3.3.1.1 概念
随着平台中心战向网络中心战的转变，坦克分队协同作战成为一体化联合作战背景下的主要作战模式。坦克分队协同感知是实现协同作战的前提和基础，但是当前复杂多变的战场环境存在电磁信号密集度高，威胁目标呈多层次、多方位和纵深饱和攻击的特点，单一和分立的坦克传感器在作战使用上难以满足任务需求。具体体现在：①有限的传感器资源，只能为有限的目标服务；②复杂和高度动态的战场环境，导致传感器对目标的探测感知具有很强的不确定性；③不同类型的传感器能力不同，适用于不同的任务，随机发生的传感器故障或干扰会导致任务失败。因此，为了更好地完成任务，打破各传统设备的条块分割界限，将相应的传感器资源集中管理，协同优化组合使用，充分发挥多传感器协同探测的优势和能力互补。为此，本节研究坦克分队的多传感器协同感知技术，图3-2所示为该协同感知系统示意。
图3-2 坦克分队协同感知系统示意
坦克分队是指以坦克为主体装备，配套指挥车、侦察车、通信指挥车等组成的战斗分队。在未来作战中，坦克分队将在基于信息系统的一体化联合作战体系中实施地面机动突击、目标机动防卫、区域稳定控制、体系作战，担任一体化信息系统的陆基栅格节点。坦克分队中车辆的主要电子设备包括传感器系统、作战指挥控制系统、武器系统和通信系统等，其中传感器系统是坦克分队执行作战任务的“眼睛”，传感器系统的结构是否合理，关系到其探测和侦察能力的发挥。由于坦克分队具有机动性，其装备的传感器具有多型性、多样性，传感器能力具有针对性和互补性等特点，因而通过对传感器系统的综合管理、优化组织和协同探测控制，可以充分发挥传感器系统的能力，提升对目标的探测、跟踪和识别能力，对提升坦克分队协同作战能力起着重要的支撑作用。
亟待解决的主要问题是多传感器协同感知技术（图3-3给出5个传感器的协同感知示意）。本节介绍的协同感知是根据多样化作战任务探测需求将多种坦克分队平台上部署的多样化传感器，依据一定的协同准则进行优化组织、协同控制，以得到探测跟踪的最佳性能、提升目标捕获概率和精度、改进目标的跟踪质量。坦克分队的协同感知是逻辑上的功能系统，其主要任务是进行战场态势协同感知，为指挥控制提供高质量的情报源，实现信息共享、态势共享。从战术层面看，坦克分队的协同感知是以作战任务为驱动、指挥控制为中心的动态实施过程。如何给出高效的多传感器协同感知技术成为急需解决的主要问题。
图3-3 坦克分队的协同感知示意
3.3.1.2 传感器信息管理
协同探测传感器信息管理的作用是为协同探测任务规划、组织管理和操作控制提供所需的基础信息和知识的描述，主要包括如下3种信息的管理。
1.传感器静态信息管理
静态信息主要用于传感器任务的预先分配约束。根据作战任务分配传感器时，通过传感器与任务、保障区域和目标特点的适配性，结合传感器能力分析模型选择合适的传感器。
2.传感器协同控制规则管理
协同控制规则主要表现在任务分配过程中尽量减少相互影响，充分发挥协同探测优势，避免不适应环境对传感器使用的影响等经验知识、规则，为实现对传感器的协同探测提供合理的调配准则。
3.传感器动态信息管理
传感器动态信息主要为传感器以任务和工作状态为主体的任务日历信息，用于传感器任务的冲突消解，为冲突消解提供动态调整所需的信息，并对调整后的任务和状态进行实时更新，以便下次任务调整和冲突消解提供依据。传感器资源日历示例如表3-1所示。
表3-1 传感器资源日历示例
协同探测信息管理是基于数据库进行的，主要包括如下两项关键技术：
（1）传感器管理信息数据库构建技术。针对装甲车辆分队传感器特点，分探测类传感器和防护类传感器进行数据库表的设计，对静态信息、动态信息和协同控制规则进行相关字段的设计和定义，构建传感器信息管理数据库，以方便查询和存储。
（2）传感器协同控制规则知识化技术。研究面向探测和防护等多样化任务下的传感器协同规则知识化描述方法，利用规则描述语言对传感器协同规则进行统一描述，以方便查询和存储。
3.3.1.3 协同探测组织管理
如图3-4所示，协同探测组织管理的目的是对跨平台探测资源进行组织管理，在保证作战任务要求的前提下，进行传感器目标分配、传感器交叉引导、探测效能评估，保证协同探测的完整性、稳定性、准确性、及时性，提高情报感知的可靠性。
图3-4 协同探测组织管理技术框图
1.跨平台传感器管理技术
传感器资源管理起到感知任务需求与探测资源间的映射作用，通过资源管理，可在现有传感器资源条件下实现探测能力最大化。在协同探测体系中将坦克装甲车辆分队跨平台的所有传感器融为一体，需要重点研究传感器目标分配技术、传感器交叉引导技术、传感器冲突消解技术、防护类传感器智能调度技术，实现跨平台主/被动传感器、同/异类传感器协同管理，以达到基于任务的传感器组网应用目的。
1）传感器目标分配技术示意（图3-5）
（1）多项式复杂程度的非确定性问题（Non-deterministic Polynomial，NP）。
（2）约束条件：时间约束；空间约束；资源约束；环境约束。
（3）求解模型：基于效用的优化模型；基于融合精度的分配模型；基于拍卖理论的分配模型；基于多智能体的分配模型。
图3-5 传感器目标分配技术示意(www.xing528.com)
2）传感器交叉引导技术
对于陆上坦克装甲车辆分队传感器主/被动协同主要包含以下形式：
（1）被动传感器引导主动传感器。红外、CCD等被动传感器探测到目标后，引导主动传感器（毫米波雷达）去探测目标（图3-6）。
图3-6 被动传感器引导主动传感器技术示意
（2）主动传感器引导被动传感器。主动传感器（毫米波雷达）探测到目标后，引导红外、CCD等被动传感器去探测目标。
（3）搜索传感器引导跟踪传感器。360°周视搜索镜（CCD、红外、毫米波雷达）、全景感知设备（白光CCD+非制冷焦平面红外CCD）等搜索传感器搜索到目标后引导瞄准镜（CCD、红外、激光照射）进行跟踪瞄准（图3-7）。
图3-7 搜索传感器引导跟踪传感器技术示意
（4）传感器接力跟踪（图3-8）。
（5）侦察引导搜索。侦察机侦察到目标后，引导坦克装甲车辆搭载的传感器搜索目标（图3-9）。
图3-8 传感器接力跟踪技术示意
图3-9 侦察传感器引导搜索传感器技术示意
（6）传感器冲突消解技术。通过建立传感器任务日历，判断两个以上不同任务对同一传感器是否存在资源依赖关系，如果存在依赖，则存在冲突，需要进行冲突消解：①任务日历建立（每个传感器的工作时间和非工作时间）；②冲突检测；③冲突消解（基于规则进行）。
2.智能化传感器协同决策技术
对坦克装甲车辆分队跨平台多传感器的自动化协同控制是协同探测的最终目标，取决于指挥控制的决策水平，要求指挥控制必须具备智能化的决策能力。专家系统、知识决策等人工智能新技术很早就被国外军队引入军事辅助决策中，需重点研究基于规则的传感器协同决策技术，为传感器协同探测自动化提供技术支撑。
3.协同探测效能评估技术
协同探测对作战组织的贡献，不仅体现在提高信息质量、指挥员认知等层面，更重要的是不同的陆战战场环境下不同的协同探测方式对作战效果的影响。本质上，协同探测不是指挥控制的目标，而是实现作战探测任务的手段。因此，指挥控制系统必须具备协同探测效能评估技术，建立有效的协同探测协同度量模型和指标，进行协同探测效能评估，形成闭环。
3.3.1.4 协同探测操作控制
协同探测操作控制是指根据协同探测组织管理的决策命令对各平台同/异类传感器资源进行控制调度，时域控制、频域控制、空域控制、数量控制以及多域综合控制等执行协同探测作业，对传感器资源使用状态和任务执行过程进行监控，从而实现编队探测系统在合适的时间选择合适的传感器对合适的目标进行探测。
1.时域协同控制技术
通过综合考虑目标优先级、事件预测、传感器预测、传感器控制策略等因素，研究对传感器时域协同的精细化控制方法，对每个传感器的开/关机时间进行控制，并根据精确目标捕获提示控制多种传感器，以实现传感器时间资源的协同控制。
2.频域协同控制技术
为了防止敌方电子侦察或者降低坦克装甲车辆分队内部各个传感器之间同频异步干扰以及瞄准式干扰，需研究陆上电磁频谱资源控制技术，对电磁频谱资源进行合理筹划、科学调配，以实现在作战过程中多平台多传感器在动态的电磁环境下协同工作。
3.空域协同控制技术
根据坦克装甲车辆分队内各个平台的几何拓扑结构、传感器探测威力、传感器类型，以及最大的覆盖范围、对目标最小的漏情率等因素，研究多传感器空域协同方法，对传感器覆盖进行合理规划，以提高多传感器协同探测能力。
4.数量协同控制技术
通过对形成的复合航迹质量判定，根据质量的反馈可以做出参与协同探测传感器数量的调整。研究多传感器数量协同技术，对各平台传感器进行协同控制、最优组合，通过不同数量传感器的组合控制改善探测跟踪的最佳性能，改进目标的跟踪质量。
5.工作方式协同控制技术
陆上作战平台装备的多种探测型传感器具体工作频段和工作方式均有所不同，所具备的性能指标也有较大差异。研究多传感器工作方式协同技术，通过控制每个传感器的工作方式，包括远、中、近工作方式，全空域和分空域探测工作方式，抗干扰工作方式等，可以完成多种工作方式协同，实现协同探测。
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