數(shù)字化殺傷作戰(zhàn)指揮與控制系統(tǒng)

數(shù)字化殺傷作戰(zhàn)指揮與控制系統(tǒng)

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，世界上主要軍事國(guó)家都已開(kāi)始向數(shù)字軍事基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)邁出了一步，數(shù)字炮兵也隨著新軍事改革的潮流而產(chǎn)生。它具有火力反應(yīng)快、獨(dú)立作戰(zhàn)能力強(qiáng)、抗疲勞性能顯著等特點(diǎn)。已成為現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)火力支持的支柱力量。作為陸軍信息化裝備中的一把利劍,它的產(chǎn)生和不斷發(fā)展必將對(duì)未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)形成重大影響。1.數(shù)字火炮系統(tǒng)的性能分析1.1pyc-1、an/pgs-5型城市炮兵營(yíng)/部隊(duì)援助者信息平臺(tái)指揮與控制系統(tǒng)是數(shù)字化炮兵的基石。數(shù)字化火炮系統(tǒng)在擬制火力支援計(jì)劃、火力支援攻擊系統(tǒng)分析、目標(biāo)毀傷評(píng)估要求分析和野戰(zhàn)炮兵機(jī)動(dòng)控制等一系列行動(dòng)都必須依賴指揮控制系統(tǒng)。目前,各國(guó)數(shù)字化火炮的指揮控制系統(tǒng)都在逐步走向成熟。20世紀(jì)70年代末,美野戰(zhàn)炮兵開(kāi)始裝備“塔克法”戰(zhàn)術(shù)射擊指揮系統(tǒng)。這是世界上第1種具有決策輔助功能的戰(zhàn)術(shù)射擊指揮控制系統(tǒng)。其主要設(shè)備有:AN/PYC-1型手提箱式終端(BCT)、AN/PGS-5型火力支援小組信息機(jī)(FISTDMD)、AN/PSC-2型數(shù)字通信終端(DCT)以及前方信息輸入裝置(FED)。該系統(tǒng)裝備到炮兵營(yíng)、炮兵旅、師炮兵和軍炮兵各級(jí)。其主要功能是:(1)在炮兵營(yíng)和旅火力支援協(xié)調(diào)組進(jìn)行自動(dòng)化戰(zhàn)術(shù)射擊指揮及火力計(jì)劃;(2)在師一級(jí)除完成上述任務(wù)外,還有有限的目標(biāo)情報(bào)處理功能。美軍新一代炮兵指揮控制系統(tǒng)(先進(jìn)的野戰(zhàn)炮兵戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng))無(wú)論是在系統(tǒng)硬、軟件的設(shè)計(jì)上還是研制方法和項(xiàng)目管理上都吸取了“塔克法”的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),并采取了不少創(chuàng)新措施。美M109A6155mm自行榴彈炮系統(tǒng)采用先進(jìn)火力支援指揮與控制系統(tǒng),該系統(tǒng)采用膝上型加固輕型計(jì)算機(jī)的形式,無(wú)論是在橫向還是縱向的連續(xù)作戰(zhàn)行動(dòng)中都能實(shí)現(xiàn)火力支援手段的自動(dòng)化協(xié)同和控制。它能把近乎實(shí)時(shí)地進(jìn)行計(jì)算與通信,賦予指揮官以靈活、敏捷且能致敵于死命的反應(yīng)能力。炮上計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可從“阿法茲”系統(tǒng)受領(lǐng)射擊任務(wù),可接受來(lái)自外部輔助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和傳感器的大量信息,可自動(dòng)計(jì)算出精確的射擊諸元,并能自動(dòng)選擇擊毀目標(biāo)的用彈量和彈種以及引信組合?；鹋谏系膶?shí)時(shí)彈丸跟蹤系統(tǒng)(即毫米波跟蹤裝置和彈丸上的脈沖收發(fā)機(jī))可根據(jù)實(shí)時(shí)誤差數(shù)據(jù)修正彈道。1.2自動(dòng)控制技術(shù)戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)的獲取對(duì)數(shù)字化火炮發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)是至觀重要的,準(zhǔn)確快捷的目標(biāo)獲取才能保證火炮系統(tǒng)有的放矢,另外,數(shù)字化戰(zhàn)斗的概念還依靠“傳感器———射手”間的通訊聯(lián)絡(luò),尤其在執(zhí)行火力支援任務(wù)時(shí),還需要依靠“無(wú)需手動(dòng)”的火控程序,這種程序會(huì)用來(lái)衡量火炮的技術(shù)水平。美軍AN/TPQ-37炮位雷達(dá)是一種采用相控陣體制的三坐標(biāo)雷達(dá)。在作業(yè)時(shí),該雷達(dá)的銳方向性射束進(jìn)行水平快速掃描,在雷達(dá)掃描的任一扇面內(nèi)形成敏感的電子層。該雷達(dá)可以發(fā)現(xiàn)在該波束掃描范圍內(nèi)出現(xiàn)的任一彈丸并對(duì)其進(jìn)行跟蹤,繪出彈道,由一小型計(jì)算機(jī)用外推法推算出發(fā)射該彈丸的武器陣地坐標(biāo)。雷達(dá)在對(duì)已捕捉到的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤的同時(shí),還利用時(shí)間分割原理搜索整個(gè)范圍,處理多個(gè)目標(biāo),可同時(shí)測(cè)定10個(gè)目標(biāo)的位置。雷達(dá)亦具有根據(jù)首發(fā)炮彈進(jìn)行定位的能力。炮彈的彈道起點(diǎn)一旦被確定,即自動(dòng)傳送給炮兵自動(dòng)化射擊指揮系統(tǒng),經(jīng)過(guò)信號(hào)處理可濾掉沒(méi)有意義的目標(biāo)。此外,美軍已于1998年研制成功的AN/TPQ—47雷達(dá)系統(tǒng)能及時(shí)捕捉60公里范圍內(nèi)的身管火炮、100公里內(nèi)的火箭炮和300公里內(nèi)的導(dǎo)彈,正好彌補(bǔ)了其陸軍缺乏對(duì)短程彈道導(dǎo)彈的捕捉與定位能力。該系統(tǒng)預(yù)計(jì)將于2004年替代目前的AN/TPQ—37型雷達(dá)系統(tǒng),將大大提高美軍炮兵的偵察能力。“傳感器———射手”直接通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)的高質(zhì)量的連通性,原則上將由未來(lái)聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)(JTRS)提供。嚴(yán)密的控制回路有助于數(shù)字化火炮更有效地使用靈巧彈藥,減輕后勤補(bǔ)給負(fù)擔(dān)。當(dāng)發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)型榴彈時(shí),與以前相比,數(shù)字化火炮的圓概率誤差的優(yōu)勢(shì)更加顯著,試驗(yàn)表明,在射程相同和使用相同發(fā)射藥的情況下,“十字軍”的圓概率誤差還不到美國(guó)以前榴彈炮的一半。2.提高作戰(zhàn)能力數(shù)字化炮兵部隊(duì)與普通炮兵部隊(duì)在編成和結(jié)構(gòu)上沒(méi)有什么區(qū)別,但前者采用了數(shù)字化通信設(shè)備,通過(guò)數(shù)據(jù)兼容解調(diào)器,使戰(zhàn)場(chǎng)信息的傳遞達(dá)到一種近實(shí)時(shí)化的程度,實(shí)現(xiàn)了火炮和各種武器系統(tǒng)間信息獲取、傳遞和處理的一體化,從而將戰(zhàn)場(chǎng)上各種作戰(zhàn)要素聯(lián)貫成一個(gè)有機(jī)整體,極大地提高了整體作戰(zhàn)能力。2.1具有獨(dú)立進(jìn)攻能力的特點(diǎn)數(shù)字化火炮裝載有車(chē)載參照裝置、炮口測(cè)速雷達(dá)、聲音和數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線電臺(tái)及火控計(jì)算機(jī)等設(shè)備,這些設(shè)備一起裝到單門(mén)火炮就使火炮的使用方法發(fā)生了革命性的轉(zhuǎn)變。由于每門(mén)火炮能夠存儲(chǔ)其性能變化情況數(shù)據(jù),所以可根據(jù)自身已知物理參數(shù)的變化來(lái)調(diào)節(jié)射擊,因而炮兵部隊(duì)具有更大的自主性,同時(shí),也減輕了炮兵指揮員的工作量。M109A6“帕拉丁”能夠在沒(méi)有外部技術(shù)援助的情況下獨(dú)立作戰(zhàn)。其乘員可以通過(guò)保密的聲音和數(shù)字通訊系統(tǒng)接受任務(wù)數(shù)據(jù),計(jì)算射擊諸元,自動(dòng)將火炮從行軍閉鎖狀態(tài)轉(zhuǎn)入戰(zhàn)斗狀態(tài),進(jìn)行瞄準(zhǔn)和射擊。然后無(wú)須外部技術(shù)援助,自行轉(zhuǎn)移至一個(gè)新的陣地。PzH2000155mm自行榴彈炮裝有一體化射擊指揮系統(tǒng)和全電動(dòng)火控設(shè)備,因此它不僅能從非預(yù)設(shè)陣地進(jìn)行間瞄射擊,還能以很高的首發(fā)命中概率和很短的反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行直瞄射擊;炮長(zhǎng)能在火炮操作和目標(biāo)捕捉過(guò)程中對(duì)瞄準(zhǔn)手和兩名裝填手進(jìn)行直接指揮。2.2數(shù)字化炮點(diǎn)技術(shù)方面M109A6“帕拉丁”從行軍狀態(tài)到發(fā)射完第1發(fā)彈用時(shí)不超60秒。PzH2000火炮通過(guò)自動(dòng)裝填系統(tǒng)的幫助,60發(fā)榴彈和發(fā)射藥共3400公斤的物資利用自動(dòng)裝置只需11分鐘即可裝入火炮的裝藥倉(cāng)內(nèi)。它能夠在事先沒(méi)有準(zhǔn)備的陣地上射擊,并能在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速火力反應(yīng),可以達(dá)到10秒3發(fā)、56.2秒10發(fā)的射擊速度。數(shù)字化炮兵這種快捷的進(jìn)攻速度主要來(lái)源于以下3個(gè)方面:(1)數(shù)據(jù)傳輸迅速。例如,E-3預(yù)警機(jī)的數(shù)據(jù)傳到火炮瞄準(zhǔn)手只需4~9秒鐘。數(shù)字化炮兵正是通過(guò)最充分和最迅速地利用戰(zhàn)場(chǎng)信息,以加快戰(zhàn)斗行動(dòng)的速度來(lái)贏得主動(dòng)。在美軍的“沙漠鐵錘”演習(xí)中,數(shù)字化部隊(duì)的一輛M1A2主戰(zhàn)坦克在進(jìn)攻中發(fā)現(xiàn)了敵人的目標(biāo),需要野戰(zhàn)炮兵的火力支援時(shí),只要將敵人目標(biāo)的位置以數(shù)字通信方式傳遞給正在行進(jìn)中的自行榴彈炮,自行榴彈炮的數(shù)字通信系統(tǒng)接受到信息后,立即停靠路旁,進(jìn)行集中射擊,迅速摧毀目標(biāo),整個(gè)過(guò)程只需兩分鐘。(2)通信聯(lián)絡(luò)暢通。在數(shù)字化炮兵的改造過(guò)程中,美炮兵除按傳統(tǒng)的3X8門(mén)制炮兵營(yíng)的電臺(tái)配置標(biāo)準(zhǔn)配備電臺(tái)外,每門(mén)炮上又加配了兩部附有保密裝置的單信道地空無(wú)線電通信系統(tǒng)(SINCGARS),一部用于語(yǔ)音通信,一部用于數(shù)字通信。這樣就使要求支援的信息直接傳輸?shù)矫块T(mén)炮上,既通暢保密,又節(jié)省了口令傳輸時(shí)間。(3)是射擊諸元計(jì)算精確。數(shù)字化火炮通過(guò)定位導(dǎo)航系統(tǒng),可以隨時(shí)迅速確定自己的坐標(biāo)。美軍數(shù)字化炮兵營(yíng)配有“塔克法”炮兵射擊指揮系統(tǒng),連配有BCS炮兵連計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù),每門(mén)炮配有炮載自動(dòng)化計(jì)算機(jī),接到目標(biāo)信息能自動(dòng)精確地計(jì)算出火炮射擊諸元,實(shí)施火力打擊。2.3數(shù)字化炮點(diǎn)3次機(jī)動(dòng)+連續(xù)3次戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,美軍炮兵就采用了“打擊一機(jī)動(dòng)一再打擊”的戰(zhàn)法,經(jīng)過(guò)數(shù)字化改造以后,美軍更加強(qiáng)調(diào)“走中有打,打中有走”。1993年,美軍第212野戰(zhàn)炮兵旅第17野戰(zhàn)炮兵團(tuán)第二營(yíng)成為第一個(gè)裝備M109A6式155毫米自行榴彈炮的炮兵營(yíng)。在訓(xùn)練中,該營(yíng)的一個(gè)4門(mén)炮的炮兵排,在1天的訓(xùn)練中執(zhí)行了39次射擊任務(wù),共發(fā)射炮彈1186發(fā)彈,平均每門(mén)炮每次發(fā)射6~8發(fā),在執(zhí)行這些任務(wù)中,該排還進(jìn)行了2次生存機(jī)動(dòng),每次機(jī)動(dòng)距離為3OO~800米;進(jìn)行了3次戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng),每次機(jī)動(dòng)距離為7千米以上。該營(yíng)連續(xù)3O天的試驗(yàn)訓(xùn)練中,共發(fā)射120O0發(fā)炮彈,而且每個(gè)訓(xùn)練課題都是按照“走中有打,打中有走”的戰(zhàn)法進(jìn)行的。數(shù)字化炮兵的機(jī)動(dòng)打擊能力主要依賴于定位和識(shí)別系統(tǒng)。該系統(tǒng)能使各級(jí)指揮員正確掌握敵、我和友方的位置信息,提高識(shí)別能力,減少誤傷。美軍數(shù)字化火炮都裝有定位導(dǎo)航系統(tǒng)。這是一種無(wú)線電通信系統(tǒng),同步傳送火力請(qǐng)求、目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)、己方友鄰部隊(duì)位置數(shù)據(jù)、戰(zhàn)斗命令、報(bào)告、文本,態(tài)勢(shì)感知、戰(zhàn)斗識(shí)別和指揮控制等信息?；鹋跓o(wú)論走到哪里,都能隨時(shí)迅速準(zhǔn)確地確定自己所在位置的坐標(biāo),此外,數(shù)字化炮兵的戰(zhàn)斗識(shí)別系統(tǒng),可全天候地識(shí)別坦克和戰(zhàn)車(chē),并能通過(guò)識(shí)別碼鑒別目標(biāo)的敵我性質(zhì),提高打擊的準(zhǔn)確程度。2.4數(shù)字化炮點(diǎn)布置的布置數(shù)字化炮兵的現(xiàn)代化程度高,因而編組非常靈活。如M109A6式155毫米自行榴彈炮營(yíng),為24門(mén)制炮兵營(yíng)既可按傳統(tǒng)的3X8門(mén)制營(yíng)的建制單位遂行射擊任務(wù),也可將全營(yíng)24門(mén)炮分別組成12個(gè)火力小組遂行射擊任務(wù),還可以單炮各自為戰(zhàn),編組和使用都很靈活。同時(shí),為了提高戰(zhàn)場(chǎng)生存能力,數(shù)字化炮兵的陣地配置比較疏散。以Ml09A6155毫米自行榴彈炮連為例,該連8門(mén)炮,陣地最大配置正面可達(dá)2.2千米,縱深可達(dá)1.6千米。具體疏散配置數(shù)據(jù)是:炮與炮間隔100~150米;組(2門(mén)炮)與組間隔300米;排(4門(mén)炮)與排間隔1千米。這樣的配置,作戰(zhàn)中即使對(duì)方能夠使用炮位偵察雷達(dá)進(jìn)行定位,一次連齊射只能毀傷1門(mén)炮,一次營(yíng)齊射也至多毀傷2門(mén)炮。在對(duì)方射擊時(shí),美軍炮兵連內(nèi)其他各炮就可根據(jù)己方炮位偵察雷達(dá)捕捉的對(duì)方火炮位置,迅速進(jìn)行反擊。在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,美軍就是采用這種方法,對(duì)伊軍炮兵進(jìn)行了殲滅性壓制射擊。2.5以生存能力提高為核心的生存力在進(jìn)攻戰(zhàn)斗中,數(shù)字化炮兵提供的快捷通信有助于指揮員更好更準(zhǔn)確地判斷戰(zhàn)場(chǎng)形勢(shì)和協(xié)調(diào)作戰(zhàn)行動(dòng),尤其是可以先敵開(kāi)火,先機(jī)打擊敵人。數(shù)字化系統(tǒng)對(duì)防御作戰(zhàn)也同樣有重要價(jià)值,因?yàn)樵谥笓]過(guò)程中,信息傳遞得非常迅速準(zhǔn)確,比沒(méi)有數(shù)字化裝備時(shí)能更快地知道敵人來(lái)自何方,判斷敵人進(jìn)攻,從而為防御戰(zhàn)斗贏得時(shí)間,爭(zhēng)取主動(dòng),以預(yù)有準(zhǔn)備地指揮部隊(duì)機(jī)動(dòng)到需要的位置,挫敗敵人的進(jìn)攻。在生存能力上,由于數(shù)字化炮兵的殺傷和態(tài)勢(shì)感知能力的提高,使其生存力也得以增強(qiáng)。一是受敵方火力攻擊的強(qiáng)度和機(jī)會(huì)減小?；鹆χг到y(tǒng)的改進(jìn)使數(shù)字化炮兵的分散性和機(jī)動(dòng)性更高,相應(yīng)地?cái)撤交鹆Ψ稚?反應(yīng)慢,從而大大提高了數(shù)字化炮兵的生存力。二是戰(zhàn)斗勤務(wù)支援持久性加強(qiáng),態(tài)勢(shì)感知的增強(qiáng)使戰(zhàn)斗勤務(wù)能持久地提供后勤保障,并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間給予再補(bǔ)給。三是美陸軍戰(zhàn)術(shù)互連網(wǎng)組建后,在友軍的支持下,數(shù)字化炮兵遭受敵方空中打擊的損失明顯減少。2.6數(shù)字化環(huán)境下的特點(diǎn)裝備體系的數(shù)字化使美軍數(shù)字化炮兵作戰(zhàn)效率明顯提高。一是射速快。美M109A6式自行榴彈炮采取半自動(dòng)裝填,單炮射速為3發(fā)/12秒。一個(gè)2門(mén)制的炮兵營(yíng),對(duì)一個(gè)正面300米、縱深10O米,即面積為3公頃的目標(biāo)地域進(jìn)行射擊,在12秒鐘內(nèi),可向每公頃平均發(fā)射24發(fā)炮彈。二是戰(zhàn)斗部威力大。以美M27O式227毫米多管火箭炮為例:在使用M77或雙用途子母彈戰(zhàn)斗部時(shí),一門(mén)炮一次齊射可發(fā)射7728枚子彈,覆蓋面積達(dá)10公頃,毀傷概率在5O%以上。一個(gè)27門(mén)制火箭炮營(yíng)的火力相當(dāng)于12個(gè)155毫米榴彈炮營(yíng)的火力,而人員編制數(shù)量前者僅相當(dāng)于后者的1/4。在BAT反裝甲智能子彈藥時(shí),每個(gè)戰(zhàn)斗部