陳鵬飛
摘 要:論文對任務規劃的概念、無人機任務規劃系統進行介紹,對無人機任務規劃的特點、美軍無人機任務規劃的發展歷程進行綜述,發掘任務規劃體系有待提高的性能,通過對任務規劃及其發展所帶來的啟示進行綜述,為提高無人機任務規劃系統的實用性、便捷性打下理論基礎。
關鍵詞:無人機;任務規劃;作戰使用
縱觀歷史,科技的成果往往最先運用于軍事,隨著人類在科技方面取得的進步,科學和戰爭催生出的是日新月異的軍事技術,這些技術加快了軍事行動的節奏,使其在加快速度、減少任務時間的同時要求精確化、隱蔽化、高效能化,無疑給戰爭中的人工操作增加了壓力,失誤造成的后果和風險性將會被放大,加之近年來人工智能產業逐漸興起,無人化作戰技術正逐步成為軍事行動中的“新寵”。而美軍近期利用MQ-9“死神”無人機發射AGM-114地獄火導彈擊殺伊朗圣城旅前指揮官蘇萊曼尼的軍事行動,讓無人機作戰成為了近期軍事領域的熱點。
一、無人機的概念
無人機是無人駕駛航空器的簡稱,英文縮寫為UAV(Unmanned Aerial Vehicle)。美國聯合出版社出版的《國防部詞典》中解釋為:不搭載操作人員的一種動力空中飛行器,采用空氣動力為飛行器提供所需的動力,能夠自動飛行或進行遠程引導;既能一次性使用也能進行回收;能夠攜帶致命性或非致命性有效載荷。
二、任務規劃的概念
任務規劃,根據字面意思可以理解為對任務進行規劃,即對工作實施過程、方法的組織和計劃,通俗來講,是我們對一件事進行謀劃、運作的過程,就是研究怎么去做、該怎么做的問題。在軍事領域,任務規劃已逐漸變為一個專有名詞,尤其是無人化裝備的出現,使得任務規劃越來越重要,而且其含義也越來越明確。
三、無人機任務規劃的概念
具體到無人機而言,與任務規劃的廣義不同,無人機的任務規劃是指利用先進的計算機技術,根據任務需求,制定作戰機群協同作戰計劃和時間控制節點,確定各類載荷的使用時機和方式、武器發射或投擲的時間節點和地點,評估作戰效能,以實現作戰行動的最佳效果。
四、美軍無人機任務規劃的發展歷程
(一)任務規劃的起源
20世紀70年代,美軍在進行F-16戰機的任務規劃時,首先采用了電子計算機對地圖進行標繪及部分飛行數據計算,和以往利用進行作戰計劃想定制作相比,這種以電子地圖為媒介的謀劃方式精簡了大量的工作量,減少了人工作圖、計算的誤差,有效的提高了作戰計劃制訂的精度和速度。
(二)美軍典型任務規劃系統的發展
美國空軍的任務規劃系統主要分為上層(戰役級)任務規劃系統和戰術級任務規劃系統。上層任務規劃系統裝備于美軍戰術空軍的戰斗規劃部,屬于聯合軍級使用的任務規劃系統,戰術級任務規劃系統有計算機輔助任務規劃系統CAMPS、任務支援系統MSS、便攜式任務規劃系統PMPS等。
(1)戰術級任務規劃系統CAMPS
CAMPS是美國空軍的計算機輔助任務規劃系統,最初啟動于1980年。1983年啟動基于UNIX硬件平臺的F-16任務規劃系統,項目名稱為任務支持系統MSS-I。1986年擴展到對F-15飛機任務規劃支持,項目名稱為MSS-II。1988年系統應用于F-111飛機的任務規劃。1991年投入海灣戰爭使用。1992年空軍將項目名稱更換為空軍任務支持系統AFMSS。1996年,經過對AFMSS系統改進、精簡,發布便攜式任務規劃系統PMPS。
(2)FPlanerPFPS
1980年,一群愛好計算機的美軍飛行員,極其厭煩操作繁瑣、復雜的基于UNIX的大型計算機系統,在一個車庫里開發了一種基于普通PC機DOS操作系統平臺的任務規劃系統,命名為飛行規劃者(FPlaner)。1984年,默特爾海灘空軍基地在此基礎上開發出一套完整的A-1O攻擊機任務規劃系統,并開始在部隊試用。1989年美國空軍同意增加對FPlaner的投資。1992年,美國空軍將原PC版本的FPlaner更名為PFPS便攜式飛行規劃軟件,并獨立發展。1996年升級到Windows平臺。到目前為止,PFPS能夠支持包含F-22在內的117型飛機,包含核彈在內的40多種機載武器的任務規劃。
(3)美軍戰術任務規劃系統的統型JMPS
隨著計算機技術、網絡技術、通信技術等相關新技術的不斷發展,在多軍兵種聯合作戰的需求推動下,任務規劃系統向開放化、互聯化、集成化和組件化方向發展。美軍在前期各軍種任務規劃系統獨立發展的基礎上,聯合開發新一代航空兵戰術任務規劃系統通用體系架構,并取名為JMPS,目標是建立陸海空三軍戰術層面上的聯合任務規劃平臺。
JMPS由基本運行架構、通用軟件組件、一個基本的任務規劃器,以及與之配對的被稱為專用規劃組件UPC的軟件模型組成。UPCS用于向特別的飛行平臺及武器系統提供獨特的功能。
JMPS的版本發展如下:
(1)1999年諾斯羅普·格魯曼信息技術公司被授權開發JMPS的1.0版本,其框架和通用軟件組件具備適用于基本的飛行規劃能力。NGIT還提供了一個通用軟件組件和一個軟件開發工具箱,以便一些獨立的開發者可以開發針對于特殊飛行器的UPC。
(2)2001年7月,海軍授權NGIT開發JMPS l.l版本。l.l版是第一個投入使用的JMPS版本,該版本增強了JMPS1.0的加密密鑰的支持,全球定位系統星歷支持等功能。該版本也增加了精確制導彈藥的任務規劃能力,允許其任務規劃在網絡服務器環境中實現,支持離線任務規劃。
(3)2003年3月,美國空軍要求為JMPS增加功能,隨之產生了JMPS版本1.2。1.2版使美國空軍具有精確制導彈藥的規劃能力,并使精確制導彈藥的航路與飛航路規劃相連接。并且使JMPS任務規劃系統適用于更多的機型。
(4)2010年到2011年間,JMPS完成完成了包括CH-54直升機在內的八種不同機型的測試。美國空軍計劃將JMPS代替PFPS成為主流的戰術任務規劃系統。
五、從美軍任務規劃系統發展歷程得到的啟示
通過上述美軍主要任務規劃系統的發展歷程,不難發現任務規劃系統的發展是隨著其軟、硬件技術的革新而發展的,科技水平和用戶需求都是動態的,從上述發展歷程中,可以得到啟示如下:
(1)軟件開發應當注重人機交互性。任務規劃系統的用戶是人,是飛行員、任務規劃員、戰場指揮員,軟件在注重強大規劃、作戰使用功能的同時也需要注重使用人員為此投入的成本,應當適當降低使用門檻,增加用戶親和力,在我方進行任務規劃系統的發展中,一定要堅持以人為本的原則,簡化用戶使用界面,增強人機交互性。
(2)注重軍地聯合,激發使用人員自主創新力。用戶是使用者,也是需求的制造者,對作戰使用中現有規劃系統軟件的不足、需求最為了解,要善于抓住此特點,聯系用戶需求,甚至可以將開發方式提供給用戶,讓軟件更符合用戶需求。如美軍在JMPS最初的版本中,NGIT公司提供了通用的軟件組件和軟件開發工具箱供用戶開發特殊飛行器的專用規劃組件,這無疑給了使用者自我滿足需求的條件,也為該公司提供了產品完善的靈感和意見,在我方進行規劃系統相關設計時,相關廠家可邀請具備專業能力素質的用戶進行共同開發,也可以將開發權交給用戶,而廠家進行技術支持保障,加強聯系,下派廠家研究開發人員實地與用戶進行交流、溝通,指導用戶進行開發使用,以更好的滿足用戶需求。
(3)感知戰場態勢,加強應變和實時規劃能力。戰場環境瞬息萬變,一旦延誤了時機,就會耽誤戰機,規劃,是預先對任務進行謀略籌劃,具有一定的局限性和時效性,并不能完全代表任務的實施,一旦任務進行過程中出現特殊情況,導致脫離規劃范圍,倘若沒有合理的應對方式,將會出現不可控的后果和損失,應變能力的強弱與否直接決定著規劃系統能否適應實時變化的戰場環境。要發展貼合實際作戰使用的規劃系統必須使其適應現如今高對抗的戰場環境,需要其系統能夠根據情況變化,自主地進行作戰方案的調穩或重規劃。
(4)增強軟、硬件通用性,提高規劃系統聯合協同能力。現代戰爭,注重體系聯合作戰,多軍兵種聯合、協同作戰的應用廣泛,在設計新型任務規劃系統時,應當充分考慮如何在為所有參與任務的軍種提供通用化的平臺,如美軍的JMPS,正在取代其他規劃系統成為主流使用的規劃系統,正是因為其優秀的通用性,更加符合聯合作戰的趨勢。要發展符合現代體系作戰的規劃系統,就要將多軍種的特點納入系統的服務范圍。
參考文獻
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