陳煒軍，鄒 慶，涂衛(wèi)軍

(空軍裝備部駐南昌地區(qū)軍事代表室，江西 南昌 330095)

0 引言

空面武器是指由各種空中平臺(固定翼飛機、直升機及無人機)發(fā)射，用于攻擊地面、地下、水面目標的制導武器總稱?？彰嫖淦髯鳛榫_制導武器的典型代表，具有高精度打擊、大規(guī)模使用、目標適應范圍廣、作戰(zhàn)使用靈活等特點，在戰(zhàn)爭中執(zhí)行對各種戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)目標實施縱深突防精確打擊、近距戰(zhàn)場火力支援、區(qū)域壓制、戰(zhàn)場空中遮斷、空襲、定點清除等作戰(zhàn)任務，是現(xiàn)代戰(zhàn)爭遂行精確打擊任務主要的火力投送手段，是現(xiàn)代戰(zhàn)爭精確打擊體系的核心武器，是左右戰(zhàn)爭勝負的決定性力量。

隨著人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)、快速成型等革命性新技術(shù)成果應用于軍事，未來具有人工智能特征的武器將廣泛運用于戰(zhàn)場，戰(zhàn)爭對抗由信息化加速向智能化、網(wǎng)絡化、無人化、數(shù)據(jù)化轉(zhuǎn)變。未來戰(zhàn)場將是以信息化為主導，手段智能化、兵力一體化、行動精確化的體系化大規(guī)模對抗，戰(zhàn)場環(huán)境更加復雜。面向未來智能化作戰(zhàn)，現(xiàn)有空面武器作戰(zhàn)能力很難適應未來激烈的對抗需求，迫切需要發(fā)展復雜對抗環(huán)境下智能自主作戰(zhàn)技術(shù)，提高空面武器智能化水平，增強空面武器智能化作戰(zhàn)能力，以全面應對智能化戰(zhàn)爭的挑戰(zhàn)。

1 空面導彈實戰(zhàn)化對抗分析

近些年，在深入開展復雜環(huán)境下空面導彈作戰(zhàn)演練時發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有空面導彈雖然在近似實戰(zhàn)條件下能夠發(fā)揮預期性能，但也暴露出導彈的環(huán)境適應性差、抗干擾能力弱、突防效率低和自主識別概率低等問題?，F(xiàn)有空面武器面向未來作戰(zhàn)，智能化、自主化能力弱，主要表現(xiàn)有以下幾點：

1)現(xiàn)有空面導彈環(huán)境適應性較差，不能全天候使用和全目標覆蓋，無法滿足戰(zhàn)爭中戰(zhàn)場快速變化和即時打擊目標的需求。

空地導彈以光電制導為主。光電導引頭探測性能受氣象條件影響很大，不具備全天候使用性能，嚴重制約了空地導彈的戰(zhàn)時可用性。目前，主要對地攻擊武器在實際使用中已出現(xiàn)導彈因受復雜氣象影響在演習中未能發(fā)現(xiàn)、鎖定、命中目標的情況。此外，由于地面目標特征的多樣性，傳統(tǒng)的基于灰度特征的目標檢測、跟蹤算法對于運動、光照變化和動態(tài)逼近過程中的目標特征變化，仍然存在檢測和跟蹤不穩(wěn)定的現(xiàn)象，影響導彈命中精度。

攻擊海面目標以雷達制導為主。受雷達制導原理制約，雷達導引頭無法精準識別目標和目標要害點，對于岸島背景和軍民混雜情況下的艦船目標、運動的海上編隊目標存在目標識別、選擇困難。同時，海面亮帶、“魚鱗”光等背景干擾會造成光電導引頭檢測和跟蹤困難，影響光電制導武器對海面目標的使用。

2)現(xiàn)有空面導彈對抗能力較弱，突防能力低，無法滿足未來激烈的體系化對抗作戰(zhàn)需求。

現(xiàn)代戰(zhàn)爭中攻防對抗愈加激烈，高價值目標和重要戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)目標的防護手段越來越完備，干擾設備性能越來越先進，導致現(xiàn)有空面導彈實際作戰(zhàn)效能嚴重降低。單模導引頭只能在一個維度下進行目標信息的探測，很容易受到針對性措施的干擾。實彈對抗演習中成像導引頭對于煙霧干擾基本無能為力。此外，針對指揮通信系統(tǒng)、導彈衛(wèi)星接收系統(tǒng)和數(shù)據(jù)鏈的干擾，以及空地、地空反導導彈反擊，都對空面導彈作戰(zhàn)造成極大影響。

3)現(xiàn)有空面導彈自主攻擊能力較弱，使用保障要素多，智能化水平不高，不適應未來智能化作戰(zhàn)的需求。

未來作戰(zhàn)體系復雜，戰(zhàn)場攻防對抗愈發(fā)激烈，戰(zhàn)場態(tài)勢信息數(shù)據(jù)呈現(xiàn)海量化增長趨勢，并且快速變化，人工決策難度大，時間長，人工處理決策愈加困難。而受當前軍事人工智能體系研究和建設、智能化技術(shù)水平等的限制，現(xiàn)有空面武器智能化主要體現(xiàn)在自動目標捕獲和自衛(wèi)抗干擾方面，處于發(fā)射后不管的自動化層次。真正的智能武器和技術(shù)多處于概念研究階段，距離實戰(zhàn)化應用尚存在較大差距。

2 空面武器智能自主作戰(zhàn)技術(shù)應用前景分析

空面武器實戰(zhàn)化演練中暴露出來對抗能力弱的問題，依靠傳統(tǒng)技術(shù)很難有大的改善。面對未來“環(huán)境高復雜、博弈強對抗、響應高實時、信息不完整、邊界不確定”的智能化戰(zhàn)爭的挑戰(zhàn)，空面武器現(xiàn)階段還不具備適應、打贏智能化戰(zhàn)爭的能力。因此，必須采用人工智能和傳統(tǒng)技術(shù)途徑相結(jié)合的手段，大力發(fā)展全源自主導航、基于弱監(jiān)督深度學習的自主目標識別、基于強化學習的智能對抗和基于規(guī)則推理的智能自主決策等智能自主作戰(zhàn)技術(shù)，提高空面武器智能化作戰(zhàn)的能力，實現(xiàn)復雜環(huán)境中“知己知彼”，強對抗中“百戰(zhàn)不殆”。

2.1 全源自主導航技術(shù)

在粗目指、強對抗的拒止環(huán)境中，衛(wèi)星接收系統(tǒng)被干擾，數(shù)據(jù)鏈路不可靠的情況下，空面武器依靠全源自主導航技術(shù)，在不依賴外界衛(wèi)星導航體系信息的情況下，實現(xiàn)復雜環(huán)境下的高精度導航，快速、準確地到達預定作戰(zhàn)區(qū)域。全源自主導航技術(shù)集成慣性、視覺、地圖匹配、激光測距儀、雷達及地磁等多類傳感器，實現(xiàn)一種即插即用的快速高精度定位系統(tǒng)。該技術(shù)針對電磁干擾、電磁輻射、復雜多態(tài)的戰(zhàn)場環(huán)境，從戰(zhàn)場特點出發(fā)，研究實戰(zhàn)中不同類型環(huán)境與運動狀態(tài)可自適應切換的非線性濾波組合導航系統(tǒng)，克服以往濾波定位方法無法應對環(huán)境與運動狀態(tài)的改變的問題，提高自主導航面對不同環(huán)境時的定位穩(wěn)健性與精度，提升導彈的戰(zhàn)場適應性與全天候工作能力。

2.2 基于弱監(jiān)督深度學習的自主目標識別技術(shù)

在面臨惡劣天氣影響、復雜背景干擾和多種手段誘騙的情況下，空面武器傳統(tǒng)的人工識別目標模式存在適應差、自主性低、抗干擾能力弱等不足，這就要求空面武器必須具備自主目標識別能力?？彰嫖淦魍ㄟ^事先或在線獲取的目標及區(qū)域信息，對多種探測器信息融合處理，在弱監(jiān)督深度學習的基礎上提取目標特征，自動實現(xiàn)對真假目標、敵我目標、軍民目標的有效探測、識別，自主決策捕獲目標并自動引導導彈攻擊目標要害部位，實現(xiàn)復雜背景下的目標自動識別。

2.3 基于強化學習的智能對抗技術(shù)

空面導彈的導航、制導與通信面臨光電假目標/偽裝、主動電磁壓制與誘騙等干擾，傳統(tǒng)的抗干擾策略很難靈活地適應復雜實戰(zhàn)環(huán)境下瞬息萬變的戰(zhàn)場態(tài)勢。通過強化對各類自然光電、雜波及敵方主動釋放的光電、通信、電子戰(zhàn)、雷達等信號干擾的學習，可實現(xiàn)空面導彈導引頭信息感知、衛(wèi)星干擾識別到干擾對抗的智能學習與訓練，從本質(zhì)上實現(xiàn)干擾對抗全流程的智能化。面對不斷變化的戰(zhàn)場環(huán)境，空面導彈根據(jù)敵方威脅等級動態(tài)做出最優(yōu)的電子對抗及抗干擾組合策略，主動塑造有利于我方高效率工作的頻譜環(huán)境，降低敵方威脅，提升導彈作戰(zhàn)效能。

2.4 基于規(guī)則推理的智能自主決策技術(shù)

面對動態(tài)變化的戰(zhàn)場環(huán)境，依靠人的決策時效性差且通信鏈路易被干擾。武器依靠基于規(guī)則推理的智能自主決策技術(shù)，對行動規(guī)則、裁決規(guī)則的條件屬性和決策屬性經(jīng)過提煉、賦值形成改進知識，在滿足態(tài)勢約束的條件下形成執(zhí)行的戰(zhàn)術(shù)動作的決策。武器從發(fā)射開始，自主確定搜索路線，自主決策對抗策略，自主識別、監(jiān)視和攻擊目標，在作戰(zhàn)的各階段能夠及時制定并執(zhí)行最佳的作戰(zhàn)方案，從而取得最優(yōu)的作戰(zhàn)效果，同時降低了對ISR平臺、網(wǎng)絡通信和衛(wèi)星的依賴，避免了敵方對我方的反制措施。

3 空面武器智能化發(fā)展的深入認知

新技術(shù)的應用必然提供新的作戰(zhàn)能力，促進新的裝備產(chǎn)生，引發(fā)作戰(zhàn)樣式變革。同樣的，空面武器智能自主作戰(zhàn)技術(shù)的應用，將對作戰(zhàn)能力、作戰(zhàn)樣式和作戰(zhàn)模式帶來革命性變化。

1)空面武器智能自主作戰(zhàn)技術(shù)的應用，將顯著提升機載武器的打擊精度、自主能力和抗干擾能力。借助新的傳感器和自主識別算法以及共享網(wǎng)絡，提高武器的打擊精度；依靠自主導航技術(shù)、自主協(xié)同制導控制技術(shù)，提高武器自主飛行能力和突防能力；通過智能學習抗干擾技術(shù)和認知干擾對抗技術(shù)，動態(tài)做出最優(yōu)的電子對抗及抗干擾組合策略，提升導彈抗干擾能力。

2)空面武器智能自主作戰(zhàn)技術(shù)的應用，將對導彈的作戰(zhàn)能力產(chǎn)生深刻變革。隨著導彈智能化水平的提高，空面武器不僅作為攻擊手段，還可作為載機平臺的“眼睛”和“忠誠僚機”，跟隨載機進入敵縱深區(qū)域執(zhí)行任務，利用自主感知和判斷能力，分類識別戰(zhàn)場威脅，提供整體作戰(zhàn)態(tài)勢，自主協(xié)助載機突防，并作為忠誠伙伴在關(guān)鍵時刻保護載機犧牲自己。

3)空面武器智能自主作戰(zhàn)技術(shù)的應用，使空面導彈使用模式相對于人在回路或發(fā)射后不管模式，耦合更加緊密。一方面，作戰(zhàn)樣式將由線性向非線性轉(zhuǎn)變，智能化武器不再嚴格遵循搜索—識別—監(jiān)視—打擊的線性作戰(zhàn)樣式，可根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢實時調(diào)整武器作戰(zhàn)狀態(tài)；另一方面，作戰(zhàn)樣式將由串行向并行轉(zhuǎn)變，通過集群協(xié)作，武器間并行協(xié)同作戰(zhàn)，縮短目標識別與定位時間。

4)空面武器智能自主作戰(zhàn)技術(shù)的應用，將顛覆傳統(tǒng)的作戰(zhàn)模式。空面武器按需分散配置能力模塊，形成在空間上分散、在時間上聯(lián)合、在任務上協(xié)作的智能群體。群體自主協(xié)同搜索和識別目標，自主感知和判斷戰(zhàn)場態(tài)勢，自主協(xié)同攻擊和評估攻擊效果，采用分布式協(xié)同作戰(zhàn)的模式，對敵執(zhí)行分布、智能、持久、大規(guī)模的打擊。

4 空面武器智能化發(fā)展的應用思路

隨著智能技術(shù)的不斷發(fā)展和應用，空面武器的自主能力和協(xié)同能力也將不斷提高。綜合考慮未來任務復雜度、環(huán)境復雜度和人機關(guān)系復雜度等因素，空面武器的智能化發(fā)展將經(jīng)歷三個階段：個體自主，群體智能，體系智慧。

1)自主化(個體自主)：積極利用現(xiàn)階段智能化技術(shù)在在圖像識別、專家系統(tǒng)等方向發(fā)展的階段性成果，提升空面武器自主定位、目標識別、干擾對抗及自主決策的能力，使空面武器具備戰(zhàn)場復雜環(huán)境適應能力、健康管理與容錯能力、在線任務規(guī)劃能力、目標識別與命中點選擇能力、一定的態(tài)勢感知和判斷能力，不斷降低對體系的依賴，實現(xiàn)在低信息精度或部分信息缺失情況下對目標的攻擊。

圖1 空面武器智能化發(fā)展構(gòu)想

2)協(xié)同化(群體智能)：空面武器通過組網(wǎng)形成小型作戰(zhàn)體系，或能夠融入大的作戰(zhàn)體系，平臺與導彈都是體系中平等的一員，不再有相互依屬關(guān)系，呈現(xiàn)出分布、協(xié)同的新型武器系統(tǒng)構(gòu)型，利用體系的信息相對獨立地完成對目標的攻擊。導彈能夠自主發(fā)現(xiàn)目標，自主識別目標，自主攻擊目標。

3)智慧化(體系智慧)：空面武器智能化水平發(fā)展到最后，將具備“智慧”能力，能夠明白作戰(zhàn)意圖，理解作戰(zhàn)命令，執(zhí)行任務指令；能夠自主尋找目標，自主任務規(guī)劃，自主感知和判斷戰(zhàn)場態(tài)勢，自主協(xié)同，自主攻擊目標和評估攻擊效果。

5 空面武器智能化發(fā)展的體系建議

空面武器智能化水平的提高必然會促使武器復雜環(huán)境適應能力、對抗能力和攻擊能力的增強，也將對作戰(zhàn)樣式和作戰(zhàn)模式帶來革命性變化。但武器智能化作為一個全新的領(lǐng)域，發(fā)展過程中難免會有曲折，實戰(zhàn)應用需加強基礎方向研究，自上而下變革配套體系，同時探索非對稱的對抗手段，力爭在智能化戰(zhàn)爭中占據(jù)主動。

1)制定智能化評定標準。目前對導彈智能化的認識大都集中到無人、自主、協(xié)同。但“無人不等于智能，智能不等于協(xié)同”，應圍繞OODA(Observe-Orient-Decide-Act，觀察-判斷-決策-行動)環(huán)和智能化軍事需求，綜合考慮任務復雜度、環(huán)境復雜度和人-機接口復雜度等因素，制定智能化評定標準，建立面向?qū)崙?zhàn)環(huán)境的仿真框架、環(huán)境和模型，實現(xiàn)邊研邊用，在戰(zhàn)爭中學習戰(zhàn)爭，在戰(zhàn)爭中設計戰(zhàn)爭。

2)優(yōu)化現(xiàn)有裝備采購體系。隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，導彈等武器裝備的發(fā)展模式將發(fā)生深刻變化，“預研-研制-定型-采購，定型后不能動”的模式將不符合智能化裝備的發(fā)展。智能化武器彈藥發(fā)展將呈現(xiàn)出“信息主導、以軟牽硬、快速更替、螺旋上升”的特點。隨著使用訓練數(shù)據(jù)與經(jīng)驗的積累，武器裝備必將不斷優(yōu)化、改進提升，將會越用越好、越用越強。

3)探索非對稱的對抗手段。除發(fā)展智能對抗智能外，還應積極探索其他對抗手段。例如，算法是人工智能技術(shù)發(fā)展的核心，通過尋找算法缺陷，利用網(wǎng)絡注入干擾，破壞敵方裝備的智能算法；人工智能芯片作為硬件是人工智能實現(xiàn)的基礎，通過注入病毒等手段，破壞敵方裝備中的芯片等等。