联合作战共用战场态势图的构建*

陈建林，巴宏欣，朱孟平，沈平林

(1.空军指挥学院，北京 100097;2.解放军理工大学通信工程学院，江苏 南京 210017)

现代战场上，多军兵种联合作战和多兵种合同作战中，为完成某一作战任务，一般需要多个作战单元协同完成。这就要求遂行同一作战任务的各作战单元所面对相关态势信息必须保持一致，包括对相关态势的感知、理解和预测一致性，这是达成协同计划一致和协同行动同步的关键，为了适应联合作战对态势一致性的需求，需要构建联合作战共用战场态势图系统，将陆、海、空、天、电、网六维战场空间内的 ISR、火力、后勤、机动等信息融合为一个有机整体，为有效实施指挥与控制、作战辅助决策、实时部署兵力等提供高效可视化信息平台，为军队各级联合作战指挥员和作战人员遂行一体化联合作战提供先进、高效的作战指挥手段，实现战场态势共享和一致性理解、作战意图实时共享、战略战役协同筹划决策、作战部队高效协同与同步、作战平台网络化协同指挥控制以及多武器系统联合或合成火力打击，形成信息优势和决策优势，最终达成火力打击优势和体系作战优势。

1 共用战场态势图层次、要素和功能

1.1 构建层次

按照国家、战区/方向以及参战部队不同级别的指挥机构和指挥员的作战应用需求，需构建如下三个层次的战场态势图:1)战略/战役级共用战场态势图(简称“战略/战役级态势图”);2)战术级共用战场态势图(简称“战术级态势图”);3)武器级共用战场态势图(简称“武器级态势图”)。分别为战略战役筹划、战术指挥控制和火力打击三个层次的作战应用服务。如图1所示。“共用”的含义，是指遂行同一作战任务的两个以上作战单元所共同关心的战场态势(及生成该战场态势的数据)是相同的。图1中，武器级态势图是由SIAP、SISP和SIGP组成。其中，SIAP为单一合成空情图(Single Integrated Air Picture)，SISP为单一合成海情图(Single Integrated Sea Picture)，SIGP为单一合成陆情图(Single Integrated Ground Picture)。

战略/战役级态势图主要服务于国家、战区/方向指挥中心，用于战场态势感知和共享、战略战役筹划与决策、部队协同，为作战方案制定、规划和计划生成提供态势服务视图，其应用跨越了战略和战役两个层次。

应用于战术层次的共用战场态势图按其支持功能分为战术级态势图和武器级态势图两个层次。其中战术级态势图为参战各部队指挥所的作战行动、协同任务以及计划的制定和战术指挥控制提供态势服务视图，用于部队的战术指挥控制。武器级态势图是为联合或合成火力打击控制与目标跟踪提供的局部战场空间视图，用于武器级控制，它是实现目标网络瞄准、复合跟踪、接力制导，达成多武器平台火力协同打击的基础。

图1 共用战场态势图体系及其应用层次

这三级态势图是从用户的应用需求出发来划分的，三种态势图的主要差别在于作战应用层次、作战区域、态势的粒度以及态势要素的种类和类型、数据的实时性和精度等方面的不同。即使是同一层次的态势图，因服务对象不同，其粒度、作战区域、要素等也存在差异。如服务于国家级的战场态势图，与服务于战役方向的战场态势图相比，后者更接近战术级态势图。

1.2 构成要素

1)战略/战役级态势图的构成要素

战略/战役级态势图服务于战略/战役筹划，主要描绘战场当前的部署和态势，其所包含的主要态势要素有:①敌、我、友、中立方的空中、空间、地面、水面、水下(如能获取)等战场空间目标的位置、状态和属性信息;②敌、我、友、中立方的空中、空间、地面、水面、水下(如能获取)等战场空间目标的机动预测、轨迹估计等信息;③ 所有可能影响敌、我、友、中立方的兵力部署的战场环境信息(如气象、海洋、地理、水文、电磁环境等信息);④兵力部署和规划等(如作战区域、兵力部署、作战计划、航迹规划等);⑤其它扩展内容。

2)战术级态势图的构成要素

战术级态势图服务于战术层次实时指挥控制，其态势要素更注重实时信息、动态信息。战术级态势图中的态势信息是构建更高层次(如战略级/战役级)共用战场态势图的重要数据来源。战术级态势图所含态势要素主要包括:①实时、近实时、非实时的敌、我、友、中立方的战场目标和环境数据;② 我、友方实时的作战方案和计划部署等，敌方可能的作战企图、作战方案和计划部署等;③共用战术数据库等。

3)武器级态势图的构成要素

武器级态势图是面向武器控制级应用的共用战场态势图，是专为联合或合成火力打击控制与目标跟踪提供的局部战场空间视图，其要素构成主要包含相应局部战场空间的各类打击目标、火力单元和环境参数等。

武器级态势图的态势要素以战场空间中的动态目标为主，依空间和打击目标不同，可以划分为单一合成空情图、单一合成太空图、单一合成陆情图、单一合成海情图、单一合成海底图［1］等。

1.3 主要功能

1)战术级态势图的主要功能

战场信息收集 接收作战部队/作战平台上报的武器级态势图的数据;典型的传感器实时或准实时的数据自动接收;己方作战平台回传的GPS/北斗系统定位数据;己方作战平台回传的数据链信息;情报节点筛选后上传的数据;人工输入的态势报告等。

数据处理与管理 对多源信息融合处理后的战场目标信息进行坐标转换;战场目标的轨迹关联和融合处理;战场目标和轨迹数据管理，可为每个目标的历史轨迹存档，随时可提取某个时刻的轨迹信息;战场态势目标信息图层的制作与军标显示等。

态势图的显示 不同的应用系统为战术级态势图提供关于战场不同侧面的信息，战术级态势图以图层的方式将其联系在一起，用特定的符号显示在地图上;地图的更新、加载、删除及二维和三维显示等。

态势图的分发 向下属按需分发态势图;向使用该态势图的上级指挥中心、协同和支援单位报送态势图;向责任区外的友邻部队按需提供态势图;向使用该态势图的军兵种按需提供态势图等。

数据交换 战术级级态势图为系统提供信息输入输出机制;访问外部数据库的接口;与其它战术级态势图系统进行数据同步，以共享/接收其它系统的信息。战术级态势图中的通信模块必须具有适应性、兼容性和多通道性，能够接收来自雷达、声纳、卫星、操作人员等的自动或人工输入数据，以及其它信息采集系统的数据。

为辅助决策提供支撑 战术级态势图能够为指挥员的作战指挥决策提供辅助工具，包括目标航迹运动分析预测，在数据地图上叠加决策所需要的覆盖图层，如重要地区、边界、禁区、恶劣气象区域、传感器探测侦察范围、敌我双方火力覆盖范围等。

2)战略/战役级态势图的主要功能

战略/战役级态势图可提供大区域的战场综合态势，其主要功能与分类战术级态势图类似，只是在具体功能应用上更侧重于为战略/战役筹划服务，其数据的实时性和精度要求低于战术级态势图。

3)武器级态势图的主要功能

武器级态势图是面向某一作战空间作战应用的多源探测和侦察信息的融合图，它主要提供融合后的目标状态和属性参数。以单一合成空情图SIAP为例，它对作战区域内所有空中目标进行融合处理，生成多级多类指挥机构和多种武器系统所共用的、连续的、清晰的、实时的空中目标航迹图。其功能主要包括［2］:①在各个单元之间接收和传递传感器关联量测报告等;②协同处理关联量测报告，产生单一合成空中航迹图;③对航迹图中的每个空中目标，协同确定其身份属性。

2 联合作战共用战场态势图生成过程

战术级态势图和战略/战役级态势图生成过程，如图2所示。战术级态势图是生成战略/战役级态势图的基础。

图2 共用战场态势图生成过程

战术级处理中心对所获得的各种数据源的数据分两步进行处理:1)首先，在“数据融合中心”将这些数据进行数据融合，得到融合后的战场目标信息，送至“战术级态势图生成、管理与传输系统”;2)由“战术级态势图、管理与传输系统”对融合后的战场目标轨迹进行管理，包括添加、删除、合并轨迹、轨迹关联/去关联、编辑/更新轨迹等，然后融入本级指挥员的规划和意图等，构成了作战图叠加层，生成战术级态势图;最后将本地的战术级态势图数据传输到战略/战役级融合中心。

战略/战役级处理中心将来自多个战术级处理中心的战术级态势图数据和其它数据源的补充数据融合在一起，通过筛选、消除冗余和错误、情报融合与综合印证等，再进行裁剪过滤，同指挥员的规划、意图等一起，生成本级的战略/战役级态势图。

3 联合作战共用战场态势图建设对策建议

联合作战共用战场态势图的建设和发展必须满足未来联合作战的作战需求、适应作战任务的变化和作战空间的拓展，在目前现有态势图系统建设的基础上，要加强立体的战场感知网络的建设、加强地理空间情报建设、大力开展构建态势图的关键技术研究、构建统一的、分布式的共用态势数据库，并实现共用战场态势图与指控系统的综合集成、与传感器系统和武器系统交链，使各级指挥员能够通过共用战场态势图实现对战场态势的共享和一致性理解、实现对参战部队和作战平台的协同指挥控制、实现武器系统对战场目标的协同火力分配和精确打击。

1)加强立体的战场感知网络建设

联合作战共用战场态势图需要涵盖的信息空间范围包括陆、海、空、天、电、网六维战场空间，信息内容也扩大到包含兵力、火力、ISR(情报、监视与侦察)、后勤、机动等各类，才能生成战区以上完整的战场态势图，满足多军兵种联合作战的需求和未来的“空海一体战”、“走向深蓝”、“超视距远距离精确打击”等作战任务的需求。

目前，军队战场态势图系统建设走在前列的是空军情报融合系统的建设，可实现多元情报的实时融合，提供大区域战场态势。但还存在一定的不足，如主要使用陆基和海基平台的传感器数据;情报信息源的种类和类型还不够丰富;尚未实现各类情报源数据的自动智能印证和融合等［2］。因此，需要从目前主要依靠陆基、海基平台传感器信息源，扩展到大量使用天基、空基平台的传感器信息源，形成陆、海、空、天立体的战场感知网络;不仅实现多雷达情报自动融合，还要实现多频段、多介质，如雷达、光电、红外、SAR等多类信息源信息的自动、高效融合，以及与中长期情报的自动、智能融合。

2)加强地理空间情报建设

地理空间情报是融合地理信息系统、图像情报、传感器情报等于一体的新兴情报科学。地理空间情报是为描述、评估和直观显示地球上的天然地物和与地理相关的活动而对图像和地理空间信息进行开发和分析的结果，它由图像、图像情报和地理空间信息组成［3］。标准地理空间情报产品由光电、雷达、红外和多谱段遥感数据生成。

地理空间情报是共用战场态势图的主要数据源之一，也是共用战场态势图的信息融合与集成的基础框架，并为共用战场态势图提供了可视化工具和分析工具。因此，要加强地理空间情报的建设，包括制定地理空间数据、影像数据及相关的地理空间技术标准等;提高其基于Web的互操作能力;采用以网络为中心、面向服务的体系结构(SOA)，提高可扩展可重用能力;加强集成与融合服务能力、空间分析服务能力等;在标准地理空间产品上增加3D可视化能力以及加入时间和运动要素的4D能力等。

3)大力开展构建共用战场态势图的关键技术研究

多源信息融合技术是生成共用战场态势图的关键基础技术之一。针对军队的信息融合技术水平现状和未来的作战需求，应大力开展以下技术的研究:隐身目标、弱信号、低空目标的检测、发现、识别和跟踪技术;高速目标、大机动目标、空间弹道等目标的跟踪与识别技术;电子对抗干扰环境下，弱信号检测、真假目标识别和早期预警技术;多类差异信息柔性融合技术;图像目标特征的融合增强与提取技术;多介质信息融合目标多级识别技术;态势估计与威胁估计智能化技术;运动平台探测系统配准技术;雷达、红外、光电、技侦、SAR、电子侦察情报、人工情报等不同频段、介质、粒度、信息形态的情报的自动融合方法等。此外，全源信息的完整性和一致性管理技术也是生成共用战场态势图的重难点问题，包括航迹数据的自动传输和同步、站点间实时/近实时的数据交换技术等［2］。其它的关键技术还包括战场态势元数据建模技术、基于Web的态势显示技术［4］、态势信息的综合与可视化、态势信息的定制与互操作等。

4)构建统一的、分布式共用态势数据库

共用战场态势图系统是一个分布式的数据处理和交换环境，需要通过开发一个一致的共用态势数据库，使用通用的数据框架和设施，来跨组织地共享数据。

共用战场态势图所涵盖的数据包括:战场地理空间数据，战场探测和侦察传感器的情报数据，气象水文数据，武器装备数据，后勤保障数据，兵力动员数据，作战规划数据，战场兵力部署数据，信息融合后的战场目标状态、属性和航迹数据等多种数据内容。数据的格式包含图形、图像、文本、数据等各种类型，既有静态的、也有动态的，既有长期的基础数据，如战场地理空间数据、武器装备数据等，也有战时的临时数据，如战场时敏目标的航迹数据等。因此首先需要加强各种数据的标准化建设;在建设共用战场态势图的数据标准的基础上，开展共用态势数据库建设。

［1］赵宗贵，李君灵，王珂，等.共用作战图现状与发展趋势［J］.中国电子科学院研究院学报，2008，3(4):384-392.

［2］何佳洲.战场态势图互操作性及其关键技术分析［J］.指挥控制与仿真，2010，32(1):1-7.

［3］何江，陈育谦.基于统一地理空间情报数据模型的测绘保障［J］.指挥信息系统与技术，2010，3(1):50-53.

［4］张永红.基于Web的态势标绘及其应用技术研究［J］.中国电子科学院研究院学报，2009，4(1):45-49.