有人-无人协同作战关键技术与运用分析

芦海利，蒋庆丰，张群亮，孙健

95894部队

有人-无人协同作战已成为军事作战领域的主要发展方向。本文重点分析有人-无人协同作战的关键技术及运用模式。

在迅速发展的智能技术带动下，以美国为首的西方军事强国展开了面向未来战争的作战理论研究和实战运用，并逐步构建动态性分布式作战样式。有人机/无人机协同作战的关键技术已被美军列为“第三次抵消战略”的五大关键技术之一。

有人-无人协同作战的优势

有人-无人协同作战是一种分布式作战体系，能有效缩短作战体系的响应时间，提高系统的决策速度，增强作战体系的抗毁伤能力，最大程度发挥无人系统的作战效能，实现作战体系的鲁棒性提升。在协同作战中，有人系统和无人系统的优势将得到互补。

在作战任务层面，无人系统将承担更多的任务，同时保护有人系统，减少人员伤亡，而有人系统专注于具有挑战性的重要任务。

有人-无人协同作战的关键技术

开放式系统架构技术

有人-无人协同作战须要建立一个开放式系统架构。该架构采用模块化设计，具有可扩展性、可移植性、可升级等特点，能缩短战略部署的时间。目前，美军开放式系统架构主要有开放式任务系统（OMS）和未来机载装备软件包（FACE）两种，旨在构建一个通用操作环境，以支持软件集成和移植。

美军开放式任务系统是一种通用开放式系统架构，由政府、工业界、学术界联合开发。在硬件无须进行重大改变的前提下，该系统允许新软件植入，并能集成新的传感器，缩短系统开发周期，降低开发成本，同时提升系统的功能。开放式任务系统被植入无人机指挥控制、通用任务控制等软件后，可以快速实现有人机/无人机协同作战。根据开放式任务系统的标准，技术人员可定义客户端和服务的基本行为，建立面向服务的基本设计模式和原则，统一关键接口和模块，实现系统测试、身份认证等功能。

表1 美国三次抵消战略的发展概况。

图1 有人-无人协同作战场景示意图。

未来机载装备软件包是一种模块化开放式体系。基于标准数据模块和通信接口，体系内航空电子系统应用程序实现了互操作，增强了体系架构的赛博弹性。自2010年问世以来，未来机载装备软件包已在军事领域成功运用，提高了作战体系关键技术的安全性，实现了应用程序的互操作性。3.0版未来机载装备软件包于2017年发布，其软件架构已获升级。

任务管理和航线规划技术

在有人-无人协同作战中，相关人员须要完成任务规划、航线调整、目标分配、海量数据处理等工作，这种高强度工作会影响整个系统的作战效率。基于自动任务分配和航线规划技术，机载计算机对无人机提供的实时战场信息进行计算和融合，实现任务自动分配，生成基于战场环境的多样化任务管理方案，为有人系统操作人员的决策过程提供有力支持。

2019年，美军公布“天空堡”项目，旨在开发一种自主系统，提高有人机/无人机协同作战的任务规划效率和人机交互能力。根据战场态势感知信息、有人机与无人机的状态、战场环境，该自主系统在线计算并优化无人机飞行航线，构建任务自动分配策略以及辅助决策知识库，提供多元化航线规划方案，有效提高有人机/无人机协同作战的智能化水平。

多源情报数据融合技术

不同系统的载荷类型存在一定差异，尤其是无人机，搭载了光电/红外吊舱、电子侦察设备、合成孔径雷达等多种任务载荷。这意味无人机在协同作战中能够完成更多、更复杂的任务。多无人机协同作战可获取多源数据，增强战场态势感知能力，提高目标信息的精度，提升有人机/无人机远程协同作战能力，提高无人机的战场生存力。多源情报数据融合技术已成为有人-无人协同作战的关键技术之一。

有人-无人协同作战运用

潜艇与无人机协同作战

潜艇在作战中承担阵地突击、区域巡逻、突击引导、预警等隐蔽性任务。潜艇的目标探测能力有限，如果独立作战，将面临现代反潜技术的威胁，生存能力越来越差。目前，美国等西方军事强国积极研究潜艇/无人机协同作战模式。2021年，美国海军举行“无人集成作战问题” 21演习，出动水面舰艇、潜艇、无人机、无人潜航器等装备，对有人-无人协同海战的样式和效果进行评估。

在此次演习中，潜艇首先进入作战海域，发射自身携带的无人潜航器和无人机后，无人潜航器和无人机对敌方目标进行抵近侦察，并将获取的信息传输给潜艇操作台。潜艇掌握敌方整体作战部署后，指挥无人机和无人潜航器对敌方水面、水下目标进行攻击，或者在安全区域使用鱼雷、导弹等武器对敌方目标发起隐蔽性突击。最终，潜艇、无人潜航器、无人机完成跨域协同海战任务，表明潜艇的作战样式发生了重大变革。

有人机/无人机协同作战

无人机在军事领域的应用越来越广，应用价值进一步加深，在保障国家利益、彰显国家军事实力方面发挥了重要作用。有人机与无人机协同作战可取得“1+1＞2”的作战效果。随着无人机智能化水平的提升，有人机/无人机协同作战系统将不断进化。

1.有人机/无人机协同作战的流程

（1）准备阶段

在准备阶段，作战指挥系统设置有人机和无人机的任务航线。有人机与无人机陆续起飞后，分别飞至控制权交接区。当地面控制站将无人机控制权移交给有人机后，有人机向无人机发送控制指令，随后有人机和无人机分别飞抵任务区域。

（2）任务执行阶段

在有人机指挥下，无人机根据预设方案执行任务。无人机飞抵任务区域后打开机载传感器，有人机飞行员对无人机传感器进行控制，而无人机负责收集信息并将获取的情报信息传输给有人机。

（3）任务结束阶段

有人机和无人机完成协同作战任务后，及时飞抵控制权交接区，随后按照预设航线返航。

图2 美军潜艇发射“黑翼”潜射无人机。

图3 美军“黑鱼”察打一体无人潜航器可与潜艇协同作战。

图4 法国“神经元”无人机与“阵风”战斗机编队协同飞行。

2.无人机控制权交接

不同类型的无人机，其控制指令以及控制程序均不相同。因此，有人机/无人机协同作战须要建立一个统一的标准，以实现无人机控制权在各控制平台间的无缝交接。无人机控制权交接的指令包括申请、释放、抢权、确认、否定等。在有人-无人协同作战模式下，无人机控制权交接可分为空空交接与空地交接两种常规方式。

（1）空空交接

当有人机返航或者发生故障时，有人机须要退出有人-无人协同作战编队，此时有人机采用空空交接方式，将无人机控制权移交给其他有人机。

（2）空地交接

当无人机进入和离开控制权交接区，或在执行任务过程中出现异常情况，或者有人机操作不当时，地面控制站应及时接管无人机的控制权。另外，地面控制站即使将无人机控制权移交给有人机，也要全程关注无人机飞行状态的变化，随时为控制权接管做好准备。

总结

随着人工智能技术在无人系统中的广泛应用，有人-无人协同作战的整体效能将大幅提升，不断满足信息化战场的作战需求。我国要实现强国梦、强军梦，必须加大有人-无人协同作战关键技术研究，在新世纪军事斗争中，充分发挥无人系统新质作战力量与传统作战力量协同作战的优势，在强军、兴军的道路上不断创新发展，只有利剑在手才能更好地保护国家利益。