地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)發(fā)展動態(tài)及趨勢研究

盧莉娜+++胡雋+++蔡小艷

摘 要：地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)是一種涉及機(jī)器人、車輛、機(jī)械、通信、自動控制、人工智能、定位導(dǎo)航、計算機(jī)等多種學(xué)科與技術(shù)的新型武器。地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)正在越來越多地走向戰(zhàn)場。地面無人作戰(zhàn)平臺以其減少人員傷亡、執(zhí)行特種作戰(zhàn)任務(wù)的超群能力，正越來越多地受到軍方的青睞。未來地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)將具有更強(qiáng)的任務(wù)執(zhí)行能力和更好的環(huán)境適應(yīng)能力。

關(guān)鍵詞：地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng) 技術(shù)應(yīng)用 發(fā)展動態(tài)

E835.8

在未來戰(zhàn)爭中，人們預(yù)測無人機(jī)與有人飛機(jī)將占據(jù)同樣重要的作戰(zhàn)地位，在硝煙彌漫的天空中并肩作戰(zhàn)。當(dāng)我們將目光從天空返回地面時會發(fā)現(xiàn)，地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)正在協(xié)助士兵在不斷變化的戰(zhàn)斗空間探測敵人，開拓視野，在避免人員損傷的同時執(zhí)行偵察、核生化武器探測、突破障礙、反擊狙擊手和直接射殺等任務(wù)，從而提高作戰(zhàn)人員的生命力、靈活性和戰(zhàn)斗力。

一、地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的組成及軍事需求

（一）地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的組成

地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)是由無人作戰(zhàn)平臺、任務(wù)載荷、指揮控制系統(tǒng)，以及空—天—地信息網(wǎng)絡(luò)組成的綜合化作戰(zhàn)系統(tǒng)，是武器裝備機(jī)械化和信息化相結(jié)合的產(chǎn)物，能夠為步兵提供急需的戰(zhàn)場感知能力和多樣化打擊手段，增強(qiáng)步兵的戰(zhàn)斗力和戰(zhàn)場生存能力。系統(tǒng)通常采用開放式體系、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，各分系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上相互獨立，方便調(diào)試、升級和更換，并根據(jù)作戰(zhàn)需求可以選裝不同的武器載荷或偵察載荷。操控終端和作戰(zhàn)平臺之間采用無線方式通信，圖像和數(shù)據(jù)分別采用不同的通道。作戰(zhàn)平臺內(nèi)部及各分系統(tǒng)間采用總線通信模式，有利于模塊增減和功能擴(kuò)展。平臺分系統(tǒng)和載荷分系統(tǒng)之間采用方便拆卸的機(jī)械和電氣接口，有利于不同功能任務(wù)載荷的整體更換或升級。同時作為人體感覺器官（ 耳、目等）和行為器官（ 四肢等）的延伸與擴(kuò)展，地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)可在人不能到達(dá)的地域里、在人體不能承受的條件下，執(zhí)行步兵所要完成的作戰(zhàn)任務(wù)，如抵近戰(zhàn)術(shù)偵察、目標(biāo)定位、效果評估、火力引導(dǎo)，或是敵火下的火力支援壓制、伴隨保障以及突防攻擊等。20世紀(jì)以來，西方軍事強(qiáng)國對地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的研究愈加重視，尤其是進(jìn)入新世紀(jì)以來，便攜式無人裝備、伴隨型無人裝備、武裝化無人裝備成為發(fā)展熱點。

（二）軍事需求及技術(shù)特點

地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作為具有偵察、運輸、搜救以及火力打擊等功能的執(zhí)行軍事任務(wù)的系統(tǒng)，是無人作戰(zhàn)平臺家族的重要成員，能夠在戰(zhàn)場上協(xié)助作戰(zhàn)人員并與之互補(bǔ)，最適合完成危險性的作戰(zhàn)任務(wù)。

1.軍事需求

地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)能滿足城市、山地等復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境和高危環(huán)境作戰(zhàn)需求。隨著全球城市化進(jìn)程加快，城市作戰(zhàn)越來越受到世界各國軍隊的高度重視。近幾次局部戰(zhàn)爭表明，爭奪最為激烈的戰(zhàn)場環(huán)境都在城市及周邊地區(qū)。而城市作戰(zhàn)面臨戰(zhàn)場通視范圍小，武器直射距離受限等影響。此外，在邊境上多為山地、丘陵地形，尤其在高原山地條件下，機(jī)動和保障都較為困難，這些復(fù)雜的作戰(zhàn)環(huán)境對步兵的近距離戰(zhàn)場感知能力和打擊手段提出了較高的要求，在目前現(xiàn)役的有人裝備難以解決，尤其在人員無法到達(dá)的有毒有害氣體、生化污染、核污染等高危險環(huán)境中無法完成特定任務(wù)的情況下，地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)能有效滿足復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境和高危環(huán)境作戰(zhàn)的迫切需求，拓展單兵和分隊的感知范圍，增加打擊手段，大幅減少人員的傷亡。

地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)能增強(qiáng)單兵和分隊綜合作戰(zhàn)能力。目前，輕武器發(fā)展面臨諸多困難，現(xiàn)有裝備的改進(jìn)及已有手段的突破基本上已達(dá)到一個瓶頸，很難實現(xiàn)質(zhì)的提升。無人化裝備的發(fā)展，從另一個方面拓展了輕武器能力。首先，地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)能夠進(jìn)行非視距偵察和打擊，延伸單兵和步兵班組的作戰(zhàn)范圍，提高單兵或步兵班組間接作戰(zhàn)能力；其次，能夠執(zhí)行火力突擊、誘敵等極可能付出生命代價才能完成的任務(wù)，拓展單兵和班組作戰(zhàn)手段；再次，可以控制武器射頻，消除人為因素對射擊的影響，還能對關(guān)鍵目標(biāo)和區(qū)域進(jìn)行火力引導(dǎo)，提高精確打擊能力；第四，操作員不親臨最殘酷的作戰(zhàn)現(xiàn)場，不會產(chǎn)生因恐懼、厭戰(zhàn)、傷病等導(dǎo)致的心理生理問題及非戰(zhàn)斗減員；最后，能夠在全天候環(huán)境下不間斷地工作，協(xié)助單兵或分隊完成枯燥乏味的作戰(zhàn)任務(wù)，最大限度減少士兵的任務(wù)強(qiáng)度等。

2.技術(shù)特點

地面無人作戰(zhàn)平臺是在無人地面系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，最突出的特點就是可以在沒有人員現(xiàn)場參與的前提下執(zhí)行武裝作戰(zhàn)任務(wù)。其技術(shù)特點是配置了相應(yīng)的光電探測裝置和無線通信設(shè)備，進(jìn)而選配了適合需要的武器系統(tǒng)，士兵可以通過遙控操縱，指揮其執(zhí)行相應(yīng)的攻擊作戰(zhàn)任務(wù)。毫無意外，平臺的機(jī)動性、數(shù)字通信能力與抗干擾性、目標(biāo)探測與識別能力、遠(yuǎn)距離操控能力以及地面無人作戰(zhàn)平臺本身的智能化控制能力，都將是其技術(shù)研究領(lǐng)域的重點。

二、中、外軍地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)發(fā)展動態(tài)及特點分析

地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)是一個高度集成的武器裝備，系統(tǒng)復(fù)雜，綜合了底盤、執(zhí)行器、動力、自主、載荷、人機(jī)交互等多個學(xué)科的技術(shù)，尤其還涉及到多學(xué)科的交叉技術(shù)。近年來，以美國為代表的西方軍事強(qiáng)國對地面無人平臺的發(fā)展十分重視，不僅制訂了雄心勃勃的研發(fā)計劃，而且率先將無人平臺應(yīng)用于實戰(zhàn)。目前，美、英、德、以色列等國陸軍已經(jīng)形成了較為完備的地面無人作戰(zhàn)平臺體系，并借助長期的技術(shù)積累和信息技術(shù)的快速發(fā)展，不斷拓寬地面無人作戰(zhàn)平臺的任務(wù)功能領(lǐng)域，推動無人作戰(zhàn)平臺朝著自主化、智能化的方向發(fā)展。

2013年無人作戰(zhàn)系統(tǒng)展在美國華盛頓會議中心舉行，展會分為主旨演講、展示會、宣傳研習(xí)等環(huán)節(jié)，共有500余家研發(fā)生產(chǎn)無人機(jī)、無人車、無人船及相關(guān)產(chǎn)品的企業(yè)展示了其最新產(chǎn)品，參加展會的人數(shù)近8000人，其中歐洲參展者占41%，亞洲參展者占26% ，北美參展者占24% ?！熬W(wǎng)狀”無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以將各種無人地面車連接起來，實現(xiàn)超視距操作，每部無人車均可作為獨立的節(jié)點和通信中繼站。實驗表明，在800米范圍內(nèi)，只需4臺110型迷你無人車即可組建“網(wǎng)狀”無線網(wǎng)絡(luò)，并實現(xiàn)對該范圍內(nèi)無人地面車的控制。澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織最近開發(fā)出一種可以在地球陸地表面漫游的無人駕駛觀測車，這種觀測車被取名為“內(nèi)陸漫游者”，主要用于采集土壤、礦產(chǎn)、植被等的觀測數(shù)據(jù)，并與地球觀測衛(wèi)星的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，以對其精確性進(jìn)行修正。美軍已經(jīng)開發(fā)了幾十種遠(yuǎn)程控制的無人地面系統(tǒng)，2015年前其三分之一的戰(zhàn)斗力將由機(jī)器人構(gòu)成。機(jī)器人由美國波士頓動力公司設(shè)計制造，可背負(fù)400磅重物聽從語音指令緊隨前方指揮人員以78公里每小時的速度行進(jìn)，此外它還可以作為移動充電站，在行進(jìn)過程中為作戰(zhàn)人員的電池充電。為了降低作戰(zhàn)人員在戰(zhàn)場上的風(fēng)險，國防高級研究計劃局要求波士頓動力公司設(shè)計制造靜音性能更好、防彈性能更強(qiáng)的改進(jìn)版機(jī)器人，該機(jī)器人已從2015年開始參與相關(guān)軍事演練。

我國對無人作戰(zhàn)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)研究起步較晚，在無人作戰(zhàn)平臺總體技術(shù)、任務(wù)載荷專用設(shè)計技術(shù)等方面研究針對性不強(qiáng)，存在總體集成度低、移動速度慢、自主化程度低和環(huán)境適應(yīng)性差等問題，平臺的機(jī)動性、數(shù)字通信能力與抗干擾性、目標(biāo)探測與識別能力、遠(yuǎn)距離操控能力，以及地面無人作戰(zhàn)平臺本身的智能化控制能力，都將是技術(shù)研究領(lǐng)域的重點。

三、現(xiàn)役軍用地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)存在的問題與不足

從近幾場局部戰(zhàn)爭和軍事行動中軍用地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)實際使用情況看，由于技術(shù)成熟度不夠、研發(fā)與使用結(jié)合不夠緊密、使用環(huán)境多變等因素，造成目前軍用地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)存在許多問題和不足：第一，標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化程度較低。由于各種設(shè)計規(guī)范還未明確和統(tǒng)一，美國現(xiàn)役地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)個性設(shè)計特征明顯，采用各種封閉式架構(gòu)，需要獨立的操作控制單元和后勤保障以及復(fù)雜的升級流程，這不利于軍用地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的快速發(fā)展與應(yīng)用，不僅使用與維修成本過高，還使得同一領(lǐng)域軍用無人作戰(zhàn)系統(tǒng)之間以及不同領(lǐng)域軍用無人作戰(zhàn)系統(tǒng)之間缺乏有效載荷互換、信息互通和互操作能力。第二，感知能力不足?，F(xiàn)役軍用地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)車載攝像機(jī)的深度認(rèn)知能力不足。第三，通信能力不足。存在通信距離短、信號抗干擾能力差、帶寬有限、網(wǎng)絡(luò)通信能力不足等問題，尤其帶寬的限制使軍用地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)無法集成自主能力或提供三維數(shù)據(jù)等先進(jìn)功能。第四，自主能力不足。現(xiàn)役軍用地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)主要以遙控為主，僅少數(shù)具備半自主能力，操縱臂靈敏度低且自由度有限，其任務(wù)實施主要依靠士兵操控，使用成本較高，不能滿足新時期軍事作戰(zhàn)需求。

四、地面無人作戰(zhàn)平臺發(fā)展的幾點思考

（一）地面無人作戰(zhàn)平臺研制的必要性

從基于信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)任務(wù)看，"極危險、極惡劣、極枯燥、大縱深"等特種作戰(zhàn)任務(wù)，需要地面無人作戰(zhàn)平臺的研發(fā)和使用；從基于信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)模式看，“非對稱、非接觸、非線式、零傷亡”等新型作戰(zhàn)戰(zhàn)法，凸顯了地面無人作戰(zhàn)平臺的應(yīng)用優(yōu)勢；從基于信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)能力看，“偵察預(yù)警、指揮控制、火力打擊、網(wǎng)點對抗、綜合保障”等各個環(huán)節(jié)，提供了地面無人作戰(zhàn)平臺發(fā)揮能力的廣闊空間。在傳統(tǒng)意識中，人力優(yōu)勢是我軍的顯著特點，因此，替代人工、減少傷亡的地面無人作戰(zhàn)平臺曾有過一段不受重視的時期。但是，隨著近年來無人裝備的廣泛應(yīng)用，人們逐漸意識到，減少傷亡并不是地面無人作戰(zhàn)平臺優(yōu)勢的全部，在未來戰(zhàn)場上，應(yīng)用地面無人作戰(zhàn)平臺奪取戰(zhàn)場的主動權(quán)、克敵制勝才是其最值得我們關(guān)注的實質(zhì)。地面無人作戰(zhàn)平臺必將成為未來的重要作戰(zhàn)裝備，切實發(fā)展陸軍地面無人作戰(zhàn)平臺，對于陸軍提高基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力和新型作戰(zhàn)力量建設(shè)具有重要意義。

（二）發(fā)展不同規(guī)模的地面無人作戰(zhàn)平臺

不同的軍事需求和軍事任務(wù)對地面無人作戰(zhàn)平臺也提出了不同的要求。我軍地面無人作戰(zhàn)平臺的需要為各級指戰(zhàn)員、各類作戰(zhàn)單元提供戰(zhàn)略、戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)層面的支持。這些需求幅度廣、難度大，同樣需要有針對性地發(fā)展大、中、小三種不同規(guī)模的作戰(zhàn)平臺，拓展執(zhí)行任務(wù)的范圍，為陸軍戰(zhàn)斗力的提升提供切實的支持。

（三）優(yōu)先發(fā)展半自主地面無人作戰(zhàn)平臺

目前，完全脫離人的地面無人作戰(zhàn)平臺從理論和技術(shù)實現(xiàn)上難度較大，一方面由于計算機(jī)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、心理學(xué)等學(xué)科的一些理論瓶頸尚未突破，技術(shù)要求太高；另一方面，戰(zhàn)爭是一項具有不確定性的藝術(shù)，人的指揮和決策作用仍是決定戰(zhàn)爭勝負(fù)的重要因素。因此，采取半自主操控方式是目前較為合理、有效的技術(shù)途徑。半自主操控方式的優(yōu)點在于，將人類的智能和機(jī)器的智能有機(jī)地結(jié)合在一起，以便最大限度地發(fā)揮地面無人作戰(zhàn)平臺的戰(zhàn)技效能。從美軍研制地面無人作戰(zhàn)平臺數(shù)十年的發(fā)展歷程中也可以看出，由完全依賴機(jī)器智能逐漸轉(zhuǎn)向重視半自主的操控模式是一個非常明顯的趨勢。

五、展望

地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)正在越來越多地走向戰(zhàn)場。據(jù)不完全統(tǒng)計，美軍裝備的各類地面無人作戰(zhàn)平臺已達(dá)上萬臺。毫無疑問，配置有武裝無人地面平臺的小規(guī)模戰(zhàn)術(shù)部隊將擁有雙重作戰(zhàn)優(yōu)勢：其一，可以在一定程度上延伸戰(zhàn)場；其二，可以提供目前還必須由士兵負(fù)責(zé)的火力支援，如此可以避免或盡量降低士兵暴露在非常危險的環(huán)境中的概率一一隨著高科技戰(zhàn)爭成本攀升，訓(xùn)練有素且能熟練操作、維護(hù)先進(jìn)技術(shù)裝備的士兵日益成為軍隊的重要財富，從這一點考慮，武裝無人地面系統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)意義將更加深遠(yuǎn)。地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)以其減少人員傷亡、執(zhí)行特種作戰(zhàn)任務(wù)的超群能力，正越來越多地受到軍方的青睞。未來地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)將具有更強(qiáng)的任務(wù)執(zhí)行能力和更好的環(huán)境適應(yīng)能力。

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