有人机与无人机协同作战系统关键技术研究

杜壮 刘刚

摘 要：随着当前社会科学技术及军事技术不断发展，在军事作战方面无人机也得到越来越广泛的应用，并且发挥着越来越重要的作用，与有人机结合形成有人机与无人机协同作战系统。在有人机与无人机协同作战系统发展及应用过程中，相关工作人员应当充分了解及掌握相关关键技术，从而使该系统作用能够得以充分发挥，更好实现其功能，为有人机与无人机协同作战系统的更好应用提供支持。

关键词：有人机；无人机；协同作战系统；关键技术

中图分类号：E926.3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）24-0139-02

Abstract： With the continuous development of social science and military technology， unmanned aerial vehicles （UAVs） have been widely used in military operations and are playing a more and more important role. Combined with a man-machine to form a man-machine and unmanned aerial vehicle （UAV） cooperative combat system. In the process of development and application of man-machine and UAV cooperative combat system， the relevant staff should fully understand and master the relevant key technologies， so that the role of the system can be brought into full play and the functions of the system can be better realized. It provides support for the better application of man-machine and unmanned aerial vehicle （UAV） cooperative combat system.

Keywords： man-machine； unmanned aerial vehicle （UAV）； cooperative combat system； key technology

在當前智能化技术及自动化技术不断发展的大形势下，无人机得以出现，并且在各个领域内均有着十分广泛的应用，而其中比较重要的一个方面就是在军事领域内的应用。在现代军事领域内，通过无人机的应用可实现有人机与无人机协同作战系统，从而使军事作战能够更好实现，而为能够使该系统实现更好应用，需要将有关关键技术较好掌握，从而对关键技术更好应用，为系统的更好运用及作用发挥提供技术支持。

1 有人机与无人机协同作战系统概述

1.1 有人机与无人机协同作战系统

通常情况下，在有人机与无人机协同作战系统中，其编队作战单元中主要包括有人机、无人机以及无人机任务规划及控制站，还有无人机通信数据链路系统与空天地一体化指挥系统。在整个系统组成中，无人机任务规划及控制站在有人机中配置，而无人机通信链路系统的作用主要就是使无人机及有人机之间能够实现通信，在空天地一体化指挥系统中包含有人机和地面指挥控制中心及预警机之间通信。

在有人机与无人机协同作战整个过程中，首先应当明确的一点就是有人机与无人机之间在自主控制及自主攻击之间的相关功能划分，也就是应当对人机功能分配问题进行合理确定。在实际应用过程中，应当使无人机自主作战功能充分发挥，并且要使编队系统中相关有人机指挥员作用得以充分发挥，从而使最优系统平衡以及统一协调指挥能够实现。在有人机与无人机协同作战过程中，有人机的主要作用就是对编队系统进行指挥，而无人机的作用主要就是通过对新技术、新战术及新方法进行利用，使当前作战空间得以改变，不但具备持久情报、监视及侦察能力，且能够提供出精确及时间接火力与直接火力，对于有人机而言，其活动重点就是执行任务，并非对无人机进行操纵。

1.2 有人机与无人机协同作战特点

首先，在空天地体系对抗系统中，有人机与无人机联合编队属于重要节点，由地面指挥中心或者预警机实行统一指挥控制，主要包括制定整体作战计划以及远距站位引导等，并且能够使整个战场中相关态势信息实现共享。其次，在有人机与无人机联合编队中，对于不同飞机而言，其能够在多个方面实现协同，包括信息、资源以及攻击计划等相关内容。有人机能够综合处理所获取相关信息，从而对战场态势较好感知，并且能够依据作战任务及计划、可利用资源及战场态势等多个方面不同因素，科学合理规划协同作战相关任务，对联合攻击系统实行合理任务管理，并且能够以指令形式将任务规划结果向无人机发送。再次，通过有人机进行指挥控制，无人机能够对攻击目标实行瞄准计算，准确判断武器发射条件，计算发射武器前相关装订参数，并且可实现武器发射控制与发射之后进行制导，从而对最终目标进行攻击[1-2]。

2 有人机与无人机协同作战系统关键技术

2.1 协同控制技术

在实际执行任务过程中，对于系统中有人机与无人机而言，其所担任职责存在一定差异，两者之间通过实时交互数据及相关信息，从而使实时任务协同得以较好实现。在协同任务整个过程中，作为有人机相关操作人员，不但要对来源于地面的相关指挥控制信息进行实时接收，从而实施本机作战任务，并且需要依据战场实际情况对无人机实行实时指挥以及控制，从而更好发挥其作用。在有人机与无人机协同作战中，通过对交互控制方式进行简单有效设计，可提供有效保障，从而使相关任务能够得以更好完成。在各种任务完成方面，有人机与无人机之间实时交互属于关键影响因素，在这类交互过程中可通过各种不同手段得以实现，比如语音、文本以及图像等相关方式。但是，应当注意的一点就是，在实际应用过程中选择任何一种方式，均需要对比较完整的一套指令集进行定义，在此基础上才能够确保在无人机端实现交互信息识别、理解及执行，并且可使机间数据链中交互信息传输得以实现。在协同任务指令集合中，其主要包括三个部分内容，分别为有人机任务命令集与无人机指令集，还包括指令编码。在对指令集进行实际设计过程中，应当注意遵循简约、规范及完善原则，确保有人机与无人机两者间能够实现方便、快捷地实时交互，确保有人机与无人机协同作战系统功能能够得以真正充分发挥。

2.2 协同态势形成及评估

在有人机与无人机协同作战系统中，其协同态势感知主要就是对空间纵深及企业方面等各种相关元素进行感知领悟，并且充分理解其最终目标，并且能够充分理解其发展过程中相关状态趋势。作为协同态势感知所指的就是通过对各种相关传感器进行利用，从而将相关信息获取，对所获得的有利于我方态势的相关信息加强理解，对于态势发生发展方向实行科学合理估计，同时对于外界因素在预测方面所产生影响实行评价。在有人机与无人机编队中，依据无人机传感器所获取的相关战场信息，有人机可将战场态势评估完成，从而选择科学合理决策及行动，并且向无人机传送相关决策结果。在实际操作过程中，态势感知方法主要就是依据性能的主观感知方法，问卷调查方法，其中对于主观方法而言，其对于所获取信息可能会发生丢失未能够进行考虑，因而其精确性相对比较差，而问卷调查方法由于存在未考虑到的相关事件会造成调查过程中降低有效性，在有人机与无人机协同态势评估方面，这些方法均无法得到合理应用。有关人员通过研究，提出以态势感知全球评估技术为基础的一种直接询问式方法，在实际问讯过程中随机冻结仿真，并且将其态势与询问所得到结果实行比较，通过比较所得到结果可使得态势感知中的自我评价以及相关观察评估技术更加具有客观性。在比较复杂的一些战场环境中，该方法可表现出较高实时性及准确性，在有人机与无人机协同态势的实时评估方面比较适用。

2.3 协同目标分配

所谓协同目标分配所指的就是在有人机与无人机协同作战中，为能够使任务得以一致完成，出于对各种约束条件进行考虑，将相关攻击目标对飞机进行分配，并且将目标攻击武器确定，对武器及编队进行合理配置，将目标打击点及方向确定，还应当确定武器投放具体区域。在有人机与无人机协同作战过程中，目标分配属于组合优化问题，对于这类问题而言，在实际解决方面主要包括两种思路，其一，精确搜索，比如穷举法，其二，启发式搜索，也就是将相关启发因子加入搜索过程中，促使搜索能够逐渐向较小范围内开展。但是，对于两种思路中的任何一种而言，为能够使问题得以解决，均需要进行大量计算。随着当前科学技术不断发展，在这类目标分配问题解决方面，一些新理论及新方法得以广泛应用，比如满意决策理论、拍卖理论以及蚁群算法等，这些算法的计算量相对均比较小，在紧张动态战场环境中可使目标分配问题得以较好解决，从而也就能够使实时协同作战得以更好实现。

2.4 协同航路规划

在有人机与无人机协同作战中，对于协同航路规划而言，其所指的就是目标分配方案得以完成的基础上，对不同飞机可行有效协同航路进行规划。在实际规划过程中，数学规划属于最优化的一种方法，可使实际规划问题得以较好解决。相关研究人员在利用数学规划方法对三维最优路径进行计算时，将三维最优路径进行分解，从而分别在水平方向以及垂直方向实行计算，从而可使维数灾难问题得以较好解决。另外，混合整数线性规划方法通过对任务分配以及路径规划问题进行分解，并且在允许范围内将飞行器动力模型实行线性优化处理，从而可构造出整数线性规划模型，从而对规划问题进行较好处理[3-4]。

3 结束语

在当前军事作战中，有人机与无人机协同作战系统有着越来越广泛的应用，并且也是今后军事作战的主要发展方向。在当前有人机与无人机协同作战系统中，为能够使两者协同作战更好实现，相关研究人员应当对这种协同作战模式加强认识，并且对有关关键技术应当进行充分准确把握，在此基础上才能够实现更好应用，确保协同作战得以更好实現，同时促使其实现更好发展。

参考文献：

[1]李文，陈建.有人机/无人机混合编队协同作战研究综述与展望[J].航天控制，2017，35（03）：90-96.

[2]姜禹呈，郭基联，沈安慰，等.有人机/无人机协同作战编队优化建模设计[J].计算机仿真，2016，33（09）：132-136.

[3]王勋，姚佩阳，税冬东.关于有人机/无人机编队协同作战决策[J].计算机仿真，2015，32（09）：128-132.

[4]刘纪文，袁胜智，漆云海，等.有人机/无人机协同作战系统关键技术研究[J].舰船电子工程，2012，32（06）：1-3+36.