侦察作战技术及其在水面发现技术中的应用和局限性

侦察作战技术是指导弹作战体系中预警侦察系统掌握战场态势的基本行动方法, 主要包括发现作战技术、 分类作战技术、 定位/跟踪作战技术以及“六觉” 作战技术。

1.发现作战技术

发现作战技术是指利用作战体系中的预警侦察力量发现敌情和敌方目标的基本方法。 目的是掌握敌方的动态, 判明敌方的意图, 实施有效的部署调整,并在机动中发现敌方的弱点, 寻找有利的战机。 发现作战技术主要包括卫星发现技术、 空中发现技术、 陆上发现技术、 水面发现技术、 水下发现技术、 导弹侦察发现技术、 特战发现技术、 融合发现技术等。

卫星发现技术是指利用预警和侦察卫星发现敌情和目标的技术。 卫星发现技术具有发现区域广、 发现手段多、 发现目标快、 自主分析和分发能力强等优势。 但在作战中, 还存在一些不足： 再多的卫星和卫星组对某一区域的监视都具有重访周期, 在一个周期内, 连续监视只能维持数分钟到数十分钟； 电子侦察卫星在目标静默的情况下, 不能发挥作用； 光学和红外侦察卫星则容易受到云、 雾、 雨、 雪天气的影响； 卫星系统易遭干扰和攻击。 因此, 卫星发现技术多用于战场态势信息的发现, 难以实现与导弹的直接交联。

空中发现技术是指利用预警机、 有人/无人/蜂群侦察机、 高超声速侦察作战平台、 气球载侦察作战平台等手段发现敌情和目标的技术。 空中发现技术的优点： 可以较长时间地滞空, 可以对一个区域进行连续的侦察发现； 探测距离较远, 受地球曲率的影响, 最大探测距离L 约为, H1 为空中侦察作战平台的飞行高度, H2 为目标飞行高度。 空中发现技术的缺点：空中侦察作战平台本身易被发现、 干扰和摧毁, 需在己方严密保护区域内飞行, 前出距离受限； 难以发现临近空间高超声速飞行器目标； 对超低空飞行的亚声速巡航导弹和无人机等, 受海杂波和地杂波的影响较大。 因此, 空中发现技术多用于战场侦察, 更便于实现与导弹的直接交联, 以实现导弹的超视距攻击。

陆上发现技术是指利用部署在陆地/岸基/岛礁的对空、 对海雷达发现敌情和目标的技术。 陆上发现技术的优点： 发射功率大, 发现分辨率高； 技术体制多样, 可以发现包括隐身目标在内的各类目标； 可以陆上机动部署, 生存能力较高； 陆上雷达可以组网运行, 互联互通互操作能力强, 抗干扰和抗毁能力强； 能够对某一海空域实施长期连续侦察发现, 而且便于运行保障。 陆上发现技术的缺点： 固定部署的雷达易受干扰和摧毁, 越是功能强大的预警雷达, 在战时越是成为首要攻击的对象； 受地球曲率影响, 发现距离受限； 超视距雷达探测距离和工作稳定性易受天气影响。 因此, 陆上发现技术多用于陆战场和近海作战的战场侦察, 也便于实现与导弹的直接交联。

水面发现技术是指利用海上作战平台所携带的预警机、 直升机、 侦察机、无人机以及舰载雷达、 飞行桅杆^[1]发现敌情和目标的技术。 水面发现技术的优点： 海上作战平台可以前置部署, 增加纵深的发现距离； 可以对区域和目标实施连续侦察发现； 海上作战平台所携带的空中侦察作战平台, 具有与空中发现技术相同的优点和局限性； 海上作战平台便于布设多种技术体制的雷达, 以满足进攻、 防御等不同作战任务的需要； 多个海上作战平台组成海上编队, 可以实现分布式探测。 水面发现技术的缺点： 受地球曲率影响, 舰载雷达侦察发现范围受限； 舰载雷达只要开机运行, 就会被电子侦察卫星和技术侦察装备发现和定位, 自身隐蔽性较差； 舰载雷达威力易受海况和天气的影响。 水面发现技术是海上作战的重要手段, 用于支撑和保障海上编队和作战平台几乎所有的作战行动。

水下发现技术是指利用布设/预置的海底浮标和声呐阵、 反潜飞机投放的声呐浮标、 舰载的舰壳声呐和拖曳式声呐、 有人/无人潜艇声呐、 反潜飞机磁探测、 飞机和卫星压力波探测等发现水下敌情和目标的技术。 水下发现技术的优点： 可以隐蔽布设、 预置和前置, 可以机动部署； 水下部署隐蔽性强； 技术手段多样, 作战使用灵活。 水下发现技术的缺点： 受水介质的影响, 各类探测波传播衰减快, 侦察发现范围小； 主动声呐工作时易被侦察和发现； 对UUV等小型无人潜航器难以实施发现。 因此, 水下发现技术多用于在特定的海域实施伏击性侦察发现, 多用于海上编队的警戒性和防御性侦察发现, 多用于引导反潜导弹的攻击。

导弹侦察发现技术是指利用弹载传感器发现敌情和目标的技术。 在战时,导弹可以用作一次性使用的侦察作战平台, 用于抵近发现敌情和目标。 弹道导弹可以用作一次性使用短时侦察卫星, 亚声速/超声速/高超声速巡航导弹可以用作一次性使用长航时无人侦察机。 这就使得导弹侦察发现技术具有与卫星和空中发现技术的共性特点。 因此, 导弹侦察发现技术多用于战时对疑似目标的火力抵近侦察, 多用于召唤和引导后续导弹的进攻。

特战发现技术是指利用特战队员、 特工人员深入敌后抵近侦察发现敌情和目标的技术, 利用民机、 民船、 民众提供的情报和信息也属于此类发现技术。特战发现技术的优点： 隐蔽, 准确。 特战发现技术的缺点： 真假辨识度不可控。 因此, 特战发现技术多用于战场的预警情报, 多用于对导弹实施召唤性打击。

融合发现技术是指利用各种发现技术融合形成的战场态势发现敌情和目标的技术。 融合发现技术是最常用、 最全面准确的发现技术。 但是, 融合发现技术需要的传感器多, 传递信息的信道多, 融合分析的资源多, 信息传递的环节多, 造成融合结果耗时多。 在与势均力敌的敌方对抗中, 难以充分地发挥融合发现技术的优势。

先于敌方发现是取胜的关键。 除提升预警侦察系统的体能外, 对预警侦察装备采用立体布势和前沿布势, 更加有利于先于敌方发现。

2.分类作战技术

分类作战技术是指对敌情和目标进行分类和识别的方法。 目的是分清敌与友、 军与民、 主与次、 真与假的目标性质, 为己方发现和识别真正的打击目标创造条件。 分类作战技术主要包括卫星分类技术、 空中分类技术、 陆上分类技术、 水面分类技术、 水下分类技术、 导弹分类技术、 特战分类技术、 融合分类技术等。

电子侦察卫星主要利用侦察到的雷达信号的脉内特征( “雷达指纹”) 分类和识别目标, 成像侦察卫星主要利用高分辨率的光学、 红外和雷达成像分类和识别目标。 但在雷达静默、 雨雪云雾条件下, 卫星的分类功能会失效。

空中分类技术、 陆上分类技术、 水面分类技术、 水下分类技术、 特战分类技术使用与其发现技术相同的作战平台和传感器, 只是分类识别的能力有所差别。 其发现技术的特点也是分类技术的特点。 发现技术的适用范围也同样适用于分类技术的应用。

导弹分类技术特指两类技术： 一是导弹抵近侦察、 发现和分类识别的技术； 二是智能导弹利用多传感器和机器学习、 大数据处理的优势, 自主发现、分类和识别目标的技术。 智能导弹分类技术的最大优点在于导弹发射后不再依赖导弹作战体系的支援, 可以实现“发射后不管”。 因此, 导弹分类技术多用于对远程高价值目标的智能打击。

融合分类技术是战时最常用的分类技术。 因为单一分类技术手段对战场态势、 敌方目标特征的感知手段和利用特征信息是有限的, 据此进行的分类和识别也具有一定的不确定性。 只有融合各种分类技术的各种目标特征信息, 比如雷达与技术侦察信息的融合处理, 才能以较高的置信度分类和识别要攻击的目标。

在导弹作战中, 目标的分类识别是一个难点和重点。 因为敌方的目标往往与民用目标混合在一起, 往往采用无线电静默等措施, 进行巧妙的伪装和布设假目标进行诱骗。 因此, 准确地分类识别目标, 既需要多源的信息融合, 更需要结合指挥员和专业技术人员对敌方意图的判断、 对战场态势的整体把控以及直觉力和决断力, 借助机器学习和人工智能, 科学而全面地实施分类作战。(www.xing528.com)

3.定位/跟踪作战技术

定位/跟踪作战技术是指对于选定的作战目标进行定位和跟踪的方法, 目的是为导弹的打击提供目标指示和控制引导。 定位/跟踪作战技术主要包括卫星定位/跟踪技术、 空中定位/跟踪技术、 陆上定位/跟踪技术、 水面定位/跟踪技术、 水下定位/跟踪技术、 导弹定位/跟踪技术、 特战定位/跟踪技术、 融合定位/跟踪技术、 过程定位/跟踪技术等。

定位作战技术和跟踪作战技术有共性也有区别。 共性在于其本质都是对目标进行定位。 区别在于： 定位作战技术可以一次性地给出, 多用于导弹进攻作战； 跟踪作战技术必须连续地给出目标的位置和速度, 多用于防御作战。

高精度的卫星发现/分类技术、 空中定位/跟踪技术、 陆上定位/跟踪技术、水面定位/跟踪技术、 水下定位/跟踪技术、 特战定位/跟踪技术等所获取的敌情和目标信息, 一般可以满足导弹攻击目标指示、 瞄准和导引控制的要求。

低精度的目标信息, 经融合处理后一般也可以满足导弹攻击目标指示、 瞄准和导引控制的要求。

随着分布式导弹技术的发展, 低精度的态势级目标信息也可以满足导弹攻击目标指示、 瞄准和导引控制的要求。

导弹定位/跟踪技术特指两类技术： 一是导弹抵近定位/跟踪的技术； 二是智能导弹利用多传感器和机器学习、 大数据处理的优势, 自主定位/跟踪目标的技术。 智能导弹定位/跟踪技术的最大优点在于导弹发射后不再依赖导弹作战体系的支援, 就可以实现“发射后不管”。 因此, 智能导弹定位/跟踪技术多用于对远程高价值目标的智能打击。

过程定位/跟踪技术是指在导弹发射到命中目标的时段内, 导弹作战体系不断地获取和提供目标信息, 并传递给进行攻击的导弹, 直到导弹截获目标。这是一种“准备—发射—瞄准” 的导弹作战流程。 定位/跟踪成为一个过程事件, 而不是作为传统作战的发射条件。

对于导弹进攻作战而言, 一般给定定位信息就可以满足导弹作战的需要。而对于导弹防御作战而言, 需要对目标的运动实施连续跟踪, 给出运动轨迹和速度、 加速度等信息, 从而为导弹的打击提供正确有效的导引。 这就是对防御系统的搜索和制导雷达要求更高的根本原因。

4.“六觉” 作战技术

“六觉” 作战技术是借鉴人体的眼、 耳、 鼻、 舌、 身、 意的六个感知器官, 对应到预警侦察系统和导弹感知目标的功能拓展, 形成预警侦察系统和导弹的视觉、 听觉、 嗅觉、 味觉、 触觉和直觉, 从而开拓预警侦察和导弹截获目标的作战技术途径, 提升预警侦察系统感知和导弹截获目标的能力。

预警侦察系统和导弹的视觉是指通过感知目标的散射/反射信号特征, 发现、 分类和定位/跟踪目标。 这是目前应用最为广泛的目标感知方式。 比如,利用雷达的反射信号感知目标, 利用太阳光的散射信号进行光学成像, 利用目标散射的广播电视信号进行无源定位, 利用目标反射的声信号感知水中和水下目标的主动声呐技术等。 预警侦察系统和导弹视觉的发展方向是向全频谱拓展, 向量子技术的应用拓展。

预警侦察系统和导弹的听觉是指通过感知目标辐射的信号特征, 发现、 分类和定位/跟踪目标。 这也是目前应用比较广泛的目标感知方式。 例如, 利用目标辐射红外信号感知目标的红外感知技术, 利用目标上的雷达和通信辐射信号感知目标的电子侦察技术, 利用水面舰艇和潜艇辐射的声信号感知目标的被动声呐技术等。 预警侦察系统和导弹听觉的发展方向是感知目标释放的其他特征信号, 如舰艇目标释放的燃油废气, 其组分具有典型的光谱特征, 通过检测光谱特征的浓度和梯度, 就可以大致得知目标的方位和距离； 如核动力舰艇随二回路交换到海中的废水中, 具有特殊的放射性辐射物质, 通过检测这种放射性物质, 就可以探知目标的存在； 又如, 地面履带和轮式车辆在行驶过程中会留下明显的车辙, 通过红外、 光学、 雷达成像就可以远距离地探测到这种车辙, 顺藤摸瓜, 就可以找到目标所在。 目标辐射的信号种类还有很多, 需要不断地去探索, 找到感知信号的新的传感器和信号处理方法。

预警侦察系统和导弹的嗅觉/味觉是指通过感知目标与其运动介质相互作用产生的衍生信号, 来发现、 分类和定位/跟踪目标的作战技术。 这是一种新兴的目标探测感知技术, 具有广阔的发展前景。 例如, 水面舰艇高速航行, 在其舰尾会形成长长的尾流, 通过探测这种尾流就可以找到目标的位置； 飞机在大气中飞行, 也会在大气中留下可供探测的痕迹； 潜艇在水下航行, 艇体与海水相互作用会形成低频压力波, 压力波与海浪会形成特殊的干涉条纹, 探测这种干涉条纹就可以发现和暴露潜艇的位置； 水面舰艇和潜艇在航行中会形成特定类型的磁场信号和压力场信号, 检测到这种信号就可以感知到目标的接近。目标与其运动介质相互作用产生的衍生信号, 提供了一种发现目标的新方法,同样需要去探寻未知的衍生信号及其探测方法。

预警侦察系统和导弹的触觉是指通过接收外部信息感知目标的作战技术。比如, 目标的信息链信息中, 就包含有目标的性质、 位置和速度等重要的目标信息, 如果能够截获和破译数据链信息, 就可以直接得到敌方的态势和位置信息； 民用船只都装有船舶自动识别系统AIS, AIS 系统配合全球定位系统, 将船位、 船速、 船名等动态信息向附近水域船舶和岸台广播, 以便于其他舰船采取必要的避让行动。 目前很多军用船只都装有AIS 系统, 利用AIS 信息可以识别军用还是民用船只； 敌我识别信号也是可以利用的触觉信号。 触觉的范围仍然广泛, 需要以创新的思维探索更多的应用领域。

预警侦察系统和导弹的直觉是指仅利用与目标相关的片段信息, 就可以凭直觉和经验发现目标存在的作战技术。 人工智能技术的应用有两个分支： 一个是进行大数据的挖掘形成智能； 另一个是通过机器学习仅利用片段数据作出判断和结论。 直觉作战技术是人工作战技术后一个发展分支的具体应用。 利用片段信息的前提是经过深度学习和“经验” 的积累, 没有这种经验的积累, 仅依赖片段信息作出判断是极其盲目和危险的。

导弹的“眼、 耳、 鼻、 舌、 身、 意” 的“六觉”, 形成导弹的“色、 声、香、 味、 触、 法” 的“六识”, “六识” 的归纳和演绎产生导弹的智能。 因此,“六觉” 是导弹自主智能的前提和条件。