基于DODAF-OODA的天基信息支援作戰視圖研究

劉翔宇，姜海洋，趙洪利，楊海濤

(航天工程大學， 北京 101416)

天基信息支援力量是未來信息化戰爭中的重要作戰支援力量，與火力支援、兵力支援、戰略投送等一并構成作戰支援。研究探索天基信息支援的本質、作用機理和作戰運用，既是奪取未來戰場主動權的必然要求，也是加快轉變戰斗力生成模式的必由之路[1]。

天基信息支援力量是實施空中精確打擊的主要信息來源。優化天基信息支援空中精確打擊作戰體系結構，可以有效提高作戰能力。當前，美國國防部體系結構框架(DODAF)是體系結構設計的典型代表[2]，OODA作戰環可以清晰地描述作戰過程[3-4]，本文以其為基礎構建天基信息支援空中精確打擊作戰體系結構，從本質上刻畫空中精確打擊作戰的活動過程，有助于推動天基信息支援空中精確打擊作戰體系的頂層設計。

1 作戰體系設計

1.1 DODAF體系結構視圖

DODAF是美國國防部開發的超越組織、國界限制的系統架構規范，它不僅定義了多個表示、描述體系結構的方法，還為體系/復雜系統的了解、對比、集成與互操作提供了共同的架構基礎，即開發和表達架構描述的規則和指南。DODAF的前身是美軍C4ISR體系結構框架，當前最新版本是2009年8月頒發的DODAF 2.0。

圖1中的作戰視圖以任務或作戰過程等為基礎，核心是描述任務、行動、作戰要素和完成/支援作戰所需信息流，基本結構如圖1所示。

1.2 OODA作戰環

目前，體系作戰行動的典型模型是美軍John R.Boyd上校1987年提出的OODA環，它以指揮控制為核心，較為清晰地描述了作戰行動的全過程，如圖2所示。

圖1 DODAF體系結構視圖

雖然各國軍隊的體系編制與美軍存在差別，但這種差別體現在組織關系與組織架構的稱謂上，就作戰行動本身而言，都可以抽象為一個OODA環過程。故可以利用OODA作戰環與DODAF作戰視圖進行結合，刻畫出我軍天基信息支援空中精確打擊作戰行動的全過程[5]。

1.3 天基信息支援空中精確打擊紅藍雙方作戰單元構成

在天基信息支援下的空中精確打擊作戰中，紅方與藍方涉及多種作戰單元，為了凸顯天基信息支援行動對紅方的作用，本文沒有過多考慮藍方的天基信息支援行動。紅方的作戰單元主要包括各類空中打擊平臺、作戰支援平臺、空空導彈、空地導彈、空艦導彈；由預警機等組成的空中信息支援平臺，以及各種衛星(測繪衛星、氣象衛星、導航定位衛星、偵察衛星、通信中繼衛星)組成的天基信息支援平臺和地面指控中心；藍方主要作戰單元包括地面防空武器、攔截平臺(主要是殲擊機)、海上平臺、空空武器、信息保障裝備和地面指控中心，雙方主要作戰單元構成如圖3所示。

圖2 OODA作戰環

圖3 天基信息支援空中精確打擊紅藍雙方作戰單元

1.4 天基信息支援空中精確打擊作戰體系結構設計

DODAF的體系結構產品分別從系統視圖、作戰視圖和技術視圖描述體系結構[6-11]。根據作戰需要，文中采用作戰視圖產品的方式進行體系結構設計，對天基信息支援空中精確打擊作戰過程進行建模，根據設計的需要，主要選取DODAF作戰視圖產品中的OV-1、OV-2、OV-3、OV-4、OV-5a、 OV-5b、 OV-6b、 OV-6c。其他產品暫不考慮。作戰體系結構的設計目的是確認使命任務，描述作戰過程、節點信息交換關系、作戰規則、事件跟蹤等。天基信息支援空中精確打擊作戰的體系結構設計順序如下：

步驟1：明確作戰概念，確定節點間的指揮關系，即OV-1和OV-4。OV-1以概要圖的形式描述作戰任務、節點等，OV-4描述系統、節點間的隸屬關系，指揮層級。

步驟2：描述作戰過程，即OV-5a、OV-5b和OV-6b。根據作戰階段和節點功能，融合OODA作戰環，OV-5a、OV-5b描述作戰部門與天基信息支援部門在OODA作戰環各階段的相關活動、相互關系以及活動時序，OV-6b描述整個OODA作戰環節點內部狀態轉換關系。

步驟3：描述作戰事件和規則，即OV-6a和OV-6c。OV-6a描述作戰規則，OV-6c描述各作戰節點間交互關系、行為邏輯。

步驟4：描述作戰節點的信息交互關系，即OV-2和OV-3，它們分別以圖形、矩陣描述該關系。在通過上述步驟構建完相關的視圖后，就可依據邏輯關系建立完善的天基信息支援空中精確打擊作戰體系結構模型。

2 天基信息支援空中精確打擊DODAF-OODA作戰視圖

2.1 高級作戰概念圖

OV-1是對天基信息支援空中精確打擊作戰的高層次的圖形描述，其特點是更加立體、直觀，便于戰略決策者理解交流。通過形式化的方式來對交戰雙方的情況進行描述，包括關鍵作戰節點、作戰單元，對戰場環境、作戰活動、作戰方式、重要作戰能力進行描述，通過分析天基信息支援空中精確打擊作戰過程，結合OODA作戰環，進行作戰想定，得到如圖4所示的高級作戰概念圖。

圖4 OV-1 高級作戰概念圖

2.2 組織關系圖

OV-4描述的是天基信息支援空中精確打擊作戰過程中節點間的指控關系，如圖5所示:在戰略層次，由高級指揮中心進行戰略決策，傳達作戰任務。各指揮機構包括中級指揮中心、空中作戰指揮中心、空中編隊等依據高級指揮中心下發的作戰任務與自身的實際情況，制定作戰方案，實施作戰計劃。

中級指揮中心還負責分析作戰任務的天基信息支援需求，統一歸納總結后，提交于天基信息支援機構。天基信息支援機構主要包括偵察衛星裝備、預警衛星(態勢感知)裝備、通信衛星裝備、測繪、氣象衛星裝備、導航衛星裝備、地面接收站、專業處理中心、綜合處理中心等。其中，偵察衛星又包括電子偵察衛星、光學成像衛星，主要負責對敵方電子裝備的電磁頻譜信息、圖像信息進行偵察收集；測繪衛星、氣象衛星主要對目標區域的地理地形、氣象信息進行收集；專業處理中心與綜合處理中心主要對衛星裝備所傳輸的數據進行加工整合，形成情報產品。天基信息支援部門依據戰區的具體要求，合理利用天基信息支援裝備，優化支援流程，以最快的時間滿足戰區所提出的支援需求。作戰機構即空中平臺，主要包括轟炸機、殲擊機、強擊機等。他們均可以在天基信息支援的情況下對目標發射空空導彈、空地導彈、空艦導彈[12-14]。

圖5 OV-4 組織關系

2.3 作戰行動分解樹

依據1.2節對天基信息支援空中精確打擊作戰OODA環的描述，建立作戰活動分解樹如圖6所示。

O觀察階段：作戰部門首先依據受領的作戰任務，提出天基信息支援需求，在同一階段，天基信息支援機構受領需求任務后，迅速統籌資源，對天基信息支援裝備(偵察衛星、氣象衛星、測繪衛星)進行合理調配，通過地面站上注衛星指令，遙控偵察衛星、測繪、氣象衛星等在指定作戰區域上空開機，執行偵察任務，獲取戰場信息(包括作戰區域重要目標的精確位置、裝備類型與數量、地形信息、氣候信息、艦船目標位置等)。

O判斷階段： 在判斷階段，偵察衛星、測繪、氣象衛星將數據一部分直接分發給地面站，一部分通過通信中繼衛星分發給地面站，地面站將數據分發給專業處理中心對數據進行初步分類篩選，而后分發給綜合處理中心，綜合處理中心對數據進行分析、關聯、融合，生成包含作戰態勢與初步態勢判斷的情報產品，通過天基信息共享服務網絡快速分發至指揮中心/空中編隊。指揮中心/空中編隊等作戰機構獲得情報產品后，對當前敵我態勢進行綜合分析判斷。

D決策階段：在決策階段，指揮中心/空中編隊根據所獲得的情報產品、定下作戰決心，制定作戰方案、下達作戰命令，形成目標打擊指示信息，通過通信/中繼衛星、數據鏈分發至給參戰空中作戰平臺。

A行動階段：接到作戰命令后，空中平臺開始作戰行動。主要包括到達制定空域、防區外精確打擊目標、空戰突防、近距離突擊目標、返航等作戰行動。在作戰行動過程中，天基信息支援機構也實時提供支援，主要包括通信衛星保持各平臺間協同通信，導航衛星對作戰平臺飛行指引與導彈精確制導，偵察衛星、測繪、氣象衛星為空中精確打擊前提供打擊情報和為打擊后的效果評估提供判斷依據。

圖6 OV-5a 作戰行動分解樹

隨著衛星通信裝備、星上處理技術的發展，數據處理中心的衛星偵察情報信息可以直接通過通信衛星分發至空中編隊；星上處理生成的衛星偵察情報信息可以廣播分發至指揮中心/空中編隊，這些情況本文不進行深入探討。

2.4 作戰行動模型、作戰狀態轉換模型和作戰事件追蹤模型

在天基信息支援空中精確打擊作戰中，各作戰行動、支援行動之間存在時序、并發、同步等多種關系。如圖7所示：通信衛星的通信支援行動與其他戰斗行動都存在并發關系，一直伴隨著行動結束，這說明負責實時傳輸情報和作戰指令的通信衛星作用于每個戰斗行動；導航衛星的導航支援活動與各戰斗行動之間也存在并發關系，說明導航衛星為各作戰單元(包括飛機和導彈)提供導航和制導信息；氣象衛星所探測到的氣象情況與云層分布情況決定是否有必要出動偵察機進行偵察；防區外精確打擊目標和空戰奪取制空權是近距離突擊目標的條件，也就是說，只有在防區外精確打擊導彈陣地、機場，為近距離突擊開辟空中通道，并且在空戰中取得勝利，奪取制空權時，我方飛機才能順利進行近距離突擊目標的戰斗。在相關作戰行動結束后，還要對打擊效果進行評估 ，以決定是否再進行下一輪打擊。

圖7 OV-5b 作戰行動模型

為清晰地描述天基信息支援空中精確打擊作戰過程中的活動順序，OV-6b用圖形描述作戰事件中的狀態變化，如圖8所示。

OV-6c描述了天基信息支援空中精確打擊作戰中重要節點間的信息動態交互時序，并提供時序檢查，如圖9所示。

2.5 作戰資源流描述

為描述天基信息支援精確打擊作戰過程中的重要節點到其他節點需要交換的信息，如圖10所示，設計OV-2作戰資源流描述視圖，即信息流視圖，給出了作戰節點間的信息交換類型，便于指揮員決策指揮。

圖8 OV-6b狀態轉換模型

圖9 OV-6c 事件追蹤模型

圖10 OV-2 作戰資源流描述

2.8 作戰資源流矩陣

OV-3以表格的形式描述OV-2的信息交換相關內容，將產生、消耗信息的節點通過天基信息支援空中精確打擊作戰活動的需求線進行關聯，如表1所示。

表1 作戰資源流矩陣

3 結論

本文基于DODAF體系結構框架和OODA作戰環，進行了天基信息支援空中精確打擊作戰視圖研究，所建的模型較為直觀，對于優化天基信息支援空中精確打擊體系頂層設計具有一定的參考價值。