前瞻智能化飞行任务辅助决策手段

曹春年 李炜芃

【摘要】为解决复杂环境或紧急任务下飞行员飞行准备时效性不高、大信息量下准备内容不全和最大限度杜绝时间紧、任务重导致的准备质量不高带来潜在的风险隐患，提出以“快速汇集、决策支撑、安全保密”为特点的智能化、数字化航行任务规划系统，任务规划系统是以训练管理信息系统为平台、各专业现有软件系统为依托，按照信息化“前店后厂”模式，基于统一的时空框架，融合集成短报文收发、地图管理、航行计算、导航时频等各类专业飞行要素信息和系统功能，为各级领导和飞行人员了解战场环境、获取重要任务信息、掌握任务态势提供信息窗口，初步形成受领任务后快速网络化处理能力。

【关键词】航行任务规划∣报文通信∣领航计算∣导航

一、系统建设背景

近几十年来，指挥自动化系统建设成果显著，信息采集、传输、存储、处理和显示等环节均已成型，仿真模拟及数据工程建设逐渐完善，任务规划系统也初现雏形。然而，现有任务规划系统发展遭遇到智能辅助能力滞后的问题，基本停留在辅助劳力而非智能阶段，对智能程度稍高的问题，如态势理解、决策辅助、任务规划、飞行计划仿真推演等，基本是无能为力，智能辅助已成为制约快速反应的瓶颈问题。

二、系统建设目标

智能化的任务规划平台能够通过多维度广泛感知外部环境与内部状态信息，基于感知数据实时自主完成深度挖掘、推理和融合，实现态势构建，自主产生控制策略并执行，同时要具有一定的自主认知和学习能力。

根据未来智能化任务的需求，从OODA 任务循环出发，任务规划平台的智能化技术主要包括：感知多源化、认知融合化、决策智能化、控制自主化、任务协同化、保障全局化等。

感知多源化：通过有效地接收、探测“客体”信号，并进行特征提取和样本积累，经过充分地学习、处理、分析，优化产生可供“主体”使用、响应的映射信息，从而完成测量、分析、识别等相关任务。

认知融合化：通过单一平台异构传感器信息的深度融合，以及分布在编组中各类传感器的互联互通、信息共享，将目前对环境的感知与理解从片面的、离散的、静态的感知提高到全局的、关联的、动态的感知。

决策智能化：在感知、认知以及数据融合与挖掘的基础上，将自主任务决策从依靠预先规划任务序列、进行程序化任务、适应性有限的层次提高到经验知识与数据相结合、任务使命驱动任务规划、有效应对未知态势变化的层次。

控制自主化：基于环境特征信息，进行多种导航模式的智能配置和在线结构/功能重构，根据决策或自身状态的变化，实现行动轨迹自适应优化调整、高精度跟踪控制以及故障条件下控制策略的自诊断和自修复等。

任务协同化：通过智能体之间的通信、空中动态自适应组网、多平臺间的信息融合及任务分配，实现分散的平台在时间、空间、功能上的协调统一，具有体系开放、弹性互联、动态重构、自组织协同等能力。

保障全局化：以人工智能和大数据知识库为基础，实现对复杂系统全寿命周期内的健康管理与维修保障等功能；依托虚拟现实、增强现实等技术，为部队提供自主训练保障服务，推动系统保障模式由从传统的“任务驱动型响应式保障”向“状态驱动型主动式保障”转型。

三、主要功能

系统分为航行任务规划操作系统和便携式手持设备两部分。

（一）航行任务规划操作系统

1.RNSS信号接收功能

具备北斗三号RNSSB3频点信号接收定位、测速和授时功能，具有区域短报文、全球短报文通信功能，在区域短报文可用情况下优先使用区域短报文。

能够接收处理北斗三号系统功率增强预报和标识，当收到功率增强预报或标识时，或手动启动功率增强信号搜索功能时，能将北斗三号功率增强卫星信号与非增强卫星信号进行统筹使用，优选最佳几何分布、最好信号质量的卫星参与定位解算，并对外输出功率增强启用情况提示[1]。

2.授权与初始时间注入

具备有线、无线授权与初试时间注入功能。

3.RAIM检测

具备RAIM检测功能，可计算并输出RNSS单点定位保护级。

4.BDSBAS定为保护级计算

具备BDSBAS定位保护级计算功能。

5.遥闭和自毁

可相应用户的自毁命令或通过北斗系统发送的远程“永久关闭”指令，销毁北斗三号授权芯片的内部信息，删除本机存有的所有数据。

6.RDSS定位报告

具备接收处理RDSS定位报告、广义RDSS定位报告和普通位置报告三种模式定位报告功能。

7.全球短报文通信

具备全球范围双向通信、全球位置报告功能。

8.指挥控制

具备下属用户信息通播、组播、点播和兼收功能，可管理下属终端目录，可删除、修改和显示终端信息。

9.地图操作

具有地图缩放、漫游、全图显示和图层控制等功能，可以在地图上显示机场、航点、航线和空域等。同便携机。

10.便携式手持机监控

可接收便携式手持设备发送的航行信息，形成飞行轨迹；可与便携式手持设备互发文电信息，可向便携式手持设备发送直飞更该航线等控制指令，可响应便携式手持设备发送的呼救信息。

11.其他终端监控

可监控北斗系列便携式用户机、手持救生电台和其他北斗通用终端。

（二）便携式手持设备功能

1.卫星信号接收

具有北斗三号RNSS信号接收定位、测速和授时功能；具有区域短报文、全球短报文通信功能；在区域短报文可用情况下优先使用区域短报文；具备BDSBAS增强信息接收处理能力；能够接受处理北斗三号系统功率增强预报和标识，当收到功率增强预报或标识时，或手动启动功率增强信号搜索功能时，能将北斗三号功率增强卫星信号与非增强卫星信号进行统筹使用，优选最佳几何分布、最好信号质量的卫星参与定位解算，并对外输出功率增强启用情况提示[2]。

2.RAIM检测

具备RAIM检测功能，可计算并输出RNSS单点定位保护级。

3.BDSBAS定位保护级计算

具备BDSBAS定位保护级计算功能。

4.守时

具备关机守时功能。

5.遥闭和自毁

可响应用户的自毁命令或通过北斗系统发送的远程“永久关闭”指令，销毁北斗三号授权芯片的内部信息，删除本机存储的秘密级以上数据。

6.报文通信

能够增加、删除、修改文字报文信息，可收发文字报文信息；可录入、删除语音信息，可在重点区域内收发语音和图片信息。

7.空地协同

能够自动向地面设备发送飞机航行信息（包括经纬度、海拔高度、速度航向等信息，以下相同），能上报身份信息；可接受其他设备发送的航行信息，可接收地面系统发送的态势信息并显示；能接收地面系统发送的更改航线等指控指令，自动绘制新航线并进行领航解算[3]。

便携手持机之间编组协同，互相感应位置，群内消息广播。

8.应急搜救与定位报告

具备使用北斗三号短报文发送应急搜救信号能力；可发送RDSS定位报告、广义RDSS定位报告和普通位置报告；可响应位置查询请求指令并发送标准定位报告。

9.航图操作

可实现航图缩放、平移和归位，能够自动加载和隐藏航图要素；能够切换航图显示视角，支持民航航路航线图（矢量图）和标准格式地图加载，可叠加显示。昼夜显示模式可手动切换和通过日出日落时刻计算自动切换。

10.可视化导航

具备选航、直飞、改航、偏置导航、准到导航、航线翻转、求近、速度矢量指示等功能，能够显示机场五边航线和垂直下滑航线；可在航图上叠加显示导航参数（包括航向、速度、导航台信息、机场信息、飞行程序数据等），支持民航机场、航线等数据导入并可编辑处理；可记录航行日志并回放。

11.安全告警

可对航图进行区域着色指示地形的安全等级；能够指示横向处置剖面地形，实时显示飞机到关联高程点或危险区相对位置，实现辅助危险告警。

12.飞行资料管理

可查阅进近程序、民航航路、飞行卡片、航理法规等电子资料；能够查阅和编辑航线、空域、機场、航路点信息；具备交互式特情处置、电子检查单功能；能通过航行规划地面系统加载数据并处理，能扩展兼容航空导航数据库标准数据格式。

13.领航计算

可以计算转弯半径、转弯时间、转弯坡度等转弯参数；可进行航行速度三角形边角关系换算；可计算大圆航线、航程；可计算穿云下降时间、穿云下降距离等；可计算准到导航相关参数等；可计算日出、日落时间，以及太阳高度角和太阳位置。

作为显示要求，可在波赛点左边与地理坐标之间转换，接收地面系统发送的直飞波赛点指令，自动绘制到波赛点坐标下相对点的直飞航线并进行导航解算。

14.应用软件升级扩展

具备应用软件扩展能力，可根据用户需求升级应用软件功能。

参考文献

[1] 陈钦丽.无人水下航行器群体协同作业多任务自主规划方法研究[J].军事交通学院学报，2017（4）.

[2] 闫敬，陈天明，关新平.自主水下航行器协同控制研究现状与发展趋势[J].水下无人系统学报，2012（1）.

[3] 李昆鹏，崔昆涛.军用无人水面航行器协同自治及控制设计[J].舰船科学技术，2018（12）.

（作者单位：93427部队）