C4KISR系統
C4KISR系統
C4KISR系統是美軍軍事信息處理系統,由美國國防部組織研製。是發展之前的C4IS信息化系統的產物。其研製實際上始於20世紀90年代中期,2001年才提出。目前這一系統已經建立,但是它仍在不斷的完善發展之中。此系統體現21世紀初期美軍信息化建設的成就。
(指揮、控制、通信、計算機、情報、監視、偵察)系統就是起“融合”作用的武器系統,它能將所有信息資料庫和數據彙集起來,達到信息共享、共用、共調,從而確保各軍兵種與指揮部之間交換信息和數據,大大提高指揮的時效性和準確性。C4是(指揮command、控制control、通信communications、計算機computer、)K是殺傷kill、I是情報intelligence、R是偵察reconnaissance;S是監視surveillance)其功能有:搜索並發現目標、跟蹤與監視目標、識別目標、決策、持續識別、打擊目標、戰鬥損傷評估,這些功能形成一條強有力的“殺傷鏈”。近幾次高技術局部戰爭表明:C4KISR系統是現代戰爭的神經中樞和“兵力倍增器”,是奪取信息獲取權、控制權和使用權的最有力手段。軍隊指揮自動化系統的內容不是一成不變的,它是隨著軍事技術和戰爭實踐的發展而不斷豐富、不斷延伸的。
C4KISR系統的發展歷程C4KISR的概念,是美國國防部2001年提出的。C4KISR系統的發展和完善突破了人們對傳統C3I系統的認識觀點,它代表著信息平台發展的新思路和新趨勢,支撐和決定著未來網路中心戰的成效。
1991年以前,美國軍事信息系統的建設是各軍種獨立開發的“煙囪式”,海灣戰爭中,美軍發現其軍事信息系統存在嚴重缺陷,表現如下:(1)各軍種獨立建設的“煙囪式”信息系統不能互通和互操作;(2)系統處理情報不及時,貽誤戰機;(3)信息系統不能有效識別敵我,造成多起誤傷。這些因素成了新軍事革命的導火線,美國軍方深刻認識到必須建設全軍一體化的信息系統。1992年,美國參聯會提出了武士C4I計劃,要求系統一體化,採用可互操作的網路體系結構、各級指戰員能在任何地方、任何時間獲取所需的準確、完整、經融合的作戰信息,最有效地完成作戰任務。1993年1月14日,美國國防部批准實施國防信息基礎設施(DII)計劃。DII是美國國家信息基礎設施(NII)的組成部分。是用於滿足美國在各軍事作戰範圍內對信息處理和傳輸需求的網路,它集通訊網、計算機、軟體、資料庫、應用程序、武器系統介面、數據安全服務及其他服務於一體。全球指揮控制系統(GCCS)的提出,是為實現武士C4I計劃,並逐步取代全球軍事指揮控制系統(WWMCCS)。它是可互操作、資源共享、高度機動、無縫連接任何一級C4I系統、高生存能力的全球指揮控制系統。同時,陸軍在開發陸軍戰鬥指揮系統(ABCS)、空軍在開發戰區作戰管理核心繫統(TBMCS)、海軍在開發海軍全球指揮控制系統(GCCSM)、海軍陸戰隊在開發戰術戰鬥作戰系統(TCOS)。
C4KISR由10項功能組成:①搜索/發現目標;②跟蹤/監視目標;③識別目標;④決策:需具有快速判定能力並從整個戰局得失出發,選擇武器;⑤持續識別/滿足交戰規則:為確保不會違反交戰規則,在武器裝備發射彈藥前,需繼續對目標進行持續識別;⑥打擊目標;⑦戰損評估;⑧態勢預測:能夠對未來態勢做出預測,包括掌握敵方的戰鬥組織、威脅目標、估計敵方的反制措施等;⑨計劃和控制:要求通過對感測器、機動及火力的合理運用控制作戰局勢;⑩基礎設施:要求同時具有通信、嵌入式計算和信息分發能力,能將所有的感測器、信息利用系統、指揮控制系統和武器系統有機地聯繫在一起。
? C4KISR系統目前正在朝向對感測器、感測器信息利用、指揮控制以及信息集成這四個領域進行深入的研究與探索。其關注的重點是地面作戰,因此將對地面目標的精確打擊作為研究的出發點,開發一種可以發現並殺傷地面戰場目標的轉型技術和系統,全面提升美軍的作戰能力。
3. 1作戰研究
3.1.1 作戰等級分類?
為了系統地研究對地面目標的精確打擊,該系統按照環境和作戰要求的不同,對作戰進行複雜性等級分類。例如,作戰中最簡單的情況是使用常規的空對地武器在開闊地帶與敵人的集群式裝甲兵力進行作戰,最複雜的情況是在城市環境下使用高機械化地面部隊和自尋的導彈摧毀敵方的防禦目標。其他情況包括在複雜的叢林地帶使用非常規兵力和大規模殺傷性武器進行的作戰。以作戰複雜性等級為參考,首先研究了在開闊地帶對移動目標的打擊問題,目前正在研究如何搜尋和摧毀那些企圖通過使用樹葉、偽裝或者其他欺騙手段繼續隱藏的目標,此後還將研究如何在城市地域打擊目標這一富於挑戰性的問題。
3.1.2 打擊目標受制因素
美國軍方認為,對地面目標進行打擊主要受制於兩個複雜因素。第一是敵人,無論下一個可能的敵人是誰,他們毫無疑問地已經注意到美軍在科索沃和阿富汗是如何作戰的,並已從那裡了解了美軍的系統和戰術的大量弱點。例如,如果關閉雷達,高速反輻射導彈將不能對其實施打擊。第二是目標的多樣性。現代化的目標,從傳統遠程導彈運輸到發射車,再到安裝在商用卡車上的武器,都具有多樣外部特徵和廣泛的能力。還有,在一些軍事行動中,如何對付零散作戰人員,也是美軍目前仍需面對的問題。
3.1.3 對目標實施打擊
美國軍方還開發了一種C4KISR的功能性體系結構框架,用以支持對C4KISR系統十分關鍵的識別技術的研究。這種功能性體系結構的中心是一個由各種互相協作的C4KISR資產組成的網路。這些資產包括感測器/平台、指揮和控制能力、武器系統和彈藥等。無論何時,一旦確定與目標要進行交戰,就可在適當的時機和位置,對這些網路化的資產進行臨時最佳組合,對目標實施迅速追蹤打擊,完成交戰序列。整個體系將感測器/平台的組合劃分為5個層次:空間層、高空層、中空層、低空層和地面層。並對各種平台裝配不同的感測器。
3.2 技術支持研究
技術支持是實現C4KISR系統的基礎。目前在感測器、信息利用、信息集成以及指揮控制四個領域的主要研究項目有29個,情況如下:
3.2.1 感測器領域
研究重點是可隨處布設、用以進行目標探測的多頻段感知裝備和可進行精確目標識別的感測器。包括8個項目:極高頻/超高頻穿透樹葉雷達、多譜段目標識別、建制的地面移動目標指示雷達、高清晰度旋翼機雷達、先進戰術目標瞄準技術、無人值守地面感測器、遠距離三維激光雷達、近距離三維激光雷達等。
3.2.2 信息利用領域
研究重點是對多種感測器信息的利用,對移動和固定目標的持續跟蹤以及自動化和輔助性目標識別。包括4個項目:經濟可承受的移動面目標交戰、實時戰鬥損傷評估、網路化嵌入式軟體技術、三維數據利用。
3.2.3 信息集成領域
研究重點是多約束的語義信息網路及嵌入式計算。包括9個項目:快速知識生成、感測器信息技術、數字射頻標記、戰術瞄準網路技術、嵌入式系統項目合成、嵌入式軟體的模塊化集成、DARPA代理標籤語言、先進情報監視和偵察管理、先進後勤規劃代理。?
3.2.4 指揮控制領域
研究重點是戰場態勢預測和動態計劃同步,包括8個項目:未來指揮所、“未來作戰系統”的指揮控制系統、活動模板、先進後勤規劃、自動化協商小組、嵌入式軟體控制、自動化成組控制、動態戰術瞄準等。
上述在研項目中有些已得到實際應用並取得顯著效果。例如,“活動模板”的研發比較成功,美軍利用它已經形成了許多軍事指揮專用的規劃工具,並已在美軍特種作戰司令部投入使用。
在現代科學技術發展的影響以及21世紀的戰爭形式的威脅下的信息化戰爭C4KISR系統應該具有以下發展趨勢:
1 在功能上,向綜合化、智能化方向發展
綜合化C4KISR為適應體系對體系、系統對系統的作戰需要,根據整體出威力、系統出效能的原理構造未來指揮自動化系統。首先提出建立更廣泛的C4I系統的新概念,它把C4I的範圍擴展到反情報、聯合信息管理和信息戰領域。這種體制,不僅可以指揮控制己方的作戰部隊,而且還可提供敵方如何指揮、控制其部隊的有關信息,實現了多層次、大範圍的連接和信息共享,增強了信息作戰能力。
智能化是在知識庫系統和多機并行推理系統的主機結構上,配置智能人機介面和智能網路介面而構成的。知識處理和人工智慧問題求解的關鍵,在於知識庫系統的不斷充實、豐富和完備。“智能”是指“問題求解能力”。即:把人類的領域專家知識、經驗和問題求解方法賦予機器、系統或網路,使它們具備自律、自愈能力和某種領域的問題求解能力,這樣才具備智能成分,才能將其定義為智能機器、智能系統或智能網。
2 在規劃上,提高系統的多種能力
為了滿足未來高技術戰爭的需求,必須提高指揮自動化系統的各種作戰性能和適應能力。
a、提高快速反應能力
C4KISR系統的各個環節都必須注意提高對付突發事件的反應能力。這就要求必須建立多層次、多手段預警和偵察系統,提供準確情報 ,保證對作戰命令和情報信息的迅速傳送。提高機動和適應能力,能夠適應惡劣的自然環境和殘酷的戰爭環境。
b、提高抗毀和生存能力
隨著指揮自動化系統技術水平的提高,其脆弱環節也會越來越多,抗毀和生存能力將更加突出,必須採取機動隱蔽、防護加固、冗餘技術、容錯系統、抗干擾抗病毒等多種手段,從多種途徑提高抗毀和生存能力。有專家預測,在本世紀,發達國家的C4I系統中的核心部分將能在核戰爭中生存,而容錯計算機、自適應結構的通信網路、多級保密系統等將大大提高系統的可靠性。隨著信息技術的迅猛發展及其在軍事領域的廣泛運用,使戰爭形態和作戰方式發生了革命性變化。
3 未來將加強研究的領域和關注方向
a、未來將加強研究的領域
對於C4KISR系統的研究,未來需要加強以下幾個領域:①可以高效地發現目標、虛警率不超過0.01次/平方千米的廣域監視感測器和演演算法。②地面移動目標指示雷達。具有探測到隱藏在樹葉下慢速移動的車輛和人員的能力。③ 多維探測技術。例如超高清晰度的地面移動目標指示器以及合成孔徑成像雷達(解析度小於10厘米),可用於正確、高概率目標識別。④ 遠距離(大於10千米)目標識別感測器及信息利用輔助工具。新型感測器及探測模式可以生成前所未有的目標特徵和現象。⑤ 半自動及全自動目標識別演演算法。要有可以將第一時間發現的新目標迅速插入識別演演算法的能力和按作戰能力進行特定目標識別的能力,不能局限於對安排好的,或者經過模擬的目標進行識別。⑥用於空中打擊和地面作戰的戰場預測,以及可對感測器、信息利用系統和武器系統進行動態同步的技術。
b、關注方向
為了加速C4KISR的研究進程及其運用,未來需關注以下幾個方面的發展:①感測器領域:遠距離監視;多維、多方式探測;樹葉穿透移動目標指示器;對零散作戰人員的探測和跟蹤。②信息利用領域:自動目標識別;連續跟蹤;自動化裝備。③信息集成領域:網路中心的實現技術;分散式嵌入計算。④指揮控制領域:戰場預測;裝備的動態同步。
C4KISR系統的發展過程是一個內涵不斷擴大,要素不斷增加的過程。縱觀其發展和變革歷程,可以得出這樣的結論:C4中的指揮控制是關鍵,通信和計算機是工具,ISR所包含的情報是基礎,監視、偵察是信息來源,而“K”即武器系統的打擊和行動,其所蘊含的“殺傷”能力則是C4KISR系統發展的最終目標。當然,一場反C4KISR之戰也已悄然打響,並引起世界各國兵家的注目。據報道,為保障系統安全和贏得對抗優勢,美軍已在各種作戰平台上裝備了600多種電子對抗系統,擁有近千架專用電子戰飛機;並正加速將GIG(全球信息柵格)融入C4KISR系統之中,欲為建設和發展中的C4KISR系統構建信息盾牌,以進一步增強其免疫能力、抗毀能力和互通能力。