摘要：有人/无人机协同是指有人机与无人机作为整体执行一项共同任务所建立的关系，其在军事领域的运用逐渐得到众多国家重视。了解有人/无人机协同运用特点与关键技术，有助于提升对未来有人/无人机机协同运用认识，促进相关技术领域的突破。
关键词：有人/无人机 协同 作战运用
引言
有人/无人机协同是指有人机与无人机作为整体执行一项共同任务所建立的关系，平台间可互操作和共享硬件模块以实现共同作战任务目标。美国防部曾认为第三次“抵消战略”将建立在增加人-机协作与编队作战的基础之上，重要性可见一斑。随着有人/无人机协同不断发展，节点各异性突出，指控手段已无法有效组织与管控作战单元，无人机的行为控制能力也无法应对复杂战场环境，安全性面临严重考验。
1 有人/无人机协同运用特点
有人/无人机协同运用是为了避免有人机与无人机各自能力短板，发挥二者优长。从现有情况看，无人机相对于有人机具备以下一些优点：一是成本低适用范围广；二是使用方便，可长航时飞行，无需考虑疲劳因素制约；三是深入敌后执行危险任务，不受人员心理因素和伤亡影响；四是微型化隐身化利于隐蔽不被发现等。缺点有：一是任务预编程，捕捉战机效率差；二是对通信质量与实时性要求高；三是遇突发情况决策效率低；四是易被干扰捕获等。有人/无人机协同运用可在一定程度上弥补相互间的不足，战场上已得到初步验证，虽然作用发挥有限，但也体现出了诸多特点。
1.1丰富作战手段
在执行高风险任务时，因考虑到人员心理和伤亡因素，手段选择将会极大受限，单一的无人机在面对危险任务的完成效率则又不如有人机，将二者协同运用，问题便能迎刃而解。在伊拉克战争中美军通过使用无人机在伊纵深内执行侦察、搜索等任务，该操作大部分由伴随飞行的预警机内成员完成。无人机用于抵消外围风险，有人机处于安全区域对战场变化实时掌控，并能降低无人机因受干扰造成失控的可能性。有人/无人机协同运用可在复杂环境中替代飞行员完成不可能完成的危险任务，给无人机配备的侦察监视模块能够随时向有人机传递重要信息，无人机平台可清除潜在威胁，武器系统可展开实时打击摧毁，这些能力能够逐渐替代有人机的部分职能作用，从而降低人员的参与数量。随着科学技术的发展，无人机的集成化、小型化不断提升，智能、小型、可操控的无人机将更多地应用到战场，有人/无人机协同作战手段选择也将会更加丰富。
1.2增强作战能力
在空域战场，有人机与无人机的战场组合会起到拓展单一系统作战半径的能力。如美军的忠诚僚机项目，其核心在于利用新技术将现役战机改成无人机，使其作为隐身战机F-35的补充力量，起到能力倍增的作用。无人机可以看作是有人机超出作战半径的延伸力量，能够执行有人机能力区域外的侦察和打击任务，亦能协同有人机完成空中格斗等复杂的战术动作给予敌机重创。该试验可以让我们联想到，F-35在未来战场上遭遇敌机时，操控改装后的F-18无人战机与敌机展开近距离格斗，而由飞行员驾驶的隐身战斗机F-35则可迅速摆脱至安全空域实施战场监控，或与F-18战机协同配合消灭敌机。无人机亦可前出充当诱饵，不用顾虑成本、人员心理等因素影响，配合有人机对重要隐蔽目标实施精确打击，而单一系统则无法实现这一能力，或者可能会造成不可估量的损失。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆有人机控制无人机的数量和能力在不断提升，一人操控多个无人作战单元将会进一步提升有人/无人机协同作战能力。
1.3降低伤亡风险
有人/无人机协同作为一个有机整体，系统可配属侦察单元、干扰单元、火力打击单元等，根据战场需要将不同功能的单元组合成一个整体执行战斗任务，无需通过远距离呼叫支援便可实现多种能力，加上有人机对无人机的近距离操控，实时性、准确性远远大于远距离的遥控指挥，这将更利于执行环境多变复杂的任务，从而降低不必要的伤亡风险。如今，战场上与敌正面交锋依然面临很大的伤亡危险，通过无人机扫清身前的障碍，能够减少人员的参与和伤亡概率。
2 有人无人机协同关键技术
有人/无人机协同运用的核心在于充分发挥各自平台的优势，在复杂战场环境中相互协调配合共同完成同一作战任务，不仅在战术动作上实现难，在关键技术上还需更多的积累与突破，方能确保在战场上持续稳定的战斗力。
2.1协同态势感知
有人/无人机协同态势感知是指通过各自平台传感器获取信息，然后进行分析识、评估筛选出有用信息，并做出态势预判。目前存在的态势感知方法有基于性能、主观以及问卷式方法，这些方法都难以运用于有人/无人机协同态势评估。一种直接基于态势感知全球评估技术的询问式方法,可以在复制战场环境中具有较高准确性和实时性，未来需要加以验证。
2.2协同航路规划
有人/无人机协同航路规划是指根据任务规划各平台飞行路径，该技术最核心的内容是航路规划算法，算法直接决定了路线选择的好坏。经典算法有非线性规划法、最优控制法、梯度法等。遗传算法与模拟退火法可以防止局部最优，目前的应用较为广泛。协同航路规划主要需解决大量路径信息与全局优化之间的矛盾，合理高效的航路规划能够减少系统消耗，有助于提升作战效能。
2.3协同任务分配
有人/无人机协同任务分配是指根据各自平台能力与状态，将不同威胁程度目标合理分派给各个平台，实现有人机与无人机的整体作战效能最大化，消耗的资源与付出的代价降为最低。协同任务分配是一个能力优化问题，目前研究方法很多，如动态网络流、遗传算法、蚁群算法等。合同网算法采用基于投标、竞争的机制，具有通信占用少，鲁棒性好的优点。目前需要设计出合理的决策知识体系和智能表征模式，以及分布式协调任务分配与指挥机制，用以提高有人/无人机快速决策与合理分配能力。
2.4合作行为控制
无人机的自主行为控制能力愈发强大，有人机与无人机之间的控制关系便会从简单低效的主从式协同变为复杂高效的合作式协同。无人机的行为既需 与控制人员的行为配合，又需要保持适度的自主性，能在二者之间进行权衡。引入辅助决策系统可以减少指挥员繁重的任务负担，通过借助智能化手段减轻有人机驾驶员处理各类信息的工作量，合理制定行动方案，实时规划最优路径等供飞行员选择，该技术需快速融合与处理战场海量信息，为战术行动提供建议，有助于提升有人/无人机间的合作行为效率。需要解决指控系统体系结构优化设计，以及抗毁性和动态可重构架构设计等基础问题。结束语
有人/无人机协同具有广阔的应用前景，对其关键技术进行深入研究具有十分重要的现实意义，为未来发展及实际运用都具有一定的参考价值。
参考文献
【1】《2013-2038年无人系统综合路线图》【R】.美国国防部，2013
【2】陈菊红.美军有人/无人机协同作战发展动向及启示【J】.世界空军装备动态,2015,(33):5-10
【3】马向玲等.有人/无人机协同作战关键技术【J】.火力与指挥控制，2012,1（1）：78-81
论文作者:汪立志, 肖洋, 任浩
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/24
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