单兵信息系统协同作战技术研究

申良强，蒋秀波，宋早迪，崔志强，赵秋月

（北方自动控制技术研究所，太原 030006）

单兵信息系统协同作战技术研究

申良强，蒋秀波，宋早迪，崔志强，赵秋月

（北方自动控制技术研究所，太原 030006）

协同作战是提高体系作战能力，发挥整体作战效能的关键，针对单兵班组在未来信息化条件下单兵作战单元协同作战的协同模式、协同流程、协同策略，协同指挥、协同作战效能评估等方面进行阐释，对未来单兵信息系统班组协同作战技术研究具有一定的指导意义。

单兵班组，协同模式，协同流程，协同策略，协同指挥，效能评估

0 引言

随着军民技术的相互转化与渗透，新技术的不断应用，单兵信息系统的信息化水平逐步提高，设备、信息传输和指挥控制等能力得到大幅提升［1-3］。单兵班组作战单元通过单兵设备和软件系统，能够加入武器协同链、接入卫星通信网、使用北斗通信、接入无人机通信中继网和超短波通信网，能够通过卫星、分布式武器平台、无人平台等获取所需情报，通过使用先进的信息化侦察装备、多种传输手段、灵活多样的引导方法，及时引导各种火力对敌要害目标实施精确打击，实现对敌目标的特种侦察、精确瞄准、目标引导、远程图像传输、高效打击等功能。能够将单兵侦察信息共享给分布式武器平台、无人平台网等，同时通过信息的接入和运用，提高生存能力、打击能力、信息共享能力，即依托网络化运用实现单兵班组作战单元之间的相互配合，传输强实时、高精度的战场信息，形成全方位、多视角的统一的态势图，实现从“信息系统集成”向“作战要素集成”的转型。单个单兵作战单元将不再是一个孤单的人，而是所在班组甚至整个信息网中的一个信息节点［4］，节点之间通过协同侦查、精确定位、复合跟踪等快速实现对目标的抵近侦查、特种作战、精确引导与集火打击等来提高打击效能和精度，扩大作战面积和快速完成既定特殊任务，未来单兵信息系统作战体系如下页图1所示，针对未来单兵信息系统协同作战主要从以下几个方面展开研究。

1 协同对象

单兵信息系统作战协同对象是指班组内单兵之间、班组与班组间、班组单兵与伴随无人作战平台、班组单兵与分布式武器平台、班组单兵与其他军种武器作战平台等之间的协同作战，关系图如图2所示。

图2 未来士兵系统的协同对象关系图

2 协同模式及流程

以往的战争大部分都是计划协同，是指依据预先制定的协同计划和临时的协同命令组织实施的协同作战。但是在当今信息化条件下，信息网络化技术与指挥信息系统的快速发展及其相互支撑，不断牵引和推动协同作战模式发展和创新，单兵班组协同作战的基本模式不仅包含计划协同和命令协同，也延伸出了自主协同和伴随协同。

2.1 自主协同

自主协同是指在基于全军一体化信息系统体系作战，不同要素力量在没有协同计划或协同命令时，通过态势信息的共享与感知，依据上级预先明确的意图和战场情况，及时主动调节和控制自身行动或主动与相关作战单元进行协同作战的方式，比如包含协同侦查，火力请求与引导，超视距制导，协同打击，协同保障等。

其中自主协同分为下放预授权和未下放预授权两种，下放预授权指协同对象之间直接进行协同；未下放预授权指协同方请求协同时，必须经过指挥员同意才有资格去请求被协同方来协同自己作战，自主协同作战的主要流程如图3所示。

图3 单兵班组自主协同流程图

2.2 伴随协同

伴随协同，在此主要指为完成执行任务，单兵操控伴随的无人作战平台或编队，按照规划路线或者既定任务执行侦查、引导、打击等，来辅助完成任务，伴随协同作战的主要流程如图4所示。

图4 单兵班组伴随协同流程图

3 协同策略

协同作战方法与作战观念、协同指挥机制、环境条件、指挥控制技术手段等方面密切相关，通常的协同作战主要包括以下方法。

3.1 区分任务的协同方法

区分任务的协同方法，是指通过对作战单元作战任务的合理分配和完成任务的程序安排，组织和实施协同作战。作战任务是拟制作战计划、组织协同的基本依据，围绕任务确定协同内容，不仅对各个作战单元在各自活动空间的行动具有约束作用，而且也决定着各作战单元在作战中的地位以及它们之间的协同关系。

3.2 区分目标的协同方法

区分目标的协同方法，是指将作战任务细化分解到所要打击夺取的具体的目标上，并围绕目标选择作战单元、明确协同事项，组织和实施协同作战。全军一体化信息系统体系作战，作战单元的主要行动通常围绕作战目标展开，按目标协同具有较强的灵活性，是当今战场上的重要协同方法。

3.3 区分时间的协同方法

区分时间的协同方法，是指在作战过程中，作战单元按照下发行动的作战时间，先后或同时进行兵力或火力行动，以时间为主线组织和实施兵力或火力上的协调，此协同方法是一种常见的基本的协同作战方法。

3.4 区分空间的协同方法

区分空间的协同方法，是指通过对战场空间的划分，明确作战单元在空间上的部署、行动，并按责任区域与空间范围进行兵力和火力行动，组织和实施协同作战。空间是作战行动的舞台，也是各种作战单元释放效能的场所，按区分空间组织协同也是一种重要的协同方法。

3.5 区分电磁频率的协同方法

区分电磁频率的协同方法，是指根据作战任务、战场电磁环境、电子系统及设备的性能等，区分电磁频段以及使用的时机和方法，组织和实施协同。信息化条件下体系作战，电磁环境复杂，电磁频率协同是充分发挥信息火力融合效能的重要方法。

4 协同指挥

协同指挥是以获取更好的指挥效能为目的，对各作战单元进行优化，便于更好地对作战任务进行运筹决策、计划组织、协调控制的协同有序的活动，整合整体作战力量［3］。

未来单兵信息系统有更加灵活的指挥方式，除了指挥关系包含逐级指挥和越级指挥（扁平化指挥），特殊情况下还需要委托式指挥，见图5所示，其中上级指挥中心包含多层指挥，其中的任何一层指挥中心都可以直接指挥班组单兵，更高级别的指挥中心优先权更高。

图5 未来士兵系统作战指挥要素图

5 协同消息协议

构建一体化协同通信网络，协同消息协议格式遵循全军战术互联网和数据链技术相关标准规范体制。选择相关符合全军通装要求的通信设备，采用多种通信手段，组成多种通信网络，满足战前协同、实时协同作战指挥对话音、战场情报、协同命令、定位导航、目标导引等信息传输的实时性要求。

协同消息协议规定了各班组内各作战单元之间，单兵与无人平台、分布式武器平台的协同数据通信要求，保证系统内节点的协同通信，包括信息类目、数据元素字典和消息协议标准。

5.1 消息协议标准

完整的协同消息包括：报头+若干报文。

报头的作用是帮助各平台设备正确解释和处理报文消息。报头中包含的信息有发端地址、中继标识、消息类型。

5.2 信息类目

信息类目可划分为自主协同、伴随协同等类型，分类表如表1所示。

表1 协同信息分类表

5.3 数据元素字典

数据元素字典定义了协同所有使用的数据元素及其功能实体，保证报文的标准化。数据元素字典主要描述数据链系统使用的标准数据，数据包括元素名称、元素说明、位数、数据项含义、元素与消息字的关系等各项内容。每个元素都有特定的含义和特殊的单位或取值。通过字段标识（DFI）、使用标识（DUI）、数据项（DI）表示。数据字典所含的数据元素组成如表2所示。

表2 数据元素组成表

6 协同数据平台

数据平台是在战术数据平台的基础上，进行剪裁和移植改造。陆军作战部队战斗数据平台包括数据库应用软件和数据模型。战斗数据平台的数据库应用软件有：共享数据库软件和数据加载和回收工具软件等。

战斗数据平台的数据模型是在战术数据平台数据模型基础上，研究单兵班组协同作战相关的作战单元数据、武器装备数据、战果战损数据、敌军力量、告警专用、支撑模型等数据，单兵班组协同作战战斗数据平台结构如图6所示。

图6 单兵班组战斗数据平台结构图

7 协同作战效能评估

毁伤效果评估，是为检验单兵班组协同作战行动效果，将综合侦查、导引、火力运用的结果与对敌目标造成的毁伤程度及其他影响进行的评判和估计。

针对统一的作战战场态势环境，从目标信息、弹种信息、毁伤模型和验证数据等方面，论证单兵班组协同作战行动效果评估的需求，将目标的毁伤效果评估有机地区分为物理损伤评估、功能损伤评估和目标系统评估，全方位地从不同侧面评估目标的毁伤情况。

7.1 确定目标毁伤等级划分

目标毁伤等级是指目标的功能损伤级别。确定目标的毁伤等级和判定标准是单兵班组协同作战行动毁伤效果评估的根本。科学划分目标的毁伤等级是单兵班组协同作战行动毁伤效果评估的基础，目标毁伤等级划分的科学与否，直接影响到对目标毁伤效果的判定。如果等级划分过多，不便于对目标毁伤的判定和计算，如果划分较少，又很难明确其具体的战术意义。

目标毁伤等级划分要以具有战术意义，简明实用，便于判定，便于我军单兵班组建立统一的目标毁伤等级标准为依据，在确定毁伤等级要求将目标的毁伤等级分为5种等级。即无毁伤、轻度毁伤、中度毁伤、严重毁伤和完全毁伤。

7.2 目标毁伤效果评估

①物理损伤评估。物理损伤主要反映的是对目标实体的杀伤破坏程度，因此，物理损伤评估应以观察到的或仿真模拟的损害结果为基础，通过物理损伤评估，准确把握对目标破坏或损害的程度。②功能损伤评估。其实质是评估打击目标的内在特性和功能是否已经丧失或降低到了一定的期望程度。

③目标系统评估。是指火力打击后的目标系统的整体机能产生的效果进行的评价和估计。一个目标系统是由若干个内在联系的目标组成的，是一个有机的整体，当遭到火力打击后，其整体功能可能遭到破坏，进而导致行为上的改变或功能的丧失。目标系统评估正是针对那些系统目标而言的，因此，对目标系统评估时，应在对目标的物理评估和功能评估的基础上，综合全面因素对目标系统的功能效果做出客观的评判［5］。

8 结论

单兵信息系统已经越来越成为一体化联合作战的一个重要环节，一名士兵不再是一个由简单的作战人员和武器组合成的作战单元，它将是拥有独立作战能力的单兵作战信息系统，单兵班组协同作战可以实现空间分散、效能聚合，充分缩短作战时间，提高作战效率，有效避免资源浪费，提升整体存活率，快速完成作战任务，为此研究单兵班组协同作战，使其具有更高的战场态势感知能力和网络化作战能力具有重要意义。

［1］肖冰松，方洋旺，许蕴山，等.航空武器系统协同作战样式及关键技术［J］.火力与指挥控制，2010，35（4）：5-8.

［2］李健.浅议武器协同作战系统［J］.现代导航，2012，12（1）：77-80.

［3］王严辉，李加祥.编队一体化协作指挥决策概念构建［J］.指挥控制与仿真，2012，34（4）：18-19.

［4］汪长传，谭学平.地面战场的终结者——未来单兵系统［J］.国防科技，2005，28（3）：39-41.

［5］李占武，王飞，袁宏伟.基于功能损伤的复杂电磁环境下炮兵目标毁伤评估 ［J］.舰船电子工程，2009，29（3）：166-168.

Research on Cooperative Operation Technology of Ihe Individual Information System

SHEN Liang-qiang，JIANG Xiu-bo，SONG Zao-di，CUI Zhi-qiang，ZHAO Qiu-yue
（North Automatic Control Technology Institute，Taiyuan 030006，China）

Cooperative operation is the key to enhance the operational capability of the system and to play the overall combat effectiveness.This text expatiates cooperative model，collaborative processes，collaborative strategy，Collaborative command and effectiveness evaluation of individual combat unit’s cooperative operation under the condition of information in the future.It has certain guiding significance for the research on cooperative operation technology of the individual information system in the future.

cooperative operation，individual team，cooperative model，collaborative processes，collaborative strategy，collaborative command，effectiveness evaluation

E835

A

10.3969/j.issn.1002-0640.2017.08.038

1002-0640（2017）08-0169-04

2016-06-20

2016-10-14

申良强（1982- ），男，山东临朐人，硕士。研究方向：指挥控制，火指控一体化，单兵信息系统。