作战方式，提高战场态势感知能力，突破单一传感器的能力极限，形成信息探测、火力的网络覆盖，大幅提升作战能力；也可应用于对机场、港口、阵地等高价值军事要地的防护，可以布置在军事要地周围，实施全方位全天候侦察和搜索，通过多谱段、多传感器的协同、信息融合，能够在强杂波、严重干扰的目标环境下实时获取扫描区域内低可探测目标信息，并实现对目标的分类识别、态势/威胁估计，从而能够增强威胁目标探测能力，为防卫系统提供及时有效的信息支持。

广域分层战术侦察/火力导引系统采用分层、分段的方式进行目标探测、识别和跟踪。远距/高空平台上的传感器执行初始探测和跟踪功能，具备广域、远距探测能力；中距/中空作战平台上的传感器完成对指定目标的瞄准，火力引导；近距/低空平台装备相对近距离、高分辨的光电探测系统，用以精确探测目标，引导武器系统完成火力打击。

图2 各作战平台在作战体系结构中的位置示意图

广域分层战术侦察/监视系统主要包括以下部分：

1）、指挥控制中心（数据融合、通信指挥、态势显示）；

2）、车载/舰载/机载（固定翼/旋翼机）光电观瞄吊舱（火力导引）；

3）、低空广域监视吊舱（低空掠海小目标探测），载体包括：舰载无人机、无人直升机、直升机等；

4）、机载前视搜索吊舱（空空、海面搜索跟踪），载体主要指固定翼飞机；

5）、高空广域监视系统（广域持续监视），载体包括卫星、高空飞艇等高空平台；

6）、各平台传感器与指挥控制中心的实时通讯网络。

3、广域分层战术侦察/火力导引系统关键技术

传统火控系统目标探测和跟踪之间采用“猎 - 歼”模式。目标搜索设备发现目标威胁后直接调动跟踪设备对准目标，跟踪设备获取高质量的目标信息，经火控计算机进行火控解算后，控制武器发射。

广域分层战术侦察/火力导引系统采用多平台协作模式。一个平台的目标探测设备获取的目标信息将在集群内相互共享，并通过信息融合形成统一的态势信息。目标的跟踪将按照武器分配方案，由对应的跟踪传感器测量并求取对应目标参数，并提供给发射平台用于火控解算，然后控制武器发射。

因此，广域分层战术侦察/火力导引系统关键技术应包括以下内容：

1）广域分层战术侦察/火力导引系统集成优化技术

重点解决系统总体设计与各组成部分之间的集成，合理进行精度分配，通过硬件与软件的集成，优化系统的信息处理流程，在合理控制重量、体积、成本的前提下，提高产品的搜索效率，增强系统的电磁兼容性能。

2）广域分层战术侦察/火力导引系统多传感器信息及图像融合技术

由于监视与探测区域内可能出现的目标多种多样，广域分层战术侦察/火力导引系统必须具有良好的多目标探测、获取、检测、识别与跟踪定位能力。特别是对低空弱小目标的探测跟踪作为目标跟踪领域的重点和难点问题，要综合运用多种技术对信号预处理形成的数字图像进行滤波、自适应分割、增强等处理，实现潜在目标的提取。同时还必须满足算法的有效性及实时性要求。

3）广域分层战术侦察/火力导引系统信息综合处理与控制技术

信息处理与控制技术是一个多功能专用信息处理系统，主要完成光电搜索跟踪一体化系统信息处理，完成搜索过程的多目标威胁判断、人机显示控制接口以及完成与武器系统信息交换，是提高广域分层战术侦察/火力导引系统精度，提高实时性，降低虚警率的有效手段。由于在广域分层战术侦察/火力导引系统中信息的获取、传递、处理异常复杂，必须综合采用多光谱技术、红外成像技术、智能识别技术、数据信息融合处理技术等新的科技成果来提高广域分层战术侦察/火力导引系统的探测识别概率和精度。

4）广域分层战术侦察/火力导引系统的大区域、分布式战场态势感知技术

光电监视与探测的目的是为指挥决策中心提供监视区域的态势信息，广域光电监视与探测需要根据探测单元发送来的每个目标的相关信息，进行数据相关，目标机动识别、预测、输出目标的指示信息，进行被动测距，从而进行态势感知与威胁判断。

5）大范围态势显示/控制技术

大范围区域场景的显示有两种方式：图形显示和图像显示。在图形显示方式下，根据获取的数据信息以图形的方式生成目标态势图；在图像显示方式下，系统直接输出场景图像，并在该图像上叠加相关的信息。海面广域分层战术侦察/火力导引系统作战范围广，监视区域大，态势显示信息量大，大范围态势显示/控制技术就是处理海量信息的基础上，实现目标区域的态势显示和控制。

6）实时图像与监测区域数字地图叠加技术

通过实时侦察图像与监测区域数字地图的叠加，可以及时获取目标信息，完成导航、定位等作战任务。

7）网络化实时通信与信息交换技术

实时通信与信息交换是保证作战成功的基础，如何实现网络化实时通信与信息交换，是体现广域分层战术侦察/火力导引系统效能的关键。利用现有的卫星通信，结合数据链通信系统，经过组网技术，可以实现系统的网络化实时通信与信息交换。

4、结论

广域分层战术侦察/火力导引系统具备全时域、全空域、多谱段、立体式的广域光电侦察与战场感知能力，可实现侦察/监视、搜索/搜救、火力导引、导航、定位等一系列作战任务，为作战指挥中心提供任务区域内全方位、多层次的态势信息。通过该系统的应用能够在现有和新研平台光电装备和武器的基础上，通过贯彻网络化、协同作战理念，指导武器装备升级改造和作战系统的集成设计，适应现代化作战的军事需求，能够极大的提升作战部队信息化条件下的综合作战能力。