基于DODAF-OODA的天基信息支援作战视图研究

2019-03-28刘翔宇姜海洋赵洪利杨海涛

兵器装备工程学报 2019年2期

刘翔宇，姜海洋，赵洪利，杨海涛

(航天工程大学，北京 101416)

天基信息支援力量是未来信息化战争中的重要作战支援力量，与火力支援、兵力支援、战略投送等一并构成作战支援。研究探索天基信息支援的本质、作用机理和作战运用，既是夺取未来战场主动权的必然要求，也是加快转变战斗力生成模式的必由之路[1]。

天基信息支援力量是实施空中精确打击的主要信息来源。优化天基信息支援空中精确打击作战体系结构，可以有效提高作战能力。当前，美国国防部体系结构框架(DODAF)是体系结构设计的典型代表[2]，OODA作战环可以清晰地描述作战过程[3-4]，本文以其为基础构建天基信息支援空中精确打击作战体系结构，从本质上刻画空中精确打击作战的活动过程，有助于推动天基信息支援空中精确打击作战体系的顶层设计。

1 作战体系设计

1.1 DODAF体系结构视图

DODAF是美国国防部开发的超越组织、国界限制的系统架构规范，它不仅定义了多个表示、描述体系结构的方法，还为体系/复杂系统的了解、对比、集成与互操作提供了共同的架构基础，即开发和表达架构描述的规则和指南。DODAF的前身是美军C4ISR体系结构框架，当前最新版本是2009年8月颁发的DODAF 2.0。

图1中的作战视图以任务或作战过程等为基础，核心是描述任务、行动、作战要素和完成/支援作战所需信息流，基本结构如图1所示。

1.2 OODA作战环

目前，体系作战行动的典型模型是美军John R.Boyd上校1987年提出的OODA环，它以指挥控制为核心，较为清晰地描述了作战行动的全过程，如图2所示。

图1 DODAF体系结构视图

虽然各国军队的体系编制与美军存在差别，但这种差别体现在组织关系与组织架构的称谓上，就作战行动本身而言，都可以抽象为一个OODA环过程。故可以利用OODA作战环与DODAF作战视图进行结合，刻画出我军天基信息支援空中精确打击作战行动的全过程[5]。

1.3 天基信息支援空中精确打击红蓝双方作战单元构成

在天基信息支援下的空中精确打击作战中，红方与蓝方涉及多种作战单元，为了凸显天基信息支援行动对红方的作用，本文没有过多考虑蓝方的天基信息支援行动。红方的作战单元主要包括各类空中打击平台、作战支援平台、空空导弹、空地导弹、空舰导弹；由预警机等组成的空中信息支援平台，以及各种卫星(测绘卫星、气象卫星、导航定位卫星、侦察卫星、通信中继卫星)组成的天基信息支援平台和地面指控中心；蓝方主要作战单元包括地面防空武器、拦截平台(主要是歼击机)、海上平台、空空武器、信息保障装备和地面指控中心，双方主要作战单元构成如图3所示。

图2 OODA作战环

图3 天基信息支援空中精确打击红蓝双方作战单元

1.4 天基信息支援空中精确打击作战体系结构设计

DODAF的体系结构产品分别从系统视图、作战视图和技术视图描述体系结构[6-11]。根据作战需要，文中采用作战视图产品的方式进行体系结构设计，对天基信息支援空中精确打击作战过程进行建模，根据设计的需要，主要选取DODAF作战视图产品中的OV-1、OV-2、OV-3、OV-4、OV-5a、 OV-5b、 OV-6b、 OV-6c。其他产品暂不考虑。作战体系结构的设计目的是确认使命任务，描述作战过程、节点信息交换关系、作战规则、事件跟踪等。天基信息支援空中精确打击作战的体系结构设计顺序如下：

步骤1：明确作战概念，确定节点间的指挥关系，即OV-1和OV-4。OV-1以概要图的形式描述作战任务、节点等，OV-4描述系统、节点间的隶属关系，指挥层级。

步骤2：描述作战过程，即OV-5a、OV-5b和OV-6b。根据作战阶段和节点功能，融合OODA作战环，OV-5a、OV-5b描述作战部门与天基信息支援部门在OODA作战环各阶段的相关活动、相互关系以及活动时序，OV-6b描述整个OODA作战环节点内部状态转换关系。

步骤3：描述作战事件和规则，即OV-6a和OV-6c。OV-6a描述作战规则，OV-6c描述各作战节点间交互关系、行为逻辑。

步骤4：描述作战节点的信息交互关系，即OV-2和OV-3，它们分别以图形、矩阵描述该关系。在通过上述步骤构建完相关的视图后，就可依据逻辑关系建立完善的天基信息支援空中精确打击作战体系结构模型。

2 天基信息支援空中精确打击DODAF-OODA作战视图

2.1 高级作战概念图

OV-1是对天基信息支援空中精确打击作战的高层次的图形描述，其特点是更加立体、直观，便于战略决策者理解交流。通过形式化的方式来对交战双方的情况进行描述，包括关键作战节点、作战单元，对战场环境、作战活动、作战方式、重要作战能力进行描述，通过分析天基信息支援空中精确打击作战过程，结合OODA作战环，进行作战想定，得到如图4所示的高级作战概念图。

图4 OV-1 高级作战概念图

2.2 组织关系图

OV-4描述的是天基信息支援空中精确打击作战过程中节点间的指控关系，如图5所示:在战略层次，由高级指挥中心进行战略决策，传达作战任务。各指挥机构包括中级指挥中心、空中作战指挥中心、空中编队等依据高级指挥中心下发的作战任务与自身的实际情况，制定作战方案，实施作战计划。

中级指挥中心还负责分析作战任务的天基信息支援需求，统一归纳总结后，提交于天基信息支援机构。天基信息支援机构主要包括侦察卫星装备、预警卫星(态势感知)装备、通信卫星装备、测绘、气象卫星装备、导航卫星装备、地面接收站、专业处理中心、综合处理中心等。其中，侦察卫星又包括电子侦察卫星、光学成像卫星，主要负责对敌方电子装备的电磁频谱信息、图像信息进行侦察收集；测绘卫星、气象卫星主要对目标区域的地理地形、气象信息进行收集；专业处理中心与综合处理中心主要对卫星装备所传输的数据进行加工整合，形成情报产品。天基信息支援部门依据战区的具体要求，合理利用天基信息支援装备，优化支援流程，以最快的时间满足战区所提出的支援需求。作战机构即空中平台，主要包括轰炸机、歼击机、强击机等。他们均可以在天基信息支援的情况下对目标发射空空导弹、空地导弹、空舰导弹[12-14]。

图5 OV-4 组织关系

2.3 作战行动分解树

依据1.2节对天基信息支援空中精确打击作战OODA环的描述，建立作战活动分解树如图6所示。

O观察阶段：作战部门首先依据受领的作战任务，提出天基信息支援需求，在同一阶段，天基信息支援机构受领需求任务后，迅速统筹资源，对天基信息支援装备(侦察卫星、气象卫星、测绘卫星)进行合理调配，通过地面站上注卫星指令，遥控侦察卫星、测绘、气象卫星等在指定作战区域上空开机，执行侦察任务，获取战场信息(包括作战区域重要目标的精确位置、装备类型与数量、地形信息、气候信息、舰船目标位置等)。

O判断阶段：在判断阶段，侦察卫星、测绘、气象卫星将数据一部分直接分发给地面站，一部分通过通信中继卫星分发给地面站，地面站将数据分发给专业处理中心对数据进行初步分类筛选，而后分发给综合处理中心，综合处理中心对数据进行分析、关联、融合，生成包含作战态势与初步态势判断的情报产品，通过天基信息共享服务网络快速分发至指挥中心/空中编队。指挥中心/空中编队等作战机构获得情报产品后，对当前敌我态势进行综合分析判断。

D决策阶段：在决策阶段，指挥中心/空中编队根据所获得的情报产品、定下作战决心，制定作战方案、下达作战命令，形成目标打击指示信息，通过通信/中继卫星、数据链分发至给参战空中作战平台。

A行动阶段：接到作战命令后，空中平台开始作战行动。主要包括到达制定空域、防区外精确打击目标、空战突防、近距离突击目标、返航等作战行动。在作战行动过程中，天基信息支援机构也实时提供支援，主要包括通信卫星保持各平台间协同通信，导航卫星对作战平台飞行指引与导弹精确制导，侦察卫星、测绘、气象卫星为空中精确打击前提供打击情报和为打击后的效果评估提供判断依据。

图6 OV-5a 作战行动分解树

随着卫星通信装备、星上处理技术的发展，数据处理中心的卫星侦察情报信息可以直接通过通信卫星分发至空中编队；星上处理生成的卫星侦察情报信息可以广播分发至指挥中心/空中编队，这些情况本文不进行深入探讨。

2.4 作战行动模型、作战状态转换模型和作战事件追踪模型

在天基信息支援空中精确打击作战中，各作战行动、支援行动之间存在时序、并发、同步等多种关系。如图7所示：通信卫星的通信支援行动与其他战斗行动都存在并发关系，一直伴随着行动结束，这说明负责实时传输情报和作战指令的通信卫星作用于每个战斗行动；导航卫星的导航支援活动与各战斗行动之间也存在并发关系，说明导航卫星为各作战单元(包括飞机和导弹)提供导航和制导信息；气象卫星所探测到的气象情况与云层分布情况决定是否有必要出动侦察机进行侦察；防区外精确打击目标和空战夺取制空权是近距离突击目标的条件，也就是说，只有在防区外精确打击导弹阵地、机场，为近距离突击开辟空中通道，并且在空战中取得胜利，夺取制空权时，我方飞机才能顺利进行近距离突击目标的战斗。在相关作战行动结束后，还要对打击效果进行评估，以决定是否再进行下一轮打击。