閱兵裝備看的過癮，可你想過該如何技術(shù)性地避免空地誤傷嗎？

自二戰(zhàn)以來，多次戰(zhàn)爭記錄近距空中支援誤傷己方地面部隊的案例。隨著戰(zhàn)爭中介入大量的媒體報道，美軍開展研究、開發(fā)和應(yīng)用一系列敵我識別技術(shù)，以期望在聯(lián)合作戰(zhàn)中減少誤傷，對未來技術(shù)應(yīng)用發(fā)展有極大的參考和學(xué)習(xí)價值。

引 言

20世紀(jì)以來，為奪取陸空聯(lián)合作戰(zhàn)的主動權(quán)，以高制低、以快捷見長、以大密度制勝的近距空中支援成為合力制敵的有效途徑[1]。近距空中支援是由固定翼或者旋轉(zhuǎn)翼作戰(zhàn)飛機臨空打擊與友軍距離較近的敵方目標(biāo)來支援地面戰(zhàn)術(shù)單元的作戰(zhàn)行動 。經(jīng)統(tǒng)計，海灣戰(zhàn)爭中美軍誤傷率17%，致死比例24%，大概1/3誤傷事件涉及空對地攻擊[4];伊拉克戰(zhàn)爭中誤傷致死比例為美軍18%、英軍15%[5]，大多數(shù)死亡來自空地誤傷。即使美軍擁有先進的武器裝備，空地誤傷問題始終未得到有效解決。

空地誤傷主要因素分析

通過對空地誤傷事件的分析，總體看，空地誤傷主要影響因素為戰(zhàn)場環(huán)境和操作使用。

01戰(zhàn)場環(huán)境影響

從空地支援作戰(zhàn)誤傷事件分析，戰(zhàn)場環(huán)境影響主要包括三個方面。

一是氣象環(huán)境限制，晝夜、雨雪、沙塵等條件等限制視覺觀察目標(biāo)特征準(zhǔn)確性，造成誤傷，如1991年2月17日海灣戰(zhàn)爭中“阿帕奇”誤傷已方裝甲車輛;

二是地理環(huán)境限制，城市、密林等遮擋效應(yīng)造成通信欠佳，話音、數(shù)據(jù)傳輸受限，缺乏空地直接識別手段，造成誤傷，如2003年3月23日伊拉克戰(zhàn)爭中A-10攻擊已方兩棲突擊車;

三是電磁干擾限制，系統(tǒng)內(nèi)部干擾造成敵我識別系統(tǒng)失效，引發(fā)誤傷，如1982年6月5日馬島戰(zhàn)爭中“卡迪夫”號誤擊已方“小羚羊”直升機。

02操作使用影響

作戰(zhàn)是一個高度緊張的環(huán)境，所有軍事裝備的設(shè)計都是給疲憊、害怕、憤怒和興奮的個人使用，這種作戰(zhàn)環(huán)境的士兵幾乎很難處于最好的狀態(tài)。即使目標(biāo)和戰(zhàn)場態(tài)勢信息是準(zhǔn)確而及時的，操作員吸收消化信息的能力也是非常有限的，如2006年12月5日阿富汗戰(zhàn)爭中美軍F/A-18C誤擊英海軍陸戰(zhàn)隊事件。據(jù)美軍經(jīng)驗表明，面對復(fù)雜巨系統(tǒng)，環(huán)節(jié)越多、流程越雜、處理越繁，越容易出現(xiàn)錯誤[6]，復(fù)雜系統(tǒng)本身就有內(nèi)在的不可避免的危險。因此，監(jiān)視識別目標(biāo)簡單、武器操作便捷就非常重要。

由于協(xié)作式詢問-應(yīng)答敵我識別系統(tǒng)技術(shù)更能適應(yīng)戰(zhàn)場上氣象、地理、電磁環(huán)境，操作上更易于應(yīng)用，美軍經(jīng)實戰(zhàn)檢驗最終將敵我識別器作為空地支援作戰(zhàn)的必備條件;同時，為抑制操作者心理因素副作用影響，通過戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和規(guī)程(TTP)與交戰(zhàn)規(guī)則(ROE)來約束目標(biāo)識別操作規(guī)程。

避免空地誤傷主要技術(shù)及其特點分析

技術(shù)上看，美軍近年來研發(fā)運用的減少空地誤傷系統(tǒng)與設(shè)備種類繁多，既有視覺識別、熱標(biāo)識、紅外標(biāo)識等被動無源識別手段，也有基于詢問-應(yīng)答的射頻標(biāo)簽、戰(zhàn)場敵我識別、雷達(dá)敵我識別系統(tǒng)。

01視覺識別

視覺識別是最基本用于減少誤傷的手段，但在空地支援作戰(zhàn)中，已經(jīng)被反復(fù)證明不可靠，其準(zhǔn)確度受到視覺傳感器性能、天氣情況、人為判斷等多種因素限制。

對于固定翼飛機空地支援作戰(zhàn)，美軍試驗數(shù)據(jù)表明，當(dāng)飛行高度超過2000英尺(610米)時，機上觀察員發(fā)現(xiàn)并識別目標(biāo)能力會顯著降低，其正確識別一輛坦克概率僅為50%;而當(dāng)飛行高度為3000英尺(915米)時，這一概率則降至20%;足以證明視覺識別在空地識別中的局限性。

對于旋翼飛機空地支援作戰(zhàn)，雖然其飛行速度易于視覺觀察，但其加裝的前視紅外系統(tǒng)性能無法與機載武器最大射程匹配，對美軍AH-64 “阿帕奇”直升機和AH-1W“超級眼鏡蛇”直升機敵我識別操作流程分析得知，飛行員須機動接近目標(biāo)以對其進行視覺識別，導(dǎo)致作戰(zhàn)效能降低。

此外，視覺識別易受到外部因素制約，包括晝夜、氣象、地形、偽裝等。

02熱標(biāo)識裝置

美陸軍在曾海灣、伊拉克戰(zhàn)爭中使用熱識別板來輔助裝備有前視紅外系統(tǒng)車輛進行視覺識別。該裝置采用低發(fā)射性熱材料，易于在前視紅外系統(tǒng)顯示器上形成冷點以區(qū)別敵我，安裝于車輛頂部，便于空地識別。但若遇惡劣沙塵天氣、地面機動中標(biāo)識板被弄臟覆蓋，識別板有效性會大打折扣。

圖1熱識別板(TIP)

理論上分析，熱標(biāo)識裝置可在6至8千米距離外發(fā)現(xiàn)識別，但實戰(zhàn)距離遠(yuǎn)小于理論值。在伊拉克戰(zhàn)爭中，“阿帕奇”直升機只能在3千米處識別，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其打擊距離。

03紅外標(biāo)識裝置

紅外標(biāo)識裝置主要包括紅外閃光燈和近紅外激光指示器兩類。

紅外閃光燈是地面部隊用于防止夜間空地誤傷的基本配置。利用紅外閃光燈閃爍(可以固定頻率閃爍，也可以對閃爍光進行現(xiàn)場編程)發(fā)射信號，配備夜視鏡的空中部隊能在4千米左右距離發(fā)現(xiàn)紅外閃光燈發(fā)出的閃光。該手段有助于提高機組人員使用夜視裝置發(fā)現(xiàn)友軍部隊的概率，但其缺陷也相當(dāng)明顯，無法在晝間提供保護。

近紅外激光指示器與紅外閃光燈相同的光譜區(qū)，通過夜視裝置才能發(fā)現(xiàn)。指示器能在夜間指示友軍和敵軍的位置，便于空中飛機辨識。地面引導(dǎo)人員可用激光能照射目標(biāo)，從而對激光制導(dǎo)武器實施引導(dǎo)或者協(xié)助具有激光跟蹤功能的飛機進行目標(biāo)捕獲。

04射頻標(biāo)簽

射頻標(biāo)簽旨在使裝備雷達(dá)的飛機能夠識別配備射頻標(biāo)簽的友軍，為空地支援作戰(zhàn)飛機提供更遠(yuǎn)的目標(biāo)識別能力與及時的態(tài)勢更新能力。射頻標(biāo)簽使用原始信號的調(diào)制版本應(yīng)答空地雷達(dá)的激勵信號，并雷達(dá)顯示屏上顯示友軍的位置，降低空地友軍誤傷概率。射頻標(biāo)簽具備實時性好、雷達(dá)探測與識別同時完成、識別過程自動完成、成本低及全天候工作等優(yōu)點，但在開發(fā)射頻標(biāo)簽方面仍然有許多迫切需要解決的技術(shù)問題，如在多體制雷達(dá)適應(yīng)性、多雜波環(huán)境標(biāo)簽信號檢測、多雷達(dá)干擾環(huán)境標(biāo)簽信號準(zhǔn)確獲取等。

05戰(zhàn)場目標(biāo)識別系統(tǒng)(BTID)

戰(zhàn)場目標(biāo)識別系統(tǒng)雖起源于地地識別需求，但實際已運用部署于旋翼飛機上，通過空地協(xié)同識別方式，有效避免低空、超低空機動平臺對地面裝甲的誤傷。目前，該系統(tǒng)已得到美軍部署及演示運用。

戰(zhàn)場目標(biāo)識別系統(tǒng)使用Ka頻段毫米波進行詢問-應(yīng)答，頻率在36.7～37.0GHz之間，采用低截獲概率擴跳頻脈沖機制、詢問旁瓣抑制技術(shù)，具備敵我識別和數(shù)據(jù)交互功能，其空對地識別距離能夠達(dá)到14Km以上。系統(tǒng)采用毫米波具備穿透戰(zhàn)場煙塵、霧、雨雪等障礙能力，擴跳頻設(shè)計被敵方探測、截獲的概率極低，波束窄、分辨率高特別適用于陸戰(zhàn)場密集交錯機動武器群識別。該系統(tǒng)操作使用便捷，操作者通過武器觀察瞄準(zhǔn)器或者雷達(dá)直接牽引識別系統(tǒng)進行目標(biāo)區(qū)分，但同所有協(xié)作式目標(biāo)識別系統(tǒng)一樣，不能識別機動平臺為“敵方”，實現(xiàn)開火打擊必須嚴(yán)格遵守交戰(zhàn)規(guī)則。

06雷達(dá)敵我識別系統(tǒng)(Mark XIIA)

Mark XIIA雷達(dá)敵我識別系統(tǒng)是美軍最新研制并正在大面積換裝的系統(tǒng)，核心是在原Mark XII系統(tǒng)上新增模式5能力。模式5設(shè)計上除采用現(xiàn)代編譯碼算法、新型調(diào)制擴頻技術(shù)以提升系統(tǒng)抗干擾、抗欺騙能力外，更為重要的是新增空地識別方式。

模式5仍采用1030/1090MHz作為詢問-應(yīng)答頻率，理論上空地識別威力達(dá)到視距。模式5的空地識別方式有兩種：

一是空對地一般態(tài)勢識別，機載平臺1030MHz頻率詢問發(fā)射，不指定精確殺傷區(qū)，地面以1090MHz頻段應(yīng)答自身的經(jīng)緯度坐標(biāo)，由機載平臺判斷目標(biāo)是否在殺傷區(qū);

二是空對地精確識別，機載平臺以1090MHz頻段發(fā)射精確的攻擊區(qū)域，地面平臺接收并計算是否處于殺傷區(qū)，若處于則以1030MHz上報短信息代碼，縮短響應(yīng)時間[7]。

07其他技術(shù)

空地誤傷避免的主要技術(shù)手段，其特點及適應(yīng)性如下表所示。

表1 空地誤傷避免敵我識別技術(shù)

除上述技術(shù)之外，美軍為解決空地誤傷問題，采用冗余互補方式研發(fā)多種技術(shù)手段，如基于無線電的戰(zhàn)斗識別系統(tǒng)、藍(lán)軍跟蹤系統(tǒng)(BFT)、聯(lián)合藍(lán)軍態(tài)勢感知系統(tǒng)(JBFSA)等態(tài)勢感知系統(tǒng)。究其本質(zhì)，均為通過數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一空地情報、縮短態(tài)勢數(shù)據(jù)獲取時間，是為解決設(shè)備形態(tài)各異、數(shù)據(jù)交互困難、裝備數(shù)量過多等煙囪問題，如伊拉克戰(zhàn)爭中BFT系統(tǒng)數(shù)量達(dá)9種、信息不可共享、延遲大于快速機動部隊速度(自己刷新10-15秒，友軍刷新數(shù)分鐘)等問題[8]。態(tài)勢感知系統(tǒng)和所有的敵我識別系統(tǒng)之間的關(guān)鍵差別是信息的遲滯性[9]，在解決空地誤傷問題上，敵我識別系統(tǒng)仍是基礎(chǔ)手段。

空地誤傷避免技術(shù)發(fā)展趨勢

總體上看，美軍為解決空地誤傷問題，筆者認(rèn)為可歸納為兩個方面開展研究。一是適應(yīng)戰(zhàn)場環(huán)境的誤傷避免技術(shù)研究及應(yīng)用，二是為減少人為副作用影響而開展的操作規(guī)程研究。

01空地誤傷避免技術(shù)研究及應(yīng)用

1) 新型敵我識別系統(tǒng)加裝應(yīng)用。美軍繼續(xù)深入研究測試及加裝詢問-應(yīng)答方式的新型敵我識別系統(tǒng)，以Mark XIIA模式5與BTID的空地識別為核心，其他標(biāo)識裝備技術(shù)手段為輔助，冗余應(yīng)用共同降低空地誤傷概率，可從美軍及其盟軍對敵我識別系統(tǒng)加裝及演習(xí)中得出結(jié)論。

2) 綜合識別技術(shù)研究。綜合識別技術(shù)是解決協(xié)作式詢問-應(yīng)答技術(shù)僅提供“友”與“非我”二元屬性，增強對“敵”判決的有效途徑，美軍不斷迭代開發(fā)綜合識別技術(shù)。2018年1月，美空軍發(fā)布“精確實時作戰(zhàn)識別傳感開發(fā)”(PRECISE)項目，旨在解決遠(yuǎn)距離、對抗條件下目標(biāo)識別新問題，包括多種協(xié)作與非協(xié)作敵我識別技術(shù)研究、目標(biāo)檢測技術(shù)研究、多傳感器數(shù)據(jù)融合精確識別定位技術(shù)研究。

3) 態(tài)勢信息共享技術(shù)研究。為減少空地支援作戰(zhàn)協(xié)同響應(yīng)時間，增強態(tài)勢感知能力，2015年，DARPA演示的持久近距空中支援項目(PCAS)，解決飛機數(shù)據(jù)鏈數(shù)量過多以及報文格式不統(tǒng)一的問題，將發(fā)出請求到實施攻擊的時間由現(xiàn)在的30-60分鐘縮短至6分鐘，避免時間長態(tài)勢變化引發(fā)誤傷。

02空地誤傷避免操作規(guī)程研究

1) 明確空地目標(biāo)識別技術(shù)應(yīng)用?？盏刂г鲬?zhàn)時，美軍明確區(qū)分“敵”與“友”的多種技術(shù)手段。對“敵”判定包括視覺識別、電子偵察信息、雷達(dá)探測圖像、保密地空通信等;對“友”判定包括視覺識別、標(biāo)識裝置識別、MarkXII雷達(dá)敵我識別系統(tǒng)、BTID戰(zhàn)場目標(biāo)識別系統(tǒng)、態(tài)勢系統(tǒng)等。美軍依托體系力量，多冗余技術(shù)手段協(xié)同判決，避免誤傷。

2) 美軍規(guī)范聯(lián)合作戰(zhàn)殺傷盒。殺傷盒是一個三維區(qū)域空間，采用網(wǎng)格化定義空間，包括高度、經(jīng)緯度、時間等信息，主要用于加強火力協(xié)調(diào)支援措施，促進空對地快速打擊。2014年，美軍聯(lián)合火力支援作戰(zhàn)條令(JP 3-09)中迭代殺傷盒的建立、取消、標(biāo)識、協(xié)調(diào)規(guī)程，避免多軍種聯(lián)合作戰(zhàn)時空地操作沖突而引發(fā)誤傷。

3)建立火力打擊安全距離矩陣?；鹆Υ驌舭踩嚯x是美軍為避免彈藥打擊誤傷，根據(jù)彈藥量、打擊方式、毀傷概率等確定的差異化安全距離，其操作性和針對性較強，采用0.1%失能概率(PI)描述。美軍建立了不同的空地支援飛機、不同彈藥、不同飛行高度的0.1%失能概率矩陣，并不斷迭代安全距離數(shù)據(jù)，便于地面指揮官評估風(fēng)險距離。

結(jié) 語

美軍的實戰(zhàn)經(jīng)驗表明，深入敵后作戰(zhàn)唯一能夠依靠的火力支援來自空中[11]。隨著軍隊信息化程度的不斷提升，近距空中支援的指揮層級也延伸至更低層級，聯(lián)合作戰(zhàn)不可控因素將增加更多;高價值平臺和高毀傷彈藥的不斷列裝，誤傷威脅將更為嚴(yán)重;迫切需要空地目標(biāo)識別技術(shù)的應(yīng)用。美軍采用的多種空地誤傷避免敵我識別技術(shù)及實戰(zhàn)操作規(guī)程，對未來裝備的發(fā)展和聯(lián)合作戰(zhàn)運用有極大的參考和借鑒意義。