基于棋谱设计与运用的编队多域多PREA环防空反导模型∗

丁新民 阳东升 赵永虎 韦定江

（1.中国人民解放军91593部队 三亚 572000）（2.暨南大学公共/应急管理学院 广州 510632）

（3.国防科技大学信息系统工程重点实验室 长沙 410073）

1 引言

在执行远海航渡、要域封控等作战任务中，舰艇编队需具备较强的防空反导能力。但传统的防空反导方式存在探测距离近、预警时间短等亟待优化的现实问题，在反舰导弹射程增加、速度向高超音速跃进、多域联合对海打击手段愈发多样的新作战形势下，如何发挥编队协同防空反导优势，提升编队抗饱和攻击能力成为了防空反导领域研究的重点。在分析国内外防空反导相关资料时，发现目前编队内协同防空反导依旧采用OODA环的单作战平台经典指挥控制模式，但随着单作战平台向多平台的演变，传统的OODA环的指挥控制机理在对于编队内部协同防空反导的应用中存在诸多不足，如OODA强调对战场指挥节奏的有机控制和对战场的“快速、介入”，战斗活动的指控循环更快的一方占据战场主动权，但对于编队协同防空反导的“连续、稳定”没有较好的解释，同时OODA理论可以解释单平台对抗活动中的简单决策，无法描述编队协同防空反导的复杂性决策。故此，为弥补OO⁃DA环理论在防空反导作战描述中存在的不足，本文引入PREA环指挥控制机理，以美军航母打击大队为典型研究对象，对P-预设态势、R-构建态势、E-控制态势、A-评估态势四个环节的描述，将编队内部防空反导指挥关系等内容有机整合，为形成体系支撑条件下的防空反导战术运用奠定基础。

2 海上合成编队防空反导的特点

美军航母打击大队是典型的海上合成编队，通常执行夺取空域、海域控制权，为登临兵力提供支援掩护、实施战略、战役、战术重要目标威慑打击等重要作战任务，在剖析美航母打击大队典型编队对空防御作战和攻势对空作战后，可分析得出海上合成编队防空反导存在：高超音速武器的突防性、导弹攻防转换多维性、分域战术行动并发性、编队资源要素冲突性四个典型特点。

2.1 高超音速武器的突防性

随着高超声速飞行器关键技术飞速发展，高超声速反舰导弹将逐步成为对海作战中的“尖端力量”，俄罗斯海军“锆石”高超声速反舰导弹预计飞行速度可达到5Ma～6Ma，美国海军正在研究的Hy⁃fly项目所设计的高超音速导弹飞行速度大于6Ma。从高超声速反舰导弹发展中分析该型武器飞行速度快、具有优越的时敏目标打击能力，凭借良好的气动外形，可形成较大范围的杀伤区，将反舰作战的时空范围进行了较大程度的延展。在未来海战中，高超声速反舰导弹的加入，使得反舰力量可凭借其速度优势，压缩杀伤链闭环时间，让该型装备可成为跨域聚能、瓦解体系、破击链路的杀手锏式武器。当前水面舰艇编队在应对高超声速反舰武器威胁时，面临几个难点：1）打击平台难，其发射平台远离我编队防空反导火力范围，依托舰艇平台火力较难打击；2）及时反应难，由于高超声速武器的快速性，我方防空反导指挥和火力抗击的反应时间较短，及时反应较难；3）有效毁伤难，高超声速导弹多采用灌顶攻击的攻击样式，结合其自身的快速性，可在舰艇平台预警探测盲区实施火力毁伤，同时，高超声速反舰导弹可通过信息与火力的跨域联动，信火一体化作战摧毁舰艇编队防空反导体系［1-6］。

2.2 导弹攻防转换的多维性

海上作战力量实施导弹进攻的过程可划分为四步：制造“迷雾”、撕开“缝隙”、创造“优势”、夺取“胜利”，该过程实质是：1）在信息域，综合运用战场态势的不确定性，实施软攻击手段，对我编队营造态势迷雾，使防空反导拦截链出现闭环迟滞。2）在物理域，在信息域态势“迷雾”的基础上运用一定的导弹数量以恰当的突防策略连续突击编队，在防空反导体系内撕开缝隙。3）在认知域，在态势“迷雾”和体系“缝隙”的影响下，攻防双方指挥员决策形成了“顺境”对“逆境”的不对称优势，防御方指挥员OODA环陷入迟滞，攻击方指挥员占据了OODA环对抗优势和战场主动权。编队防空反导不仅是微观尺度的单一作战平台遭遇对抗问题，更是宏观尺度的多域性对抗问题。故此，为破击敌导弹进攻杀伤链，在不同作战域行动中叠加多PREA环嵌套OODA环的体系优势，需从作战筹划伊始，构设防空棋谱，融合直前态势，“落子”防空棋谱，应对实时态势，体系赋能抗击，并全程演化评估，优化决心部署。

2.3 分域战术行动的并发性

分域战术行动的并发性是指在同一阶段往往存在多个“作战域”的指挥控制活动。海上合成编队在遂行多样化任务时，往往同时面临空中、水面、水下、电磁等空间的生存威胁，海上合成编队的作战行动可能在空、海、潜、电、网等作战域同时展开。根据海上作战力量实施导弹进攻的四个步骤，外部作战兵力实施导弹攻击时，在物理域，外部作战兵力可能在海、空、潜三域同时发起导弹攻击，海上合成编队需同步进行对海攻击、防空反导、对潜搜索等多个分域战术行动。在信息域，在发起导弹攻击的前、中、后可能同时伴随着电子战等信息对抗，可能存在利用电子对抗船、电子对抗机等装备，实施前期的战术欺骗或者其他干扰行动，在导弹打击时，可能利用电子对抗机、弹载干扰源等实施干扰，增加导弹突防概率。在导弹攻击后，可能为掩护下一波次的导弹战术行动或兵力撤出实施信息对抗。在认知域，在战役前期、中期、后期通过兵力的佯动、武器的佯攻、软硬武器的协同可形成决策“困境”。故此，为应对分域战术行动的并发性，建立起海上合成编队宏观作战体系的C2（Control Command，C2）多域多环运行框架，对战场复杂问题进行条件分解并对相关职能进行委托授权指挥，提升海上合成编队应对防空反导分域作战行动并发性的作战执行能力。

2.4 编队资源要素的冲突性

由于导弹攻防转换的多维性和分域战术行动的并发性，导致了海上合成编队资源要素存在单一作战域中作战资源的需求、作战要素的需求的作战域内资源需求冲突和整个作战进程中，部署、转换、执行各阶段作战资源、作战要素需求的资源冲突。以美军航母打击大队的防空和反潜作战域为例，在同一方向执行防空反导与反潜作战，防空指挥官与反潜指挥官可能同时向编队指挥官申请在同一方向的作战平台资源或作战系统资源，两个作战域在时域、频域、海域、空域、武器装备和指挥信息系统资源上皆存在需求，导致了海上合成编队内部资源要素冲突的发生。

3 传统的防空反导作战理论指导与概念模型

传统模式下的单舰或编队防空反导作战主要是以OODA环为指挥控制机理，抽象化地描述了防空反导观察-预警探测、判断-威胁估计、决策-作战决策、执行-火力拦截四个过程。该理论经过多次发展，在OODA环基础上优化后得到了OODA-A环的防空反导体系构建方式，但其本质上，依旧采用OODA环为理论指导。

3.1 经典指挥控制理论——OODA环

OODA环是美军战斗机飞行员约翰·博伊德对空中格斗战斗过程的总结，约翰·博伊德OODA环的最初解释为“观察-指向-决策-行动（OODA环）”，即对第二“O”解释为战斗机的指向；随着理论研究的深化，博伊德对OODA环的第二个“O”解释为“调整”，即战斗机姿态调整。在20世纪90年代、约翰·博伊德在接触受到毛主席军事思想的启发，将第二个“O”解释为“判断”，并提出改进的OO⁃DA环：“观察-判断-决策-行动”。改进后的OODA环理论自提出其备受世界各国的推崇，其以以简洁优美的形式描述了战术指挥对抗双方的一般思维与行动过程，从作战平台指控系统装备建设到一线部队指挥官的战术运用，均将OODA环奉为经典［7～8］。

3.2 传统的防空反导作战概念——基于威胁的队形设置与阵位配置

传统防空反导作战概念是一种基于威胁的队形设置与阵位配置的战术运用模式，其概念模型是基于威胁，出现威胁或者威胁征兆时，设置主要威胁轴、次要威胁抽，以预判或事实威胁为轴线，快速设置编队队形和相关防空反导的阵位。单舰或编队防空反导作战通过利用各型预警雷达、红外预警探测设备等组织对空观察预警，对空情态势进行融合判断、完成目标的综合识别与威胁估计，依据目标协同、时间协同等方式，完成防空反导任务的行动要素协调与火力分配，综合运用舰空导弹、近防炮、有源/无源干扰等武器完成抗击（图1）。

图1 传统防空反导OODA环运行过程

3.3 问题与局限性分析

从宏观尺度审视OODA环对防空反导作战的指导，虽然OODA环较为全面的描述了防空反导的基本过程，但是依旧存在如下几个问题：1）基于预判或事实威胁的防空反导时间窗口小，无法快速应对空中威胁或潜在威胁，尤其是水面兵力，机动速度慢，在有限的时间窗口内，无法进入临时预设阵位。2）当无法预判断威胁时，编队的防空反导就失去了基本的指导。3）当存在空中威胁时，防空反导任务是当前的主要任务，但同时伴随着反潜、对海等其他分域的作战行动存在，OODA环未能很好的将编队内其他作战域作战行动进行描述。故此，编队的防空反导任务应当从更加宏观的尺度构设其防空反导的全过程［10～15］。

4 多域多PRER环的防空反导拦截网模型

根据海上合成编队在进行防空反导作战时的特点，并结合海上合成编队指挥控制机理PREA环，分析可得海上合成编队防空反导作战是同时并存有对海突击、对潜搜索、网电作战等多作战域且多PREA环同步运行的体系作战活动［16～23］。

4.1 基于棋谱设计与博弈对抗的防空反导拦截网指挥控制模型

海上合成编队防空反导拦截网的构建围绕当前编队任务核心（The core Task，TCT）进行，根据当前TCT的作战需求和防空反导指挥官的能力，进一步确定当前防空反导作战的指挥控制模式，即集中式防空指挥作战和委托式防空指挥作战。如在编队执行对潜搜索任务时，其TCT为水下疑似潜艇目标的搜索，对空防御可委托由编队防空作战指挥官指挥。编队在进航渡时遭遇多波次导弹攻击，可进行集中式对空作战指挥，由编队指挥官统一进行指挥。故此，TCT是决定防空反导拦截网构建方式的核心。

根据海上合成编队PREA环指挥控制机理和防御作战的异步并发特点，海上合成编队防空反导（物理防御）时，可同步进行对海突击-攻势防御、对潜搜索-缝隙防御、网电对抗-柔性防御等多个PREA环。上述PREA环运行时由于其环的起始时间受到TCT任务的影响，起始运行时间有一定差异性，TCT决定了此次任务出航时候的总体PREA环周期，在不同阶段下影响着不同分作战域的PREA环运行周期。

综上，海上合成编队的多域多PREA环的指挥控制模型，是以TCT为核心确立总体PREA环，根据当前作战态势需求，确立指挥核心和指挥方式的防空反导作战，在防空反导PREA环中：P-预设态势，利用综合情报侦察资源对敌军的行动作出周密决策，确立防空“棋谱”，形成防空反导作战预案。R-构建态势，获取本次任务中面临的直前态势，在进入战区前完成直前准备，并根据直前态势转换作战方案，进行审慎决策，各舰依据威胁方向在编队防空“棋谱”内落子，进入防空阵位。E-控制态势，结合实时态势，快速执行编队防空反导的作战方案，进行临机决策。A-评估态势，评估态势贯穿于作战筹划-作战执行-作战结束的全过程，需评估单舰抗击效果、编队抗击效果、整体防空反导效果对整个战役的支撑程度等方面内容，实现对PREA环整体的三级调整（图2）。

图2 基于PREA环防空反导棋谱演绎过程

同时，各分域的PREA环运行以筹划为初始点，来袭导弹组织抗击为部署转换点而运行，在“棋谱”构设、部署转入时，战术执行时充分考虑和当前防空反导任务的兼容性，组织宏观尺度的作战协调与作战资源管理，在编队指挥中心的统筹下，在该时空内统筹协调分配资源，化解空域冲突、时域冲突、频域冲突、航线冲突和目标冲突等等（图3）。

图3 多域多PRER环的防空反导指挥控制模型

4.2 多域多PREA环的防空反导拦截网模型运行过程

海上合成编队的多域多PREA环的防空反导拦截网模型运行过程行动围绕P-防空谋势与体系设计、R-防空布势与体系构建、E-防空控势与体系演化、A-防空度势与体系评估运行。

4.2.1 P-防空谋势与体系设计

初始谋划既要主动设计战场态势，在海上合成编队执行作战任务前，依据情报、通信、气象、水文、导航历史数据等进行态势演绎，做出诸多不确定性假设，并构设多套作战预案，主动设计多域多PREA环模式下的防空反导作战体系。围绕不同作战需求和装备效能进行周密决策，绘制编队的防空“棋谱”。在设置预案时，以最大程度发挥驱护舰协同防空反导效能为根本原则，划设不同舰艇在“棋谱”中的防空反导计划阵位，在美军航母打击大队中，综合考虑围绕TCT核心需求和其他各作战分域的资源需求，通常构设三级防空反导计划阵位，编队以外为舰载机防空区，编队队形最外层为驱逐舰，内层为护卫舰（图4）。

4.2.2 R-防空布势与体系构建

以美军航母打击大队环形梯次防空布势为例，该阵型下，美航母编队需在威胁扇面方向派出1架～2架E-2C“鹰眼”预警机和多架战斗机，形成第一防空拦截边界，以宙斯盾系统和舰艇防空雷达探测、战斗机形成第二拦截边界，第三拦截边界间在宙斯盾系统支援下，以“标准-2”等舰空导弹完成中近程防空。在进入战区前，依据直前态势中对可能面临的进攻威胁，划定重点防空、水下威胁扇面，驱逐舰和护卫舰依据威胁扇面进行阵位调整，确立防空反导指挥舰、防空反导打击舰、防空反导前哨舰，预警机支援保障。防空反导指挥舰为在威胁扇面外的驱逐舰，防空反导打击舰通常为护卫舰，防空反导前哨舰为在威胁扇面内的驱逐舰，R环需完成在直前态势下防空反导兵力在“棋谱”中的落子、防空反导交战规则确定、防空执行舰的组网建链，并依据直前态势完成“A看B导C打”的协同防空作战模式的直前准备，将作战预案转换为作战方案。利用防空反导前哨舰和预警机等目标指示信息，防空反导指挥舰可构建编队统一防空态势并向编队内部各舰共享（图5）。

图5 R环针对威胁方向防空舰开始落子

在海上合成编队完成针对特定威胁轴的落子后。由于同时存在水下、电子对抗领域等其他威胁，需在直前阶段先明确TCT，根据TCT执行改变指挥模式，执行防空反导集中指挥或防空反导委托指挥，针对防空反导集中指挥或防空反导委托指挥建立集中指挥团队和委托指挥团队，时域、空域、海域、频域、航线、目标等作战要素和作战资源根据集中指挥和委托指挥的要求进行统筹协调分配，根据TCT约束、指挥模式的要求、作战/技术要素保障等条件，进行部署转换（图6）。

图6 TCT约束下指挥模式建立、部署转换

4.2.3 E-防空控势与体系演化

控制防空态势，是多域多PRER环执行环节，根据R-防空布势与体系构建，对空作战域的PREA环的E环是在发现来袭目标时，快速执行集中指挥或委托指挥的防空反导作战方案的执行过程。在编队拦截网中，编队防空作战指挥官是编队防空反导的核心，负责编队防空组织等任务，需充分考虑编队内各舰的运动要素、舰空导弹作战要素、技术支援保障要素等；编队防空作战指挥官组织目标分配时，需根据编队统一防空态势相关信息、交战规则等，并考虑来袭导弹方向上是否存在其他舰艇，明确抗击组织流程。编队内单舰的防空反导拦截链组织关系如下。

宏观尺度：在威胁扇面方向，编队内驱逐舰（前哨舰）和预警机对来袭目标组织观察预警，传输至驱逐舰（指挥舰），指挥舰引导打击舰、前出战斗机组织拦截，防空反导作战指挥官综合判效，防空反导作战指挥官根据抗击情况组织编队二次拦截或转火射击，宏观尺度编队内执行以多OODA环并列且相互嵌套式进行，以实现战斗行动中多OODA环快速优势叠加。

微观尺度：微观尺度执行单舰单一OODA快速抗击环，打击舰、前出战斗机接收目标指示信息后，各舰对空长、飞行员依据本平台防空要素，组织对空拦截并综合判效根据抗击情况组织二次拦截和转火射击，及时上报射击情况。

依据编队TCT的需求，同步进行其他域作战。海上合成编队在多域多PRER环执行环节围绕P谋势阶段的TCT执行，但是在发现导弹攻击征候后，部署转入以对空防御域PREA环为分域首要执行环的运行模式，行动要素、战场资源向对空防御域PREA环主动倾斜，总体任务的PREA环对对空防御域PREA进行指导，对空防御域PREA向总体任务的PREA环反馈上报运行情况。同时，各分域结合当前防空作战情况、战场态势、水文气象、支援保障条件等，异步进行各分域作战，并向当前首要执行环（对空防御PREA环）异步反馈情况，以便及时调整防空态势。在当面战场空中威胁消失后，继续转入总体任务的PREA环运行。在编队指挥中心指导下，对空防御作战域、信息作战域、舰载机制空作战域受对空方面指挥官指挥，其余各域受其他方面作战指挥官指挥（图7、图8）。

图7 TCT约束下多域多PREA环运行过程

图8 TCT约束下多域多PREA环指挥关系

4.2.4 A-防空度势与体系评估

A环是对从筹划至执行的全过程演化评估，根据主要的作战阶段，可分为TCT约束下的防空反导效果和TCT约束下多域多PREA环的A环效果评估两个方面。

TCT约束下的A环评估防空态势可划分为三级评估：1）战斗中，对于战术/技术/程序的临时调整，发射舰可自主完成对目标的观效评估，并由发射舰自主实施二次拦截或由编队防空反导指挥舰统一组织，根据态势变化，对未命中/漏抗目标的二次抗击。2）单次战斗结束后，编队整体作战决心不变，编队防空反导指挥舰依据防空反导执行舰的弹药消耗量、自身损伤情况等要素，对防空反导执行阵位进行部署调整，保证威胁方向的防空反导作战能力。3）防空战斗结束后，需要依据作战损耗情况，在整体作战任务不变时，适时进行作战决心的调整（图9）。

图9 TCT约束下的A环评估

TCT约束下多域多PREA环的A环评估：1.评估当前TCT作战效能、防空作战效能、其他分域作战效能，及时调整各分域作战运行的战术/技术/程序，重新快速迭代各作战分域OODA环优势。2.根据TCT作战效能、防空作战效能对编队战斗的支撑度、各分域作战效能等，在总体TCT任务决心不变的情况下，重新调整部署，进行TCT和其他各域的作战任务准备。3.对上述评估完成后，根据实际任务需求，调整作战决心，重新进行TCT任务的调整、各作战分域的任务部署（图10）。

图10 TCT约束下多域多PREA环的A环评估

4.3 防空反导C2过程对比

多域多PRER环的防空反导拦截网与传统模式下防空反导作战的指挥控制过程（C2）进行对比分析。传统的防空反导作战，以OODA环为指导只单独构建了单一执行平台的拦截链，在观察发现或可以预判威胁时即展开相关的作战行动，位于编队防空反导作战运用时，对来袭多波次多目标的导弹，未充分考虑潜在威胁和二次部署转换，缺乏体系对抗优势，无法适应多战术平台的作战需要。

根据多域多PRER环的防空反导拦截网构建的防空反导作战体系，自上而下主动设计防空反导作战过程，形成了多环嵌套的防空反导作战概念，PREA从作战筹划阶段综合考虑了战场态势的不确定性，在作战预案中设置了具有高度弹性的“防空反导棋谱”，为构建弹性拦截链奠定基础。在R环中依据重点防御方向和潜在威胁，在防空计划阵位中“落子”，构设了弹性拦截阵位。E环执行防空反导过程中，应对多波次来袭导弹时，充分发挥了P（计划阵位）和R（执行阵位）的效能，将编队内部的拦截链有机整合、柔性编成、动态重组，使得拦截链间聚合叠加形成弹性拦截网，防空作战指挥官统一指挥拦截点的行动部署，着力提升了编队协同防空能力。

5 结语

多域多PRER环通过在谋势阶段的预先周密谋划，化解了认知域的决策“困境”，在布势阶段对指挥节点、执行节点、探测节点阵位的灵活布势，消除了信息域的态势“迷雾”，在控势阶段基于交战规则和实时态势执行拦截抗击，截断了物理域的导弹进攻链，在度势阶段对全过程的“临事适变”，迭代了体系部署变换的优势，保证了战场的主动权，在多作战域形成了全过程的对抗优势。在PREA环内，面对多波次目标来袭导弹具有高度弹性，可依据防空计划阵位、防空执行阵位、来袭目标要素等情况，进行快速的部署转换，如敌方第一波次反舰导弹为佯攻时，可通过临机转换指挥节点、执行节点、探测节点，快速转换前哨舰与指挥舰关系的相位关系，前哨舰在其计划阵位内进行“前出-后撤”机动，打击舰的快速阵位机动，实现了多条“目标-传感器-射手”的拦截链向“意图-构想-行动对抗”拦截网的动态汇聚、重组。