CN117235980A - 一种中小型战术察打无人机otfea杀伤链拓扑结构及模型构建 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中小型战术察打无人机OTFEA杀伤链拓扑结构及模型构建，根据中小型战术察打无人机的特点，提出一种OTFEA(侦察Observe、跟踪Track、确认Fix、打击Engage和评估Assess)的杀伤链模型，以达到针对地面静止目标和移动目标快速进行目标侦察、信息共享、攻击目标确认及目标打击的效果。以中小型战术察打无人机作战指挥体系拓扑结构，提出了一种完整的杀伤链模型和作战流程，是对现有杀伤链模型的有力补充和扩展，形成了针对中小型战术察打无人机的新的杀伤链模式，本发明显著降低了操作手的压力，适用面广可以在不同无人机系统中推广应用。

Description

一种中小型战术察打无人机OTFEA杀伤链拓扑结构及模型 构建

技术领域

本发明属于中小型战术察打无人机作战范畴，涉及一种中小型战术察打无人机OTFEA杀伤链拓扑结构及模型构建。

背景技术

建立中小型战术察打无人机打击目标杀伤链模型主要采用以美国博伊德在1987年提出的OODA循环(Observe、Orient、Decide、Act，观察、调整、决策、行动)为基础的，针对不同作战应用进行扩展，并建立杀伤链模型。例如，美国空军针对有人战斗机作战提出的“发现、确认、跟踪、交战”(Find、Fix、Track、Engage)杀伤链模型，并逐步演化为“发现、确认、跟踪、目标、交战、评估”(Find、Fix、Track、Target、Engage、Assess，F2T2EA)杀伤链模型，以及“预测、发现、确认、跟踪、目标、交战、评估”(Anticipate、Find、Fix、Track、Target、Engage、Assess，AF2T2EA)杀伤链模型。以上方法大多针对有人机系统，近几年来的几次地区冲突证明，中小型战术察打无人机(全机重量小于600kg)以其“成本低”、“效费比高”的优势越来越受到大家的关注；但“侦察距离近、导弹射程近、飞行速度慢“的缺点，使得常见杀伤链模型难以适配，这就需要一种简便、快捷、中间环节反应延时短的新型杀伤链建模方法来满足其需求。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种中小型战术察打无人机OTFEA杀伤链拓扑结构及模型构建。根据中小型战术察打无人机的特点，提出一种OTFEA(侦察Observe、跟踪Track、确认Fix、打击Engage和评估Assess)的杀伤链模型，以达到针对地面静止目标和移动目标快速进行目标侦察、信息共享、攻击目标确认及目标打击的效果。

技术方案

一种中小型战术察打无人机OTFEA杀伤链拓扑结构，其特征在于包括无人机、多个地面分队、地面站和远程指挥中心；所述无人机通过信息链双向连接多个地面分队，通过信息链和测控链双向连接地面站，通过指挥链单向连接远程指挥中心；远程指挥中心通过指挥链双向连接地面站；

所述无人机进行空中侦察，将侦察得到的目标信息通过测控链下传至地面站，通过信息链向地面作战分队进行实时分发，通过指挥链向后方指挥中心实时传送；无人机接收到通过地面站测控链发送的攻击指令后，使用机载武器对目标进行攻击；

所述地面站通过测控链和信息链获取无人机各种信息及地面作战分队发送的各种信息及请求，并通过指挥链向后方指挥所发送目标攻击请求，接收到后方指挥所使用指挥链反馈的攻击命令后，通过测控链向无人机发送攻击命令，在无后方指挥所时，地面站作为指挥中心独立发出攻击命令；

所述地面分队通过信息链获取无人机分发的无人机实时侦察信息，并通过信息链与地面站进行信息共享及向地面站发送攻击请求；

所述远程指挥中心通过指挥链获取无人机实时侦察信息，和地面站发送的请求，并向地面站发送攻击命令。

所述无人机装载光电侦察设备和机载武器。

一种采用所述拓扑结构的中小型战术察打无人机OTFEA杀伤链模型构建，其特征在于步骤如下：

步骤1：按照系统网络拓扑结构组网建链：无人机通过信息链双向连接多个地面分队，通过信息链和测控链双向连接地面站，通过指挥链单向连接远程指挥中心；远程指挥中心通过指挥链双向连接地面站；

构成无人机信息系统分发子网、无人机指挥子网、无人机控制子网，并保持内部信息链、指挥链，测控链数据通信畅通；

步骤2：地面站通过测控链控制无人机飞向侦察区域，发现疑似目标后，无人机对疑似目标进行识别，将识别的目标通过信息链向地面站和通过指挥链向指挥中心上报，同时通过信息链向地面作战分队分发；

步骤3、目标跟踪构建：

跟踪目标确认：指挥中心对目标进行确认后通过指挥链经由地面站，发送无人机；

若确认无效目标，无人机放弃该目标继续侦查；

若确认有效目标，无人机对目标进行捕获与持续跟踪；对目标进行测距与定位以及运动轨迹；

步骤4、无人机保持稳定跟踪并做战斗准备：

机载武器系统接收上电指令，无人机姿态、航向、位置、高度及速度信息，使机载武器完成导航设备的传递对准工作；

武器系统准备完成后，根据无人机当前高度、跟踪轨迹与目标的最近点、目标位置及目标运动方向信息生成无人机攻击航路，进入目标攻击流程；

步骤5、无人机接收到攻击指令后，进行目标攻击构建：

机载武器系统持续接收无人机姿态、位置及目标距离信息，根据信息和预先装订的导弹射表信息，实时判断机载导弹是否具备发射条件，必要时无人机可调整自身高度及攻击射向，使得导弹发射条件得以满足；

机载导弹发射条件满足后，地面站控制无人机对目标发射导弹，导弹发射成功的同时向无人机发送照射启动延迟时间；

无人机在收到延迟时间后进入照射准备状态，并在规定的激光启照时间点向光电侦察设备发送照射指令，启动激光测照器对目标实施照射，引导导弹打击目标；

步骤6、毁伤评估构建：导弹爆炸后，无人机利用光电侦察设备持续跟踪目标，获取侦察图像；地面站根据侦察图像评估目标的毁伤程度，若目标未完全失去战斗力需要进行再次打击，则返回步骤3，否则无人机返航，完成整个攻击作战流程。

所述无人机对目标进行捕获与持续跟踪采用图像冻结、目标特征提取、目标特征匹配的方法对疑似目标进行辨识目标类型，并对运动目标采用运动补偿降低跟踪振荡现象，根据目标类型完成跟踪目标。

所述目标类型包括固定目标或移动目标。

所述对目标进行测距与定位是利用光电侦察设备对目标进行定位、测距，对于运动目标进行运动矢量估计计算出其运动方向及轨迹。

所述确认有效目标的控制权为指挥中心或地面站。

一种无人机载电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序时实现如中小型战术察打无人机OTFEA杀伤链模型构建所述数据迁移方法的步骤。

一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如中小型战术察打无人机OTFEA杀伤链模型构建所述数据迁移方法的步骤。

有益效果

本发明提出的一种中小型战术察打无人机OTFEA杀伤链拓扑结构及模型构建，根据中小型战术察打无人机的特点，提出一种OTFEA(侦察Observe、跟踪Track、确认Fix、打击Engage和评估Assess)的杀伤链模型，以达到针对地面静止目标和移动目标快速进行目标侦察、信息共享、攻击目标确认及目标打击的效果。

本发明具有以下3点优点：

1、该发明确定了中小型战术察打无人机作战指挥体系拓扑结构，形成了面向中小型战术察打无人机的情报、指挥、控制、打击的体系结构；

2、该发明为中小型战术察打无人机提出了一种完整的杀伤链模型和作战流程，是对现有杀伤链模型的有力补充和扩展，形成了针对中小型战术察打无人机的新的杀伤链模式和作战方法；

3、本发明策略实现简单，作战流程均为自动完成，显著降低了操作手的压力，适用面广可以在不同无人机系统中推广应用。

附图说明

图1：中小型战术察打无人机作战指挥体系框图

图2：中小型战术察打无人机作战网络拓扑结构

图3：中小型战术察打无人机作战OTTEA杀伤链模型框图

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

步骤如下：

步骤1：目标侦察(O)构建

步骤1.1：建立作战信息分发及指挥体系：目标侦察(O)。某型中小型察打无人机装载光三光合一光电侦察设备和机载导弹准备执行作战任务，构建起地面站、后方指挥所对无人机的两级指挥体系。无人机装载信息分发设备建立信息链，以实现无人机向地面作战分队的信息分发，同时实现地面站和地面作战分队间的信息通联；无人机装载小型相控阵雷达建立指挥链，实现无人机向后方指挥中心的信息分发，同时实现地面站和后方指挥中心的信息通联；地面站通过测控链控制无人机并接收无人机的实时信息；构建起地面站、后方指挥所对无人机的两级指挥体系。

中小型战术察打无人机作战指挥体系包含后方指挥所、和无人机系统两级指挥，如图1所示。

在无人机系统指挥的情况下，无人机将侦察信息通过测控链下传至地面站，同时无人机将该侦察信息通过信息链分发至地面节点；地面节点根据分发的侦察信息得出各自的攻击目标请求，并通过信息链向地面站发送，地面站指挥员将地面站获取的侦察信息及各节点攻击请求汇总后，确定攻击目标并向无人机下达攻击指令。

在后方指挥所指挥的情况下，无人机将侦察信息通过测控链下传至地面站，无人机将该侦察信息通过信息链分发至地面节点，同时无人机通过指挥链将侦察信息传至后方指挥所；后方指挥所通过指挥链经地面站向无人机下达攻击指令。

步骤1.2：建立系统作战网络拓扑结构及任务分配

中小型战术察打无人机系统作战主要以信息链、指挥链、测控链为基础，建立无人机信息分发子网、无人机指挥子网、无人机控制子网等网络拓扑结构；其中，各节点分为无人机节点、地面站节点、地面作战分队节点和远程指挥中心节点，系统拓扑结构如图2所示。各节点任务如下所示：

无人机节点：无人机装载光电侦察设备突前侦察，发现目标后通过目标跟踪、目标定位、目标测速等手段获取目标图像及位置等信息，目标信息获取后通过测控链下传至地面站，通过信息链向地面作战分队进行实时分发，通过指挥链向后方指挥中心实时传送；无人机接收到通过地面站测控链发送的攻击指令后，使用机载武器对目标进行攻击。

地面站节点：通过测控链和信息链获取无人机各种信息及地面作战分队发送的各种信息及请求，并通过指挥链向后方指挥所发送目标攻击请求，接收到后方指挥所使用指挥链反馈的攻击命令后，通过测控链向无人机发送攻击命令，在无后方指挥所时，地面站作为指挥中心独立发出攻击命令。

地面作战分队节点：通过信息链获取无人机分发的无人机实时侦察信息，并通过信息链与地面站进行信息共享及向地面站发送攻击请求。

远程指挥中心节点：通过指挥链获取无人机实时侦察信息，和地面站发送的请求，并向地面站发送攻击命令。

步骤1.3：组网建链

按照系统网络拓扑结构搭建无人机信息系统分发子网、无人机指挥子网、无人机控制子网等，并保持内部信息链、指挥链，测控链数据通信畅通。

步骤1.4：目标信息侦察

目标信息侦察主要由无人机完成，首先获取侦察范围，其后地面站控制无人机飞向侦察区域，由无人机进行概略侦察和详细侦察，发现疑似目标后，无人机对疑似目标进行重点详细侦察，并对目标进行识别，将识别的目标向地面站和指挥中心上报同时向地面作战分队分发。

步骤2：目标跟踪(T)构建：目标跟踪(T)。无人机将侦察信息下传至地面节点、地面站及后方指挥中心进行确认，如确认目标无误，对目标进行跟踪并执行定位操作，将生成的目标信息上报指挥所。此时无人机将导弹上电、装订目标信息并生成攻击航路准备攻击。

步骤2.1：跟踪目标确认

若上报的目标经指挥所确认为无效目标，则返回步骤1.4继续实施情报侦察，若上报的目标经指挥所确认为有效疑似目标，则执行步骤2.2。

步骤2.2：对目标进行捕获与持续跟踪

利用图像冻结、目标特征提取、目标特征匹配的方法对疑似目标进行精确辨识，并对运动目标采用运动补偿降低跟踪振荡现象，完成精确跟踪目标；同时根据识别出的目标类型(固定目标、移动目标)自动控制无人机选取不同跟踪轨迹对目标进行跟踪，使目标始终处于光电侦察设备视场范围内，保持光电侦察设备在各种视场条件下对目标的持续跟踪。

步骤2.3：对目标进行测距与定位

利用光电侦察设备对目标进行定位、测距，对于运动目标进行运动矢量估计计算出其运动方向及轨迹。

步骤2.4：无人机战斗准备

向机载武器系统发送上电指令，同时向其发送无人机姿态、航向、位置、高度及速度等信息，使机载武器完成导航设备的传递对准工作，此时无人机保持稳定跟踪。

步骤2.5：无人机攻击航路生成

武器系统准备完成后，根据无人机当前高度、跟踪轨迹与目标的最近点、目标位置及目标运动方向等信息自动生成无人机攻击航路，此时无人机保持定高及稳定跟踪，随时准备进入目标攻击流程。

步骤3：目标确认(F)构建：目标确认(F)。指挥中心将地面节点和地面站的攻击请求收集后，经确认下达攻击指令无人机准备攻击。

无人机将疑似目标侦察信息通过测控链向地面站下传，通过指挥链向后方指挥中心转发，通过信息链向地面作战分队分发后，地面站通过信息链收集地面作战分队反馈信息，综合评估后向无人机下达攻击指令，如控制权在指挥中心则由地面站将汇集的信息通过指挥链向指挥中心转发后根据指挥中心指令向无人机下达攻击指令，同时地面站向机载武器系统下达准备发射指令。

步骤4：目标攻击(E)构建：目标打击(E)。无人机进入攻击航路，择机发射导弹攻击目标，同时向无人机发送照射延迟时间，无人机收到延迟时间后，自动开始延迟计时，到达指定时间后自动开启激光照射功能，为导弹实施目标激光指引。

步骤4.1：攻击位置调整

无人机接收到攻击指令后，自动进入攻击航路，无人机持续向机载武器系统传送无人机姿态、位置及目标距离等信息，机载武器系统根据这些信息和预先装订的导弹射表信息等，实时判断机载导弹是否具备发射条件，必要时无人机可调整自身高度及攻击射向，使得导弹发射条件得以满足。

步骤4.2：目标打击

机载导弹发射条件满足后，地面站控制无人机对目标发射导弹，导弹发射成功的同时向无人机发送照射启动延迟时间；无人机在收到延迟时间后进入照射准备状态，并在规定的激光启照时间点向光电侦察设备发送照射指令，启动激光测照器对目标实施照射，引导导弹打击目标。

步骤5：毁伤评估(A)构建：毁伤评估(A)。无人机始终保持对目标的稳定跟踪。导弹命中目标后，无人机利用光电侦察设备对目标进行毁伤评估。

导弹爆炸后，无人机利用光电侦察设备持续跟踪目标，获取侦察图像。地面站根据侦察图像评估目标的毁伤程度，若目标未完全失去战斗力需要进行再次打击，则返回步骤2，否则无人机返航，完成整个攻击作战流程。

以上实施例实现完整的中小型察打无人机打击目标的OTTEA杀伤链模型。

Claims (9)

1.一种中小型战术察打无人机OTFEA杀伤链拓扑结构，其特征在于包括无人机、多个地面分队、地面站和远程指挥中心；所述无人机通过信息链双向连接多个地面分队，通过信息链和测控链双向连接地面站，通过指挥链单向连接远程指挥中心；

远程指挥中心通过指挥链双向连接地面站；

所述无人机进行空中侦察，将侦察得到的目标信息通过测控链下传至地面站，通过信息链向地面作战分队进行实时分发，通过指挥链向后方指挥中心实时传送；无人机接收到通过地面站测控链发送的攻击指令后，使用机载武器对目标进行攻击；

所述地面站通过测控链和信息链获取无人机各种信息及地面作战分队发送的各种信息及请求，并通过指挥链向后方指挥所发送目标攻击请求，接收到后方指挥所使用指挥链反馈的攻击命令后，通过测控链向无人机发送攻击命令，在无后方指挥所时，地面站作为指挥中心独立发出攻击命令；

所述地面分队通过信息链获取无人机分发的无人机实时侦察信息，并通过信息链与地面站进行信息共享及向地面站发送攻击请求；

所述远程指挥中心通过指挥链获取无人机实时侦察信息，和地面站发送的请求，并向地面站发送攻击命令。

2.根据权利要求1所述中小型战术察打无人机OTFEA杀伤链拓扑结构，其特征在于：所述无人机装载光电侦察设备和机载武器。

3.一种采用权利要求1或2所述拓扑结构的中小型战术察打无人机OTFEA杀伤链模型构建，其特征在于步骤如下：

步骤1：按照系统网络拓扑结构组网建链：无人机通过信息链双向连接多个地面分队，通过信息链和测控链双向连接地面站，通过指挥链单向连接远程指挥中心；远程指挥中心通过指挥链双向连接地面站；

构成无人机信息系统分发子网、无人机指挥子网、无人机控制子网，并保持内部信息链、指挥链，测控链数据通信畅通；

步骤2：地面站通过测控链控制无人机飞向侦察区域，发现疑似目标后，无人机对疑似目标进行识别，将识别的目标通过信息链向地面站和通过指挥链向指挥中心上报，同时通过信息链向地面作战分队分发；

步骤3、目标跟踪构建：

跟踪目标确认：指挥中心对目标进行确认后通过指挥链经由地面站，发送无人机；

若确认无效目标，无人机放弃该目标继续侦查；

若确认有效目标，无人机对目标进行捕获与持续跟踪；对目标进行测距与定位以及运动轨迹；

步骤4、无人机保持稳定跟踪并做战斗准备：

机载武器系统接收上电指令，无人机姿态、航向、位置、高度及速度信息，使机载武器完成导航设备的传递对准工作；

武器系统准备完成后，根据无人机当前高度、跟踪轨迹与目标的最近点、目标位置及目标运动方向信息生成无人机攻击航路，进入目标攻击流程；

步骤5、无人机接收到攻击指令后，进行目标攻击构建：

机载武器系统持续接收无人机姿态、位置及目标距离信息，根据信息和预先装订的导弹射表信息，实时判断机载导弹是否具备发射条件，必要时无人机可调整自身高度及攻击射向，使得导弹发射条件得以满足；

机载导弹发射条件满足后，地面站控制无人机对目标发射导弹，导弹发射成功的同时向无人机发送照射启动延迟时间；

无人机在收到延迟时间后进入照射准备状态，并在规定的激光启照时间点向光电侦察设备发送照射指令，启动激光测照器对目标实施照射，引导导弹打击目标；

步骤6、毁伤评估构建：导弹爆炸后，无人机利用光电侦察设备持续跟踪目标，获取侦察图像；地面站根据侦察图像评估目标的毁伤程度，若目标未完全失去战斗力需要进行再次打击，则返回步骤3，否则无人机返航，完成整个攻击作战流程。

4.根据权利要求3所述中小型战术察打无人机OTFEA杀伤链模型构建，其特征在于：所述无人机对目标进行捕获与持续跟踪采用图像冻结、目标特征提取、目标特征匹配的方法对疑似目标进行辨识目标类型，并对运动目标采用运动补偿降低跟踪振荡现象，根据目标类型完成跟踪目标。

5.根据权利要求3所述中小型战术察打无人机OTFEA杀伤链模型构建，其特征在于：所述目标类型包括固定目标或移动目标。

6.根据权利要求3所述中小型战术察打无人机OTFEA杀伤链模型构建，其特征在于：所述对目标进行测距与定位是利用光电侦察设备对目标进行定位、测距，对于运动目标进行运动矢量估计计算出其运动方向及轨迹。

7.根据权利要求3所述中小型战术察打无人机OTFEA杀伤链模型构建，其特征在于：所述确认有效目标的控制权为指挥中心或地面站。

8.一种无人机载电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求3至7任一项所述数据迁移方法的步骤。

9.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求3至7任一项所述数据迁移方法的步骤。