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摘 要：武器协同作战是现代军事决策的重要组成部分。武器协同作战系统以网络为中心，在高效协同控制策略的支撑下，将网络中各协同作战单元的资源进行聚合，发挥整体的“涌现性”作战效能，从而获得体系对抗优势。为了适应信息化联合作战发展趋势，研究武器协同作战系统显得尤为必要。
关键词：武器;协同作战;系统研究
1 前言
随着武器装备信息化的发展，为了有效解决单个作战平台出现故障或者战损时无法继续完成作战任务、由于探测角度的限制只能感知局部信息、执行作战任务的成功率低等问题，现代战争已转变成空、天、地、海一体化的信息化联合作战，要求安全、及时和高效的传输、处理战场信息，以使空、天、地、海等多方作战力量能无缝地融合、协调、同步、整体化，从而形成具有快速反应、精确打击和协同作战的掌握战场主动权的综合作战能力的一方。
2 武器协同作战系统的关键技术
武器协同作战系统的关键技术主要包括目标复合跟踪、目标协同定位、武器协同数据链、跨平台武器投放、跨平台武器制导、远程精确打击等关键技术。
2.1 目标复合跟踪
单一的传感器（如雷达）对高机动空中目标的探测是不稳定的，尤其在复杂的战场环境及恶劣的电磁环境下，很难实现对目标连续、稳定、可靠的跟踪。需要通过多部雷达探测数据共享，实现对目标的复合跟踪。
2.2 目标协同定位
敌方的地、海面防空系统对空中作战平台构成了致命的威胁，而单一的探测感知平台难以完成对其实时、连续、稳定、精确的探测、跟踪和瞄准。需要通过多个传感器平台探测感知信息的实时共享和处理，实现对防空雷达和机动平台准确、实时跟踪、瞄准。
2.3 数据链技术
作战平台之间各种目标信息、指挥控制指令、武器引导指令等作战信息的实时传输和交换，都需要使用同一种包含有交换协议和消息标准的数字化信息系统，该系统能根据需要以不同的数据速率及不同的信道传输作战指挥系统的战术信息。典型的数据链技术采用大容量、保密、抗干擾波形等技术，主要完成多个武器平台信息共享、提供武器系统跨平台交联等功能。
2.4 跨平台武器投放
单一作战平台的武器载荷种类和数量有限，战区内各作战平台所处地理位置不同，难以实现综合利用战区内各平台武器资源，根据威胁目标属性优化选择武器资源，实施打击;难以实现一个平台向超出其传感器探测范围以外的威胁发射武器。需要在各平台间武器控制系统以及各平台决策系统间共享武器资源和决策信息。
2.5 跨平台武器引导
为实现精确打击，精确制导武器在空中飞行或巡航阶段，需根据不断变化的目标位置以及飞行误差对制导武器的运动参数进行修正，而发射平台所处位置可能无法顺利完成这一控制过程，此时，处于最佳引导位置的平台需对制导武器进行引导和控制，以获取最佳的打击效果。需通过高速、抗干扰数据网络和分布式协同交战处理能力，实现网络化目标跟踪和跨平台武器引导。
2.6 远程精确打击
当攻击目标处于超视距范围时，平台上所装载的武器系统具有远程攻击能力和最佳的打击效果，但平台上的编制雷达通常不能准确探测敌方威胁目标，因此，无法实施对威胁目标的远程精确打击。需利用高速数据交换网络和分布式协同交战处理功能，实现对威胁目标的联合跟踪和分布式武器控制。
3 武器协同作战应用方式
3.1 同步攻击
在执行压制敌方火力的任务时，为了做到出其不意，攻击时间的选择是很严格的，其目的是使作战武器的生存概率和武器打击有效最大化。攻击时间的选择需要某个作战武器达到指定的目标。例如，可能需要诱饵在指定的时间分散敌人的感知系统，然后多个作战武器同时达到目标地点。这种同步会由于目标和威胁位置的不确定而变得困难。为了同时达到目标地点，对于一个突然出现的威胁，多个武器之间就需要协同重规划。
3.2 协同搜寻与打击
此任务要求武器网络成员寻找并摧毁一个敌方的移动目标。首先由武器网络成员以协同的方式在战区中大范围搜寻目标;一旦发现目标，部分作战武器立即定位目标;最后由多个作战武器以协同攻击的方式向目标攻击。完成此项任务需要作战武器高度协同。
3.3 协同电子干扰
一个作战武器成员只能干扰对方雷达覆盖区的一部分。多个作战武器成员通过协同各自的作战路径和干扰信号可以干扰对方雷达的整个覆盖区。实现协同电子干扰需要研究的问题包括有效的多个作战武器的干扰策略、某个作战武器被击毁或者新威胁出现等变化条件下的协同干扰策略。
3.4 协同感知与侦察
单一的传感器平台使用被动雷达只能提供目标的方位信息，三个或更多的感知探测平台组成协同感知网络，可以通过协同测量，用三角测量的方法定位目标。这种方法不仅可以用于被动传感器提供确定目标位置，还可用把作战武器直接引导目标。为实现协同感知与侦察，需要解决作战武器的位置不确定性、单个武器作战模式设置以及这种任务模式下的作战武器间的协同攻击。
4 战斗机协同作战系统案例
该战斗机协同作战系统由多架战斗机组成协同作战网络，当战斗机协同作战系统中成员作用距离超过100km范围时，选择协同作战系统中合适的战斗机作中继以达到协同作战系统的所有战斗机视距连通性。协同作战系统采用无固定中心、无节点的运行方式，具有较好的抗毁性。本系统惟一的控制中心是基准战斗机，当基准战斗机被毁或不适合再作基准时，要更换基准，可建立完备的基准转移机制。该作战系统作战示意图如图1所示。
图1 战斗机协同作战系统作战示意图
战斗机协同作战系统为每个战斗机提供精确、统一的态势信息，根据统一态势信息和威胁评估信息，形成战斗协同与武器控制策略，最后由协同作战系统中心战斗机发出作战命令进行攻击敌方目标。一旦协同作战系统中心战斗机被击毁，马上选择协同作战系统中另外战斗机作为中心战斗机。
参考文献
[1]王向东，魏蓉，王文杰.基于扩展合同网的多Agent协作研究[J].微电子学与计算机，2008，25（4）：108-112.
[2]吴菊华，吴丽花，甘仞初.基于规范的多agent协同机制研究[J].计算机应用研究，2009，26（5）：1778-1781.
[3]高飞燕.基于扩展合同网的多Agent任务分配机制的研究[D].大连：大连海事大学，2009.
关键词：武器;协同作战;系统研究
1 前言
随着武器装备信息化的发展，为了有效解决单个作战平台出现故障或者战损时无法继续完成作战任务、由于探测角度的限制只能感知局部信息、执行作战任务的成功率低等问题，现代战争已转变成空、天、地、海一体化的信息化联合作战，要求安全、及时和高效的传输、处理战场信息，以使空、天、地、海等多方作战力量能无缝地融合、协调、同步、整体化，从而形成具有快速反应、精确打击和协同作战的掌握战场主动权的综合作战能力的一方。
2 武器协同作战系统的关键技术
武器协同作战系统的关键技术主要包括目标复合跟踪、目标协同定位、武器协同数据链、跨平台武器投放、跨平台武器制导、远程精确打击等关键技术。
2.1 目标复合跟踪
单一的传感器（如雷达）对高机动空中目标的探测是不稳定的，尤其在复杂的战场环境及恶劣的电磁环境下，很难实现对目标连续、稳定、可靠的跟踪。需要通过多部雷达探测数据共享，实现对目标的复合跟踪。
2.2 目标协同定位
敌方的地、海面防空系统对空中作战平台构成了致命的威胁，而单一的探测感知平台难以完成对其实时、连续、稳定、精确的探测、跟踪和瞄准。需要通过多个传感器平台探测感知信息的实时共享和处理，实现对防空雷达和机动平台准确、实时跟踪、瞄准。
2.3 数据链技术
作战平台之间各种目标信息、指挥控制指令、武器引导指令等作战信息的实时传输和交换，都需要使用同一种包含有交换协议和消息标准的数字化信息系统，该系统能根据需要以不同的数据速率及不同的信道传输作战指挥系统的战术信息。典型的数据链技术采用大容量、保密、抗干擾波形等技术，主要完成多个武器平台信息共享、提供武器系统跨平台交联等功能。
2.4 跨平台武器投放
单一作战平台的武器载荷种类和数量有限，战区内各作战平台所处地理位置不同，难以实现综合利用战区内各平台武器资源，根据威胁目标属性优化选择武器资源，实施打击;难以实现一个平台向超出其传感器探测范围以外的威胁发射武器。需要在各平台间武器控制系统以及各平台决策系统间共享武器资源和决策信息。
2.5 跨平台武器引导
为实现精确打击，精确制导武器在空中飞行或巡航阶段，需根据不断变化的目标位置以及飞行误差对制导武器的运动参数进行修正，而发射平台所处位置可能无法顺利完成这一控制过程，此时，处于最佳引导位置的平台需对制导武器进行引导和控制，以获取最佳的打击效果。需通过高速、抗干扰数据网络和分布式协同交战处理能力，实现网络化目标跟踪和跨平台武器引导。
2.6 远程精确打击
当攻击目标处于超视距范围时，平台上所装载的武器系统具有远程攻击能力和最佳的打击效果，但平台上的编制雷达通常不能准确探测敌方威胁目标，因此，无法实施对威胁目标的远程精确打击。需利用高速数据交换网络和分布式协同交战处理功能，实现对威胁目标的联合跟踪和分布式武器控制。
3 武器协同作战应用方式
3.1 同步攻击
在执行压制敌方火力的任务时，为了做到出其不意，攻击时间的选择是很严格的，其目的是使作战武器的生存概率和武器打击有效最大化。攻击时间的选择需要某个作战武器达到指定的目标。例如，可能需要诱饵在指定的时间分散敌人的感知系统，然后多个作战武器同时达到目标地点。这种同步会由于目标和威胁位置的不确定而变得困难。为了同时达到目标地点，对于一个突然出现的威胁，多个武器之间就需要协同重规划。
3.2 协同搜寻与打击
此任务要求武器网络成员寻找并摧毁一个敌方的移动目标。首先由武器网络成员以协同的方式在战区中大范围搜寻目标;一旦发现目标，部分作战武器立即定位目标;最后由多个作战武器以协同攻击的方式向目标攻击。完成此项任务需要作战武器高度协同。
3.3 协同电子干扰
一个作战武器成员只能干扰对方雷达覆盖区的一部分。多个作战武器成员通过协同各自的作战路径和干扰信号可以干扰对方雷达的整个覆盖区。实现协同电子干扰需要研究的问题包括有效的多个作战武器的干扰策略、某个作战武器被击毁或者新威胁出现等变化条件下的协同干扰策略。
3.4 协同感知与侦察
单一的传感器平台使用被动雷达只能提供目标的方位信息，三个或更多的感知探测平台组成协同感知网络，可以通过协同测量，用三角测量的方法定位目标。这种方法不仅可以用于被动传感器提供确定目标位置，还可用把作战武器直接引导目标。为实现协同感知与侦察，需要解决作战武器的位置不确定性、单个武器作战模式设置以及这种任务模式下的作战武器间的协同攻击。
4 战斗机协同作战系统案例
该战斗机协同作战系统由多架战斗机组成协同作战网络，当战斗机协同作战系统中成员作用距离超过100km范围时，选择协同作战系统中合适的战斗机作中继以达到协同作战系统的所有战斗机视距连通性。协同作战系统采用无固定中心、无节点的运行方式，具有较好的抗毁性。本系统惟一的控制中心是基准战斗机，当基准战斗机被毁或不适合再作基准时，要更换基准，可建立完备的基准转移机制。该作战系统作战示意图如图1所示。
图1 战斗机协同作战系统作战示意图
战斗机协同作战系统为每个战斗机提供精确、统一的态势信息，根据统一态势信息和威胁评估信息，形成战斗协同与武器控制策略，最后由协同作战系统中心战斗机发出作战命令进行攻击敌方目标。一旦协同作战系统中心战斗机被击毁，马上选择协同作战系统中另外战斗机作为中心战斗机。
参考文献
[1]王向东，魏蓉，王文杰.基于扩展合同网的多Agent协作研究[J].微电子学与计算机，2008，25（4）：108-112.
[2]吴菊华，吴丽花，甘仞初.基于规范的多agent协同机制研究[J].计算机应用研究，2009，26（5）：1778-1781.
[3]高飞燕.基于扩展合同网的多Agent任务分配机制的研究[D].大连：大连海事大学，2009.