无人化联合战术跨域协同及规划能力发展2023.docx

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1、无人化联合战术跨域协同及规划能力发展2023目录编者按21 .序言22 .无人化联合战术跨域协同概念及发展现状42.1.概念内涵42.2.与同域协同的比较52.3.国内外发展现状72. 3.1.国外系统集成与能力脸证73. 3.2.国内发展现状83.跨域协同：无人系统技术发展和应用新趋势83. 1.概述83. 2.国外技术发展介绍93. 2.1.国外无人系统发展规划中的跨域协同93. 2.2.国外无人系统跨域协同进展综述IO3. 2.2.1.比赛竞技型项目IO3. 2.2.1.1,欧盟：euRath1on挑战赛103. 2.2.1.2,美国：地下挑战赛(SUbteITaneanCha11eng

2、e)113. 2.2.2.探索研究型项目113. 2.2.2.1,美国：MARS2023项目123. 2.2.2.2.法国：Action项目124. 2.2.2.3,德国：空地协作无人系统133. 2.2.3.应用驱动型项目133. 2.2.3.1.美国：圣迭戈SPAWAR中心144. 2.2.3.2,欧盟：SHERPA项目143. 2.2.3.3.葡萄牙：ROBOSAMP1ER项目154. 2.2.3.4.美国：CDMaST跨域海上监视和瞄准163. 2.2.3.5.美国：OFFSET进攻性蜂群战术174. 2.2.3.6.欧盟：OCEAN2023无人海上态势感知183. 3.核心问题和技术

3、体系193. 3.1.跨域协同核心问题193. 3.2.跨域协同技术体系203. 4.国内典型案例分析224. 5.小结264.跨域协同规划能力分析与需求探讨264. 1.跨域协同规划能力缺口264. 2.规划能力发展思路274. 2.1.瞄准扁平化作战指挥，探索指挥作战授权分级和规划功能分级裁剪机制274. 2.2.瞄准去中心化组织形态，形成跨军种多域分布式和交互式任务规划能力284. 2.3.瞄准对抗和竞争环境，重点突破弹性同步规划与评估等关键技术285. 2.4.瞄准作战单元小型化，释放联合战术行动执行末端的自主与协同潜能285.结语29编者按为提升无人系统之间跨域协同水平，从现代战争中

4、大量运用无人机遂行空中情报支援、引导地面打击与目标校射、目标毁伤评估任务等实战案例出发，探讨了无人系统支持下的联合战术跨域协同能力发展。以美军无人系统发展为参考，阐述了无人化联合战术跨域协同的概念与内涵；以美军两个MQ-9中队同步打击案例为分析对象，多角度系统性比较了跨域协同与同域协同之间的异同；重点从系统集成与能力验证角度调研了国内外相关发展现状，并简要对比国内外差距；结合传统作战指挥与筹划的特点，分析跨域协同作战指挥与规划能力的缺口；从指挥架构、组织形态、关键技术等方面，深入探讨跨域协同对于发展规划能力的主要思路。1 .序言装备、系统的跨领域应用并不是全新的概念，而是自古存在的现象，其发展

5、大致可分为早期萌芽、应用驱动、理念成熟和无人时代四个阶段。早期萌芽：在人类文明数千年的发展历史中，几乎同时具备了对地面平台和装备的驾驭记录，并广泛用于人类的日常生活、生产和军事等各个方面。19世纪初，人类发明了现代飞行器后，终于实现了驾驭空中平台和装备翱翔天空的理想。与此同时，跨域协同的概念就开始萌芽：第一次世界大战中，飞行器广泛用于侦察、通信、炮校等辅助性任务，为地面部队提供支援和保障，成为空地跨域协同的较早案例。再往前追溯，人类利用孔明灯、热气球等来为地面人员传输信息和物资等活动也同样表明了人类“将可利用空间从地面二维扩展到空间三维以提供更多便利和启发更多能力”的朴素思想，这虽然谈不上严格

6、意义上的跨域协同，但不可否认地成为现代跨域协同思想的萌芽和雏形。应用驱动：随着现代化装备技术的高速发展，跨域应用的案例屡见不鲜，典型代表就是马航搜索事件。在马航MH370航班搜索事件中，世界各国大量利用太空、空中、水面、水下等装备开展搜索工作，这场历时数年的大搜索创造了多项纪录，其中之一就是利用破纪录数量的跨域平台开展工作。据不完全统计，在灾难后的9天内（即截至到2014年3月17日），已经有来自26个国家和地区的40艘舰船、超过58架飞机参与搜索，覆盖范围超过78万km2。这一创历史纪录的搜索活动虽以失败告终，但其无疑在人类历史上留下了联合使用陆海空天跨域装备的浓重一笔。理念成熟：严格来讲，

7、马航搜索并不能称为严格意义上的跨域协作，因为各个国家的各型装备之间的协同方式并不紧密，甚至因各救援力量无法通过互联协作统一行动而难称为协同。但在同一时期，军事领域中的跨域协同概念已经清晰并日趋成熟：2012年1月17日，美军正式颁布联合作战介入概念，其中就明确提出了跨域协同的作战思想。随后，美军颁布的美国陆军和海军陆战队的跨军种概念：实现并维持进入联合作战顶层概念：2023年联合部队海空一体战：军种协作应对反进入和区域拒止挑战等一系列文件，对跨域协同作战思想进行了扩充，明确了跨域协同的基本内涵：在不同领域互补性地而不是简单叠加性运用多种能力，使各领域之间互补增效，从而在多领域建立优势，获得完成

8、任务所需要的行动自由。无人时代：近年来，无人系统技术的快速壮大为跨域协同发展带来了更多活力。这是因为相对于有人装备，无人系统具有两方面无可比拟的优势：一是无人系统多样化发展的特征明显，极大地丰富了协同模式并为功能提升带来了更多可能性；二是无人系统的低成本优势明显，为跨域协同应用从军事走向民用奠定了坚实基础。自此，跨域协同思想具备了蓬勃发展的基本土壤，在过去的十多年间得到快速发展。综上所述，本文的无人系统跨域协同是指陆、海、空、天等可在不同空间域内运行的、具有显著功能差异性的多台套无人系统组成有机整体，其相互间可通过信息共享与融合、行为交互与协调、任务协同与合作实现功能互补、能效倍增，从而提升面

9、对复杂环境和使命的应对能力。跨域协同与传统的多机协同和当前的集群协同等概念也存在明显的差异，是无人系统应用和技术发展的新趋势。应用层面，海、陆、空、天无人系统之间的跨域互联与协同合作有利于充分发挥异构平台的功能冗余性和能力互补性，实现各要素单元的一体化运用，从而达到效果互用、效能增强的综合目的，同时跨域协同也有利于推动无人系统应用新模态的涌现，从而进一步推动无人系统在各领域发挥全新作用；技术层面，协同是无人系统自主性技术的高级阶段，万物互联是可改变世界的潜力技术，加之被寄予厚望的集群技术，共同构成了跨域协同的技术内涵，其与人工智能、信息技术等学科的交叉融合，有望显著推动无人系统整体技术的发展与

10、提升。在近年来的军事冲突中，运用无人机进行持续空中情报支援、引导地面打击与目标校射、目标毁伤评估并引导补充打击的场景愈发普遍，这是一种典型的无人装备支持下的跨域协同作战。事实上，早在20世纪80年代初，美军为应对苏联坦克集群在欧洲平原给北约造成的巨大威胁，就已经实施了空军与陆军协同作战的作战样式。2012年，美军酝酿并颁布联合作战介入概念，提出跨域协同的作战概念，随后在美国陆军和海军陆战队的跨军种概念：实现并维持介入联合作战顶层概念：联合部队2023海空一体战：协作应对反介入与区域拒止挑战等文件中进一步深化和拓展了跨域协同的作战理念。跨域协同是指在不同作战域（海、陆、空、天、电、网等）间互为补

11、充地运用多种能力，而非简单地叠加这些能力，从而提升各个作战域之间的作战效能并建立非对称性优势，获得完成任务所依赖的行动自由。近年来，跨域协同逐渐成为美军开发新作战概念、设计武器装备、发展和推动部队建设的新目标。跨域协同不仅拓展了联合作战领域，促使指控、情报、火力、防御等功能发挥最大效能，还可以将联合作战从战略战役层延伸至战术层，打破军种界限，实现多条战线同时机动部署展开，以适应强对抗条件下高节奏、快速、灵活的联合作战行动。当前，在以无人机为代表的无人系统支持下，美军将无人系统融入作战体系，广泛采用无人装备支持下的联合战术跨域协同作战样式。本文从现代战争中的实战案例出发，探讨了无人系统支持下的联

12、合战术跨域协同能力发展。2 .无人化联合战术跨域协同概念及发展现状2.1.概念内涵随着美军跨域作战概念的不断发展，作为较早关注跨域协同技术发展与应用的美军作战相关文件之一，“美军无人系统综合路线图”持续推进无人系统体系化、智能化、协同化发展，持续关注海陆空无人系统自主协作技术。自2007年起，美国国防部基本上每隔两年就推出一版无人系统综合路线图，每一版的封面都隐含了无人系统跨域协同的场景及其发展进程。2007年版的封面呈现的是海陆空无人系统独立作业的画面；在2009年版和2011年版的封面中，跨域无人系统共同出现在同一个场景中；2013年版封面则首次出现协同的场景；2017年版封而显现出网络化

13、协同场景。这些无不表明美军对于跨域协同在不同时期的理解和重视程度。除了封面，美军在无人系统综合路线图正文里也多处提及发展无人系统跨域协同。例如：在2007年版路线图中，提出发展互操作能力的五个方面需求，其一就是跨域协同互操作能力，意在推动美国陆军的未来战斗系统实现地面无人平台与无人机的协同；在2009年版路线图中，指出无人系统可为其联合作战部队提供更为灵活的战术选择；在2011年版路线图中，将互操作视为美军当时所面临的七大主要挑战之一，并将跨域互操作作为首要互操作能力需求；在2013年版路线图中，提供了包括军事封锁与侦察、近海管道威胁防卫、国土基础设施保护等任务在内的多个关于跨域协同的作战想定

14、，深入阐明了跨域协同技术所面临的变革性影响；2017年版及其之后的版本则将无人系统与有人系统组成跨域协同作战体系视为发展趋势，强调对于统一的软硬件架构的需求。无人系统支持下联合战术跨域协同概念如图1所示。大量无人系统投入战场加速跨域协同向战术级延伸，使联合战术跨域协同变得更加便捷、灵活、高效，海、陆、空、天、电、网等不同作战域无人系统深度融入情报链、打击链和指控链。无人系统支持下联合战术跨域协同的基本概念为：以空地协同、海空协同、水面水下协同等跨域协同样式，为联合作战体系提供情报支援、目标引导、火力校射、毁伤效果评估等战术协同能力。无人装备对跨域协同产生了重要影响和效益：无人装备融入作战体系情

15、报链、指挥链、打击链，替代有人系统承担枯燥、危险、恶劣等类型的任务；平时作为网络中的分布式任务节点，为作战体系提供广域且实时的联通能力，扩大情报侦察监视的优势；战时则遂行目标定位、通信中继、战损评估等任务，提升分布式打击能力，适应动态变化的任务需求。近年来，在无人领域，蜂群、忠诚僚机等新的无人作战概念不断涌现，它们有望拓宽战术协同能力边界，推动无人装备率先实现跨域协同，形成示范效应，带动更多智能化装备纳入跨域协同作战体系。2.2.与同域协同的比较同域协同的效能发挥可以是凭借具有协同能力的独立武器系统，但更多的是体现在现有装备之上增加协同功能，以发挥装备之间的编组效能。在美军两个MQ9无人机中队

16、同步打击敌营地案例中，美军4架MQ-9无人机打击一个地处偏远的训练设施，该设施位于一个谷底只有4.57m宽的深谷中。对方作战人员被分开部署在营地A和营地B,两个营地相距35km。为了达到出其不意的效果，必须同步打击两个营地。4架无人机分为两个中队，1至3号机隶属一中队，4号机属于二中队，它们一共装备了2枚227kg的GBU-12激光制导炸弹和16枚“地狱火”导弹。4架无人机实施同步打击的步骤如下：(1)一中队操作员以编队模式进行作战任务规划和指挥，并在任务规划阶段将二中队4号机纳入其作战计划。(2)1、4号机用227kg的炸弹对营地A发动攻击，同时1号机通过地面站向2、3号机发送估计命中时间，2、3号机据此信息用4枚“地狱火”导