地面无人作战系统发展动态及趋势研究

卢莉娜+++胡隽+++蔡小艳

摘 要：地面无人作战系统是一种涉及机器人、车辆、机械、通信、自动控制、人工智能、定位导航、计算机等多种学科与技术的新型武器。地面无人作战系统正在越来越多地走向战场。地面无人作战平台以其减少人员伤亡、执行特种作战任务的超群能力，正越来越多地受到军方的青睐。未来地面无人作战系统将具有更强的任务执行能力和更好的环境适应能力。

关键词：地面无人作战系统 技术应用 发展动态

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在未来战争中，人们预测无人机与有人飞机将占据同样重要的作战地位，在硝烟弥漫的天空中并肩作战。当我们将目光从天空返回地面时会发现，地面无人作战系统正在协助士兵在不断变化的战斗空间探测敌人，开拓视野，在避免人员损伤的同时执行侦察、核生化武器探测、突破障碍、反击狙击手和直接射杀等任务，从而提高作战人员的生命力、灵活性和战斗力。

一、地面无人作战系统的组成及军事需求

（一）地面无人作战系统的组成

地面无人作战系统是由无人作战平台、任务载荷、指挥控制系统，以及空—天—地信息网络组成的综合化作战系统，是武器装备机械化和信息化相结合的产物，能够为步兵提供急需的战场感知能力和多样化打击手段，增强步兵的战斗力和战场生存能力。系统通常采用开放式体系、模块化结构设计，各分系统在结构上相互独立，方便调试、升级和更换，并根据作战需求可以选装不同的武器载荷或侦察载荷。操控终端和作战平台之间采用无线方式通信，图像和数据分别采用不同的通道。作战平台内部及各分系统间采用总线通信模式，有利于模块增减和功能扩展。平台分系统和载荷分系统之间采用方便拆卸的机械和电气接口，有利于不同功能任务载荷的整体更换或升级。同时作为人体感觉器官（ 耳、目等）和行为器官（ 四肢等）的延伸与扩展，地面无人作战系统可在人不能到达的地域里、在人体不能承受的条件下，执行步兵所要完成的作战任务，如抵近战术侦察、目标定位、效果评估、火力引导，或是敌火下的火力支援压制、伴随保障以及突防攻击等。20世纪以来，西方军事强国对地面无人作战系统的研究愈加重视，尤其是进入新世纪以来，便携式无人装备、伴随型无人装备、武装化无人装备成为发展热点。

（二）军事需求及技术特点

地面无人作战系统作为具有侦察、运输、搜救以及火力打击等功能的执行军事任务的系统，是无人作战平台家族的重要成员，能够在战场上协助作战人员并与之互补，最适合完成危险性的作战任务。

1.军事需求

地面无人作战系统能满足城市、山地等复杂战场环境和高危环境作战需求。随着全球城市化进程加快，城市作战越来越受到世界各国军队的高度重视。近几次局部战争表明，争夺最为激烈的战场环境都在城市及周边地区。而城市作战面临战场通视范围小，武器直射距离受限等影响。此外，在边境上多为山地、丘陵地形，尤其在高原山地条件下，机动和保障都较为困难，这些复杂的作战环境对步兵的近距离战场感知能力和打击手段提出了较高的要求，在目前现役的有人装备难以解决，尤其在人员无法到达的有毒有害气体、生化污染、核污染等高危险环境中无法完成特定任务的情况下，地面无人作战系统能有效满足复杂战场环境和高危环境作战的迫切需求，拓展单兵和分队的感知范围，增加打击手段，大幅减少人员的伤亡。

地面無人作战系统能增强单兵和分队综合作战能力。目前，轻武器发展面临诸多困难，现有装备的改进及已有手段的突破基本上已达到一个瓶颈，很难实现质的提升。无人化装备的发展，从另一个方面拓展了轻武器能力。首先，地面无人作战系统能够进行非视距侦察和打击，延伸单兵和步兵班组的作战范围，提高单兵或步兵班组间接作战能力；其次，能够执行火力突击、诱敌等极可能付出生命代价才能完成的任务，拓展单兵和班组作战手段；再次，可以控制武器射频，消除人为因素对射击的影响，还能对关键目标和区域进行火力引导，提高精确打击能力；第四，操作员不亲临最残酷的作战现场，不会产生因恐惧、厌战、伤病等导致的心理生理问题及非战斗减员；最后，能够在全天候环境下不间断地工作，协助单兵或分队完成枯燥乏味的作战任务，最大限度减少士兵的任务强度等。

2.技术特点

地面无人作战平台是在无人地面系统的基础上发展而来的，最突出的特点就是可以在没有人员现场参与的前提下执行武装作战任务。其技术特点是配置了相应的光电探测装置和无线通信设备，进而选配了适合需要的武器系统，士兵可以通过遥控操纵，指挥其执行相应的攻击作战任务。毫无意外，平台的机动性、数字通信能力与抗干扰性、目标探测与识别能力、远距离操控能力以及地面无人作战平台本身的智能化控制能力，都将是其技术研究领域的重点。

二、中、外军地面无人作战系统发展动态及特点分析

地面无人作战系统是一个高度集成的武器装备，系统复杂，综合了底盘、执行器、动力、自主、载荷、人机交互等多个学科的技术，尤其还涉及到多学科的交叉技术。近年来，以美国为代表的西方军事强国对地面无人平台的发展十分重视，不仅制订了雄心勃勃的研发计划，而且率先将无人平台应用于实战。目前，美、英、德、以色列等国陆军已经形成了较为完备的地面无人作战平台体系，并借助长期的技术积累和信息技术的快速发展，不断拓宽地面无人作战平台的任务功能领域，推动无人作战平台朝着自主化、智能化的方向发展。

2013年无人作战系统展在美国华盛顿会议中心举行，展会分为主旨演讲、展示会、宣传研习等环节，共有500余家研发生产无人机、无人车、无人船及相关产品的企业展示了其最新产品，参加展会的人数近8000人，其中欧洲参展者占41%，亚洲参展者占26% ，北美参展者占24% 。“网状”无线网络技术可以将各种无人地面车连接起来，实现超视距操作，每部无人车均可作为独立的节点和通信中继站。实验表明，在800米范围内，只需4台110型迷你无人车即可组建“网状”无线网络，并实现对该范围内无人地面车的控制。澳大利亚联邦科学与工业研究组织最近开发出一种可以在地球陆地表面漫游的无人驾驶观测车，这种观测车被取名为“内陆漫游者”，主要用于采集土壤、矿产、植被等的观测数据，并与地球观测卫星的数据进行比对，以对其精确性进行修正。美军已经开发了几十种远程控制的无人地面系统，2015年前其三分之一的战斗力将由机器人构成。机器人由美国波士顿动力公司设计制造，可背负400磅重物听从语音指令紧随前方指挥人员以78公里每小时的速度行进，此外它还可以作为移动充电站，在行进过程中为作战人员的电池充电。为了降低作战人员在战场上的风险，国防高级研究计划局要求波士顿动力公司设计制造静音性能更好、防弹性能更强的改进版机器人，该机器人已从2015年开始参与相关军事演练。

我国对无人作战系统相关技术研究起步较晚，在无人作战平台总体技术、任务载荷专用设计技术等方面研究针对性不强，存在总体集成度低、移动速度慢、自主化程度低和环境适应性差等问题，平台的机动性、数字通信能力与抗干扰性、目标探测与识别能力、远距离操控能力，以及地面无人作战平台本身的智能化控制能力，都将是技术研究领域的重点。

三、现役军用地面无人作战系统存在的问题与不足

从近几场局部战争和军事行动中军用地面无人作战系统实际使用情况看，由于技术成熟度不够、研发与使用结合不够紧密、使用环境多变等因素，造成目前军用地面无人作战系统存在许多问题和不足：第一，标准化、通用化和系列化程度较低。由于各种设计规范还未明确和统一，美国现役地面无人作战系统个性设计特征明显，采用各种封闭式架构，需要独立的操作控制单元和后勤保障以及复杂的升级流程，这不利于军用地面无人作战系统的快速发展与应用，不仅使用与维修成本过高，还使得同一领域军用无人作战系统之间以及不同领域军用无人作战系统之间缺乏有效载荷互换、信息互通和互操作能力。第二，感知能力不足。现役军用地面无人作战系统车载摄像机的深度认知能力不足。第三，通信能力不足。存在通信距离短、信号抗干扰能力差、带宽有限、网络通信能力不足等问题，尤其带宽的限制使军用地面无人作战系统无法集成自主能力或提供三维数据等先进功能。第四，自主能力不足。现役军用地面无人作战系统主要以遥控为主，仅少数具备半自主能力，操纵臂灵敏度低且自由度有限，其任务实施主要依靠士兵操控，使用成本较高，不能满足新时期军事作战需求。

四、地面无人作战平台发展的几点思考

（一）地面无人作战平台研制的必要性

从基于信息系统体系作战任务看，"极危险、极恶劣、极枯燥、大纵深"等特种作战任务，需要地面无人作战平台的研发和使用；从基于信息系统体系作战模式看，“非对称、非接触、非线式、零伤亡”等新型作战战法，凸显了地面无人作战平台的应用优势；从基于信息系统体系作战能力看，“侦察预警、指挥控制、火力打击、网点对抗、综合保障”等各个环节，提供了地面无人作战平台发挥能力的广阔空间。在传统意识中，人力优势是我军的显著特点，因此，替代人工、减少伤亡的地面无人作战平台曾有过一段不受重视的时期。但是，随着近年来无人装备的广泛应用，人们逐渐意识到，减少伤亡并不是地面无人作战平台优势的全部，在未来战场上，应用地面无人作战平台夺取战场的主动权、克敌制胜才是其最值得我们关注的实质。地面无人作战平台必将成为未来的重要作战装备，切实发展陆军地面无人作战平台，对于陆军提高基于信息系统的体系作战能力和新型作战力量建设具有重要意义。

（二）发展不同规模的地面无人作战平台

不同的军事需求和军事任务对地面无人作战平台也提出了不同的要求。我军地面无人作战平台的需要为各级指战员、各类作战单元提供战略、战役、战术层面的支持。这些需求幅度广、难度大，同样需要有针对性地发展大、中、小三种不同规模的作战平台，拓展执行任务的范围，为陆军战斗力的提升提供切实的支持。

（三）优先发展半自主地面无人作战平台

目前，完全脱离人的地面无人作战平台从理论和技术实现上难度较大，一方面由于计算机科学、认知科学、心理学等学科的一些理论瓶頸尚未突破，技术要求太高；另一方面，战争是一项具有不确定性的艺术，人的指挥和决策作用仍是决定战争胜负的重要因素。因此，采取半自主操控方式是目前较为合理、有效的技术途径。半自主操控方式的优点在于，将人类的智能和机器的智能有机地结合在一起，以便最大限度地发挥地面无人作战平台的战技效能。从美军研制地面无人作战平台数十年的发展历程中也可以看出，由完全依赖机器智能逐渐转向重视半自主的操控模式是一个非常明显的趋势。

五、展望

地面无人作战系统正在越来越多地走向战场。据不完全统计，美军装备的各类地面无人作战平台已达上万台。毫无疑问，配置有武装无人地面平台的小规模战术部队将拥有双重作战优势：其一，可以在一定程度上延伸战场；其二，可以提供目前还必须由士兵负责的火力支援，如此可以避免或尽量降低士兵暴露在非常危险的环境中的概率一一随着高科技战争成本攀升，训练有素且能熟练操作、维护先进技术装备的士兵日益成为军队的重要财富，从这一点考虑，武装无人地面系统的战术意义将更加深远。地面无人作战系统以其减少人员伤亡、执行特种作战任务的超群能力，正越来越多地受到军方的青睐。未来地面无人作战系统将具有更强的任务执行能力和更好的环境适应能力。

参考文献：

[1]郭胜伟.无人化战争[M].北京：国防大学出版社，2011.

[2]付梦印等.军用无人地面车辆技术的发展[M].北京：国防工业出版社，2009.

[3]沈林成等.移动机器人自主控制理论与技术[M].北京：科学出版社，2011.

[4]《无人作战平台发展趋势及启示论坛文集》装备与技术发展专业委员会，2008.