求美军C4KISR最新发展现状和发展趋势
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发布时间：2022-04-28 13:40
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时间：2023-10-10 23:14
鉴于美国防部及其相关研究小组对C4ISR系统在战场上所发挥的显著效果的充分认识，以及美国总统对定位、跟踪和杀伤移动地面目标技术需求的充分肯定，美国防高级研究计划局（DARPA）的信息开发办公室（IXO）将工作重点放在开发支持搜索、精确识别、跟踪和杀伤所要打击目标的各种技术。该办公室认为，要在作战中以高可靠性和低代价来应对敌方目标的隐藏、欺骗和日益增多的特殊目标，美军应将传统的C4ISR过程和杀伤（Kill）过程紧密地结合起来，作为有机统一的C4KISR过程，形成新的作战能力，使美军作战人员无论在信息空间还是传统的作战空间，都拥有比他们的对手更强的机动和打击能力。 一、C4KISR系统的基本内容 1．目的 C4KISR系统的目的不是向作战人员提供过多的信息，而是希望通过对信息的充分利用，使他们掌握应该掌握的信息，正确了解战场态势，并在必要时消灭敌人，使作战任务完成得更快、更准确、更高效，使美军的作战方式和军事思想更符合现代战争的特点，适应未来的发展趋势，加速美军向网络中心战和信息化战争的转变。 2．基本需求 信息开发办公室认为，C4KISR系统依靠对信息的有效利用完成作战任务，它有三个基本需求： 首先，要能发现目标。这一点十分明显，只有在发现目标的情况下实施的打击才是真正的打击。在当前严格的交战规则下，需要对具有特殊意义的目标进行搜寻、精确识别和仔细区分，其原因在于它们经常混杂在大量的、相互邻近的战斗车辆、建筑物以及人群之中。另外，由于现代的作战规则禁止使用大规模杀伤武器和面打击战术，性能更好的传感器及信息利用系统的需求也就应运而生。 其次，指挥控制系统性能要高。如果指挥控制系统的反应速度太慢或者很不精确，那就不能保证对机动性目标的打击杀伤。为了缩短这个时间间隔，信息开发办公室正在寻求一种办法，对作战进行响应性的计划和动态管理，并充分发挥先进的制导、搜索和弹药技术的效能，对目标实施快速、灵活、精确和致命的打击。 最后，要有相关工具。人类已经跨进网络中心战时代的大门，如果没有相关工具就不可能实现对信息的共享。这包括无线通信网络，可对信息按语义进行综合的“从计算机到计算机”的能力，以及人与计算机的协作。 3．系统功能 C4KISR系统具有10项功能：搜索并发现目标、跟踪目标、识别目标、决策、继续识别目标/满足交战规则、打击目标、战斗损伤评估、全球态势预测、计划和控制、基础设施。这些功能的执行都依赖于由传感器、传感器平台、处理中心（信息利用）、指控系统和武器弹药系统组成的网络。这个网络中的资产还可以根据具体情况，自动实时地调整状态，形成许许多多的子网，使网络中的资产得到合理高效的使用。 ①搜索并发现目标 信息开发办公室认为，要具有在任何时间、任何地点、任何环境下搜索任何目标的能力，必须满足以下3个条件：要有大量散布在世界各地的多功能传感器；具有可承载这些传感器的平台；具有可以自动对来自不同传感器的数据进行解释的信息利用系统。 ②跟踪与监视目标 包括两层含义，一是对静止目标的藏匿地点进行监视，二是对移动目标要掌握其行踪。 ③识别目标 自动化（目标识别）系统面临的主要难题是目标使用对抗措施的能力和样式的不断更新。例如，同一个目标在被发现之后，它的特征极有可能马上改变，自动化（目标识别）系统必须具有适应目标变化的能力。 ④决策 快速地判定打击是否符合交战规则（ROE）有助于缩短决策的过程，还必须快速确定是否有一个最靠近目标的武器装备可以利用。在选择武器的时候，必须从整个战局的利益出发，考虑临时从别的区域抽调武器是否合适。 ⑤持续识别/满足交战规则 一旦开始准备对目标实施打击，在发射弹药之前，需要继续对目标进行持续识别，确保不违反交战规则。若违反交战规则，就必须在弹药没有发射之前继续保持跟踪状态，或者取消本次打击，但继续对其跟踪和识别。 ⑥打击目标 在实施对移动目标的打击时，必须能够不断地对弹药打击点进行修正。这项工作可由传感器、经济可承受的武器数据链或自动化智能目标搜索器来完成。另外，它们不但可以发现目标，而且还可以对执行交战规则的情况进行检验。 ⑦战斗损伤评估 必须具有可以在打击结束后立即进行战果评估的能力，这对于作出是否需要再次打击的决策十分关键。以上7个功能段形成一条所谓的“杀伤链”。实际上，C4KISR系统的任务（打击目标）可能不止一个，这些功能在作战空间的不同区域和时域是同时发生作用的，只是作战目标不同。但对于同一个目标，作战顺序是按照以上过程依次执行的。未来的多任务武器系统将使单独的武器平台同时支持多种不同的作战任务成为可能，这就需要具有对所有武器平台进行协调的能力——将探测与打击甚至地面机动同步进行。 ⑧全球态势预测 该功能能够对未来态势作出预测，这就可以保证始终领先于对手，知道他们过去以及现在的行动，推断他们将如何进行组织、打击什么目标，提前作出应对潜在威胁的行动和部署。这样可以对敌方的反制措施作出估计，圈定可能的威胁目标。这是制定真正的基于效果的作战规划时必须考虑的关键因素。 ⑨计划和控制 其目的是通过对传感器、机动以及火力的合理运用控制作战局势，实现作战目标。 ⑩基础设施 基础设施是其他各个功能段发挥作用的基础，是C4KISR系统的基石。它同时具有通信、嵌入式计算和信息分发能力，能够将所有的传感器、信息利用系统、武器系统和指控系统紧紧地联系起来。 二、C4KISR系统的研究现状 为了尽早实现C4KISR系统及其应用，信息开发办公室正在对传感器、传感器信息利用、指挥控制以及信息集成这四个领域进行深入的研究与探索。由于信息开发办公室关注的重点是地面作战，因此将对地面目标的精确打击作为研究的出发点，开发一种可以发现并杀伤地面战场目标的转型技术和系统，全面提升美军的作战能力，达到无论何时、何地都可以对任何类型的地面目标实施打击与杀伤的能力。 1．作战研究 ① 作战等级分类 为了系统地研究对地面目标的精确打击，信息开发办公室按照环境和作战要求的不同，对作战进行了复杂性等级分类。例如，他们认为最简单的情况是使用常规的空对地武器在开阔地带与敌人的集群式装甲兵力进行作战，最复杂的情况是在城市环境下使用高机械化地面部队和自寻的导弹摧毁敌方的防御目标。其他情况包括在复杂的丛林地带使用非常规兵力和大规模杀伤性武器进行的作战。 以作战复杂性等级为参考，信息开发办公室首先研究了在开阔地带对移动目标的打击问题，目前正在研究如何搜寻和摧毁那些企图通过使用树叶、伪装或者其他欺骗手段继续隐藏的目标，此后他们还将研究如何在城市地域打击目标这一富于挑战性的问题。 ②打击目标受制因素 信息开发办公室认为，对地面目标进行打击主要受制于两个比较复杂的因素。第一个因素是敌人。无论下一个可能的敌人是谁，他们毫无疑问地已经注意到美军在科索沃和阿富汗是如何作战的，并已从那里了解了美军的系统和战术的大量弱点。例如，如果关闭雷达，高速反辐射导弹将不能对其实施打击。第二个因素是目标的多样性。现代化的目标，从传统的远程导弹运输—起竖—发射车，再到安装在商用卡车上的武器，都具有多样的外部特征和更广泛的能力。还有，在一些军事行动中，如何对付零散作战人员，也是美军目前仍需面对的问题。 ③对目标实施打击 信息开发办公室开发了一种C4KISR的功能性体系结构框架，用以支持对C4KISR过程十分关键的识别技术的研究。这种功能性体系结构的中心是一个由各种互相协作的C4KISR资产组成的网络。这些资产包括传感器/平台、指挥和控制能力、武器系统和弹药等。无论什么时候，一旦确定了与被探测到的目标进行交战，就可以在合适的时机、合适的位置，对这些网络化的资产进行临时性的最佳组合，对目标实施迅速追踪或打击，完成交战序列。信息开发办公室将传感器/平台的组合划分为5个层次：空间层、高空层、中空层、低空层和地面层。可以对各种平台装配不同的传感器。 2．技术支持研究 技术支持是实现C4KISR系统的基础，没有技术支持C4KISR系统就会成为无源之水、无本之木。目前，信息开发办公室在传感器、信息利用、信息集成以及指挥控制四个领域安排的主要研究项目有29个。各个领域的情况如下： ①传感器领域 研究重点是可随处布设、用以进行目标探测的多频段感知装备（无论其周围环境和隐匿的状态），以及可进行精确目标识别的传感器。包括8个项目：极高频／超高频穿透树叶雷达、多谱段目标识别、建制的地面移动目标指示雷达、高清晰度旋翼机雷达、先进战术目标瞄准技术、无人值守地面传感器、远距离三维激光雷达、近距离三维激光雷达等。 ②信息利用领域 研究重点是在传感器级对多种传感器信息的利用，对移动和固定目标的持续跟踪以及自动化和辅助性目标识别。包括4个项目：经济可承受的移动面目标交战、实时战斗损伤评估、网络化嵌入式软件技术、三维数据利用。 ③信息集成领域 研究重点是多约束的语义信息网络及嵌入式计算。包括9个项目：快速知识生成、传感器信息技术、数字射频标记、战术瞄准网络技术、嵌入式系统项目合成、嵌入式软件的模块化集成、DARPA代理标签语言、先进情报监视和侦察管理、先进后勤规划代理。 ④指挥控制领域 研究重点是战场态势预测和动态计划同步，包括8个项目：未来指挥所、“未来作战系统”的指挥控制系统、活动模板、先进后勤规划、自动化协商小组、嵌入式软件控制、自动化成组控制、动态战术瞄准等。 上述在研项目中有些已得到实际应用并取得显著效果。例如，“活动模板”的研发比较成功，美军利用它已经形成了许多军事指挥专用的规划工具，并已在美军特种作战司令部投入使用。 三、未来将加强研究的领域和关注方向 1．未来将加强研究的领域 信息开发办公室认为，未来需要加强对以下几个领域的研究： ①可以高效地发现目标、虚警率不超过0.01次/平方千米的广域监视传感器和算法。 ②地面移动目标指示雷达。具有探测到隐藏在树叶下慢速移动的车辆和人员的能力。 ③*探测技术。例如超高清晰度的地面移动目标指示器以及合成孔径成像雷达（分辨率小于10厘米），可用于正确、高概率目标识别。 ④远距离（大于10千米）目标识别传感器及信息利用辅助工具。新型传感器及探测模式可以生成前所未有的目标特征和现象。 ⑤半自动及全自动目标识别算法。要有可以将第一时间发现的新目标迅速插入识别算法的能力和按作战能力进行特定目标识别的能力，不能局限于对安排好的，或者经过模拟的目标进行识别。 ⑥用于空中打击和地面作战的战场预测，以及可对传感器、信息利用系统和武器系统进行动态同步的技术。应对以网络为中心的各种网络技术进行研究，如能将整个世界联系起来的通信技术。 2．关注方向 为了加速C4KISR的研究进程及其运用，信息开发办公室特别关注以下几个方面的发展： ①传感器领域：远距离监视；*、多方式探测；树叶穿透移动目标指示器；对零散作战人员的探测和跟踪。 ②信息利用领域：自动目标识别；连续跟踪；自动化装备。 ③信息集成领域：网络中心的实现技术；分布式嵌入计算。 ④指挥控制领域：战场预测；装备的动态同步。 信息开发办公室的目标是建立集成了传感器、情报处理、指挥控制及武器的C4KISR网络，通过这种“无处不在的感知网络”，将确保战场上不会再有无法发现的目标，无论敌方如何机动和部署，总会有一个“适当”的传感器如影随形。并且，恰当的平台和武器已经就位，按照设想对敌方目标进行打击和摧毁
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时间：2023-10-10 23:14
鉴于美国防部及其相关研究小组对C4ISR系统在战场上所发挥的显著效果的充分认识，以及美国总统对定位、跟踪和杀伤移动地面目标技术需求的充分肯定，美国防高级研究计划局（DARPA）的信息开发办公室（IXO）将工作重点放在开发支持搜索、精确识别、跟踪和杀伤所要打击目标的各种技术。该办公室认为，要在作战中以高可靠性和低代价来应对敌方目标的隐藏、欺骗和日益增多的特殊目标，美军应将传统的C4ISR过程和杀伤（Kill）过程紧密地结合起来，作为有机统一的C4KISR过程，形成新的作战能力，使美军作战人员无论在信息空间还是传统的作战空间，都拥有比他们的对手更强的机动和打击能力。 一、C4KISR系统的基本内容 1．目的 C4KISR系统的目的不是向作战人员提供过多的信息，而是希望通过对信息的充分利用，使他们掌握应该掌握的信息，正确了解战场态势，并在必要时消灭敌人，使作战任务完成得更快、更准确、更高效，使美军的作战方式和军事思想更符合现代战争的特点，适应未来的发展趋势，加速美军向网络中心战和信息化战争的转变。 2．基本需求 信息开发办公室认为，C4KISR系统依靠对信息的有效利用完成作战任务，它有三个基本需求： 首先，要能发现目标。这一点十分明显，只有在发现目标的情况下实施的打击才是真正的打击。在当前严格的交战规则下，需要对具有特殊意义的目标进行搜寻、精确识别和仔细区分，其原因在于它们经常混杂在大量的、相互邻近的战斗车辆、建筑物以及人群之中。另外，由于现代的作战规则禁止使用大规模杀伤武器和面打击战术，性能更好的传感器及信息利用系统的需求也就应运而生。 其次，指挥控制系统性能要高。如果指挥控制系统的反应速度太慢或者很不精确，那就不能保证对机动性目标的打击杀伤。为了缩短这个时间间隔，信息开发办公室正在寻求一种办法，对作战进行响应性的计划和动态管理，并充分发挥先进的制导、搜索和弹药技术的效能，对目标实施快速、灵活、精确和致命的打击。 最后，要有相关工具。人类已经跨进网络中心战时代的大门，如果没有相关工具就不可能实现对信息的共享。这包括无线通信网络，可对信息按语义进行综合的“从计算机到计算机”的能力，以及人与计算机的协作。 3．系统功能 C4KISR系统具有10项功能：搜索并发现目标、跟踪目标、识别目标、决策、继续识别目标/满足交战规则、打击目标、战斗损伤评估、全球态势预测、计划和控制、基础设施。这些功能的执行都依赖于由传感器、传感器平台、处理中心（信息利用）、指控系统和武器弹药系统组成的网络。这个网络中的资产还可以根据具体情况，自动实时地调整状态，形成许许多多的子网，使网络中的资产得到合理高效的使用。 ①搜索并发现目标 信息开发办公室认为，要具有在任何时间、任何地点、任何环境下搜索任何目标的能力，必须满足以下3个条件：要有大量散布在世界各地的多功能传感器；具有可承载这些传感器的平台；具有可以自动对来自不同传感器的数据进行解释的信息利用系统。 ②跟踪与监视目标 包括两层含义，一是对静止目标的藏匿地点进行监视，二是对移动目标要掌握其行踪。 ③识别目标 自动化（目标识别）系统面临的主要难题是目标使用对抗措施的能力和样式的不断更新。例如，同一个目标在被发现之后，它的特征极有可能马上改变，自动化（目标识别）系统必须具有适应目标变化的能力。 ④决策 快速地判定打击是否符合交战规则（ROE）有助于缩短决策的过程，还必须快速确定是否有一个最靠近目标的武器装备可以利用。在选择武器的时候，必须从整个战局的利益出发，考虑临时从别的区域抽调武器是否合适。 ⑤持续识别/满足交战规则 一旦开始准备对目标实施打击，在发射弹药之前，需要继续对目标进行持续识别，确保不违反交战规则。若违反交战规则，就必须在弹药没有发射之前继续保持跟踪状态，或者取消本次打击，但继续对其跟踪和识别。 ⑥打击目标 在实施对移动目标的打击时，必须能够不断地对弹药打击点进行修正。这项工作可由传感器、经济可承受的武器数据链或自动化智能目标搜索器来完成。另外，它们不但可以发现目标，而且还可以对执行交战规则的情况进行检验。 ⑦战斗损伤评估 必须具有可以在打击结束后立即进行战果评估的能力，这对于作出是否需要再次打击的决策十分关键。以上7个功能段形成一条所谓的“杀伤链”。实际上，C4KISR系统的任务（打击目标）可能不止一个，这些功能在作战空间的不同区域和时域是同时发生作用的，只是作战目标不同。但对于同一个目标，作战顺序是按照以上过程依次执行的。未来的多任务武器系统将使单独的武器平台同时支持多种不同的作战任务成为可能，这就需要具有对所有武器平台进行协调的能力——将探测与打击甚至地面机动同步进行。 ⑧全球态势预测 该功能能够对未来态势作出预测，这就可以保证始终领先于对手，知道他们过去以及现在的行动，推断他们将如何进行组织、打击什么目标，提前作出应对潜在威胁的行动和部署。这样可以对敌方的反制措施作出估计，圈定可能的威胁目标。这是制定真正的基于效果的作战规划时必须考虑的关键因素。 ⑨计划和控制 其目的是通过对传感器、机动以及火力的合理运用控制作战局势，实现作战目标。 ⑩基础设施 基础设施是其他各个功能段发挥作用的基础，是C4KISR系统的基石。它同时具有通信、嵌入式计算和信息分发能力，能够将所有的传感器、信息利用系统、武器系统和指控系统紧紧地联系起来。 二、C4KISR系统的研究现状 为了尽早实现C4KISR系统及其应用，信息开发办公室正在对传感器、传感器信息利用、指挥控制以及信息集成这四个领域进行深入的研究与探索。由于信息开发办公室关注的重点是地面作战，因此将对地面目标的精确打击作为研究的出发点，开发一种可以发现并杀伤地面战场目标的转型技术和系统，全面提升美军的作战能力，达到无论何时、何地都可以对任何类型的地面目标实施打击与杀伤的能力。 1．作战研究 ① 作战等级分类 为了系统地研究对地面目标的精确打击，信息开发办公室按照环境和作战要求的不同，对作战进行了复杂性等级分类。例如，他们认为最简单的情况是使用常规的空对地武器在开阔地带与敌人的集群式装甲兵力进行作战，最复杂的情况是在城市环境下使用高机械化地面部队和自寻的导弹摧毁敌方的防御目标。其他情况包括在复杂的丛林地带使用非常规兵力和大规模杀伤性武器进行的作战。 以作战复杂性等级为参考，信息开发办公室首先研究了在开阔地带对移动目标的打击问题，目前正在研究如何搜寻和摧毁那些企图通过使用树叶、伪装或者其他欺骗手段继续隐藏的目标，此后他们还将研究如何在城市地域打击目标这一富于挑战性的问题。 ②打击目标受制因素 信息开发办公室认为，对地面目标进行打击主要受制于两个比较复杂的因素。第一个因素是敌人。无论下一个可能的敌人是谁，他们毫无疑问地已经注意到美军在科索沃和阿富汗是如何作战的，并已从那里了解了美军的系统和战术的大量弱点。例如，如果关闭雷达，高速反辐射导弹将不能对其实施打击。第二个因素是目标的多样性。现代化的目标，从传统的远程导弹运输—起竖—发射车，再到安装在商用卡车上的武器，都具有多样的外部特征和更广泛的能力。还有，在一些军事行动中，如何对付零散作战人员，也是美军目前仍需面对的问题。 ③对目标实施打击 信息开发办公室开发了一种C4KISR的功能性体系结构框架，用以支持对C4KISR过程十分关键的识别技术的研究。这种功能性体系结构的中心是一个由各种互相协作的C4KISR资产组成的网络。这些资产包括传感器/平台、指挥和控制能力、武器系统和弹药等。无论什么时候，一旦确定了与被探测到的目标进行交战，就可以在合适的时机、合适的位置，对这些网络化的资产进行临时性的最佳组合，对目标实施迅速追踪或打击，完成交战序列。信息开发办公室将传感器/平台的组合划分为5个层次：空间层、高空层、中空层、低空层和地面层。可以对各种平台装配不同的传感器。 2．技术支持研究 技术支持是实现C4KISR系统的基础，没有技术支持C4KISR系统就会成为无源之水、无本之木。目前，信息开发办公室在传感器、信息利用、信息集成以及指挥控制四个领域安排的主要研究项目有29个。各个领域的情况如下： ①传感器领域 研究重点是可随处布设、用以进行目标探测的多频段感知装备（无论其周围环境和隐匿的状态），以及可进行精确目标识别的传感器。包括8个项目：极高频／超高频穿透树叶雷达、多谱段目标识别、建制的地面移动目标指示雷达、高清晰度旋翼机雷达、先进战术目标瞄准技术、无人值守地面传感器、远距离三维激光雷达、近距离三维激光雷达等。 ②信息利用领域 研究重点是在传感器级对多种传感器信息的利用，对移动和固定目标的持续跟踪以及自动化和辅助性目标识别。包括4个项目：经济可承受的移动面目标交战、实时战斗损伤评估、网络化嵌入式软件技术、三维数据利用。 ③信息集成领域 研究重点是多约束的语义信息网络及嵌入式计算。包括9个项目：快速知识生成、传感器信息技术、数字射频标记、战术瞄准网络技术、嵌入式系统项目合成、嵌入式软件的模块化集成、DARPA代理标签语言、先进情报监视和侦察管理、先进后勤规划代理。 ④指挥控制领域 研究重点是战场态势预测和动态计划同步，包括8个项目：未来指挥所、“未来作战系统”的指挥控制系统、活动模板、先进后勤规划、自动化协商小组、嵌入式软件控制、自动化成组控制、动态战术瞄准等。 上述在研项目中有些已得到实际应用并取得显著效果。例如，“活动模板”的研发比较成功，美军利用它已经形成了许多军事指挥专用的规划工具，并已在美军特种作战司令部投入使用。 三、未来将加强研究的领域和关注方向 1．未来将加强研究的领域 信息开发办公室认为，未来需要加强对以下几个领域的研究： ①可以高效地发现目标、虚警率不超过0.01次/平方千米的广域监视传感器和算法。 ②地面移动目标指示雷达。具有探测到隐藏在树叶下慢速移动的车辆和人员的能力。 ③*探测技术。例如超高清晰度的地面移动目标指示器以及合成孔径成像雷达（分辨率小于10厘米），可用于正确、高概率目标识别。 ④远距离（大于10千米）目标识别传感器及信息利用辅助工具。新型传感器及探测模式可以生成前所未有的目标特征和现象。 ⑤半自动及全自动目标识别算法。要有可以将第一时间发现的新目标迅速插入识别算法的能力和按作战能力进行特定目标识别的能力，不能局限于对安排好的，或者经过模拟的目标进行识别。 ⑥用于空中打击和地面作战的战场预测，以及可对传感器、信息利用系统和武器系统进行动态同步的技术。应对以网络为中心的各种网络技术进行研究，如能将整个世界联系起来的通信技术。 2．关注方向 为了加速C4KISR的研究进程及其运用，信息开发办公室特别关注以下几个方面的发展： ①传感器领域：远距离监视；*、多方式探测；树叶穿透移动目标指示器；对零散作战人员的探测和跟踪。 ②信息利用领域：自动目标识别；连续跟踪；自动化装备。 ③信息集成领域：网络中心的实现技术；分布式嵌入计算。 ④指挥控制领域：战场预测；装备的动态同步。 信息开发办公室的目标是建立集成了传感器、情报处理、指挥控制及武器的C4KISR网络，通过这种“无处不在的感知网络”，将确保战场上不会再有无法发现的目标，无论敌方如何机动和部署，总会有一个“适当”的传感器如影随形。并且，恰当的平台和武器已经就位，按照设想对敌方目标进行打击和摧毁
