智能星鏈車(chē)載武器系統(tǒng)分析

2020年11月27日，伊朗頂級(jí)核物理學(xué)家法赫里扎德在伊朗首都郊區(qū)的路邊被暗殺，整個(gè)暗殺過(guò)程堪稱“完美犯罪”。首先，執(zhí)行暗殺任務(wù)的是早已埋伏好的車(chē)載無(wú)人武器系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有暗殺者;其次，暗殺精準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)了法赫里扎德的面部而沒(méi)有對(duì)相距其僅25厘米的妻子造成任何傷害;最后，任務(wù)完成后立刻爆炸，銷毀所有證據(jù)。

暗殺場(chǎng)景模擬

雖然現(xiàn)場(chǎng)證據(jù)較少，但暗殺行動(dòng)的精準(zhǔn)和無(wú)人化反映出暗殺系統(tǒng)的高度智能化及強(qiáng)大的指控?cái)?shù)據(jù)傳輸能力。經(jīng)過(guò)調(diào)查，伊朗官方認(rèn)定執(zhí)行暗殺的是通過(guò)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)控制、運(yùn)用人臉識(shí)別等人工智能技術(shù)的智能星鏈車(chē)載武器系統(tǒng)。

智能星鏈車(chē)載武器系統(tǒng)作為融合人工智能技術(shù)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、車(chē)載武器平臺(tái)的新型智能武器系統(tǒng)，由于成本、生存能力、技戰(zhàn)術(shù)等原因，目前正式服役消息較少。但媒體普遍認(rèn)為，美國(guó)、以色列等人工智能技術(shù)強(qiáng)國(guó)相關(guān)裝備已進(jìn)入小規(guī)模試驗(yàn)、適用階段?，F(xiàn)以以色列為例，根據(jù)已披露的各種信息分析智能星鏈車(chē)載武器系統(tǒng)的組成及應(yīng)用情況。

參考現(xiàn)有陸基智能武器(機(jī)器人哨兵系統(tǒng))及星鏈武器(美國(guó)全球鷹無(wú)人機(jī))的系統(tǒng)組成，分析認(rèn)為以色列智能星鏈車(chē)載武器系統(tǒng)可能主要由智能武器平臺(tái)、中繼衛(wèi)星及指揮控制站三部分組成。

星鏈無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，包括無(wú)人機(jī)、探測(cè)傳感器、指揮控制站、衛(wèi)星

智能武器平臺(tái)，即具有一定智能，能自動(dòng)探測(cè)、跟蹤和射擊(潛在的)目標(biāo)的武器平臺(tái)，一般包括監(jiān)視、跟蹤傳感器，改造的搭載武器(機(jī)槍或榴彈炮)，火控系統(tǒng)、指控單元等，早期的智能武器平臺(tái)主要用于艦船的點(diǎn)防空(如密集陣系統(tǒng))，后來(lái)移植到陸基平臺(tái)上。

2020年7月，以色列Smart Shooter公司推出了一款便攜式自動(dòng)瞄準(zhǔn)武器系統(tǒng)(Smart Hopper，結(jié)構(gòu)組成如下圖所示)，該系統(tǒng)應(yīng)用了人工智能技術(shù)并搭載了遠(yuǎn)程控制模塊，很可能作為以色列智能星鏈車(chē)載武器系統(tǒng)的智能武器平臺(tái)使用。

Smart Hopper結(jié)構(gòu)組成主要包括SMASH火控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程扳機(jī)、遠(yuǎn)程遙控單元、武器安裝平臺(tái)、電池、支撐件。該系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是采用了獨(dú)創(chuàng)的SMASH火控系統(tǒng)，該火控系統(tǒng)包括用戶控件、顯示器、先進(jìn)圖像處理系統(tǒng)、跟蹤器、激光測(cè)距儀(LRF)等，SMASH火控系統(tǒng)組成及功能如下圖所示。

SMASH火控系統(tǒng)組成及功能

通過(guò)SMASH火控系統(tǒng)，Smart Hopper能發(fā)現(xiàn)大約1000米范圍內(nèi)的目標(biāo)并自動(dòng)進(jìn)行距離測(cè)算，定位鎖定，顯示動(dòng)態(tài)射擊修正圖。圖像處理軟件還能精準(zhǔn)的計(jì)算出前面或障礙物后面敵人的有效射擊范圍，射手在射擊時(shí)只要調(diào)整槍支角度，將紅色十字瞄準(zhǔn)標(biāo)識(shí)在顯示器中對(duì)準(zhǔn)紅圈開(kāi)火即可命中目標(biāo)。另外，Smart Hopper還可以集成到現(xiàn)有的指揮控制系統(tǒng)(C2)中，為操作人員提供跨通信網(wǎng)絡(luò)切換或接收目標(biāo)的能力。Smart Hopper主要性能參數(shù)如下表所示：

Smart Hopper主要性能參數(shù)

資料來(lái)源：www.smart-shooter.com

遠(yuǎn)程遙控智能車(chē)載武器系統(tǒng)執(zhí)行暗殺任務(wù)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難題是車(chē)輛與其指揮控制站之間的數(shù)據(jù)通信鏈路。遠(yuǎn)程遙控智能車(chē)載武器系統(tǒng)需要將接近實(shí)時(shí)的視頻傳回指揮控制站，這對(duì)數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)提出了很高的帶寬要求。另外，考慮到通信距離和安全，采用衛(wèi)星通信系統(tǒng)就成了唯一的選擇。目前，常見(jiàn)衛(wèi)星軌道及參數(shù)對(duì)比如下，考慮到暗殺任務(wù)的高帶寬、低延時(shí)要求，推測(cè)以色列智能星鏈車(chē)載武器采用的應(yīng)該也是LEO通信衛(wèi)星。

衛(wèi)星軌道

衛(wèi)星軌道對(duì)比

資料來(lái)源：南卡羅來(lái)納大學(xué)

目前，以色列尚未發(fā)展LEO通信衛(wèi)星，只可能借用美國(guó)LEO通信衛(wèi)星。美國(guó)LEO通信衛(wèi)星發(fā)展多年，已經(jīng)研發(fā)了多代產(chǎn)品，以色列可能采用的就是美國(guó)最新的星鏈(Starlink)衛(wèi)星。

2015年，SpaceX公司推出了Starlink計(jì)劃，計(jì)劃建成一個(gè)低成本、全覆蓋的天基全球通訊系統(tǒng)。美軍高度關(guān)注該計(jì)劃，2019年3月，美軍向SpaceX授出價(jià)值2800萬(wàn)美元合同，對(duì)Starlink開(kāi)展了軍事服務(wù)演示驗(yàn)證。同年11月的低軌技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)中，Starlink為美軍C-12飛機(jī)提供了高達(dá)610Mbps帶寬的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

Starlink計(jì)劃概述

資料來(lái)源：市場(chǎng)調(diào)研

另外，Starlink終端尺寸小巧，可以輕易安裝在車(chē)載武器平臺(tái)上且不影響其機(jī)動(dòng)性能，符合對(duì)以色列智能星鏈車(chē)載武器系統(tǒng)星鏈終端的設(shè)想。

Starlink終端

指揮控制站旨在執(zhí)行和支持智能星鏈車(chē)載武器系統(tǒng)的所有活動(dòng)，包括任務(wù)規(guī)劃、行動(dòng)前檢查、機(jī)動(dòng)控制、任務(wù)控制、有效載荷和系統(tǒng)控制、任務(wù)后匯報(bào)、自爆等。由于目前尚未披露具體信息，目前只能根據(jù)現(xiàn)有無(wú)人機(jī)、無(wú)人戰(zhàn)車(chē)指揮控制站情況進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。典型指揮控制站的功能和設(shè)計(jì)圖如下圖所示：

典型指揮控制站的功能和設(shè)計(jì)圖

分析現(xiàn)有無(wú)人裝備指揮控制站設(shè)計(jì)情況可得，為方便決策過(guò)程、縮短決策時(shí)間，指揮控制站正不斷改進(jìn)：屏幕的尺寸以及屏幕的數(shù)量趨于增加，為了減少操作員的疲勞，有上下放置屏幕的趨勢(shì);使用三維戰(zhàn)術(shù)地圖來(lái)詳細(xì)表示戰(zhàn)場(chǎng)情況;不同信息的符號(hào)已按顏色分類;增加操作人員以應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的操作環(huán)境。

由于目前具體情況尚未披露，現(xiàn)根據(jù)現(xiàn)有智能無(wú)人裝備(無(wú)人機(jī)等)作戰(zhàn)情況分析以色列智能星鏈車(chē)載武器系統(tǒng)作戰(zhàn)流程如下：

(1)情報(bào)獲取

指揮中心決定對(duì)目標(biāo)進(jìn)行打擊，動(dòng)員諜報(bào)網(wǎng)(線人、信號(hào)情報(bào)、網(wǎng)絡(luò)情報(bào)、無(wú)人機(jī)情報(bào))獲取目標(biāo)信息，將信息匯總到智能情報(bào)處理系統(tǒng)，甄別、篩選、確定可靠情報(bào)。

偵查無(wú)人機(jī)

(2)戰(zhàn)法制定

策略生成，指揮控制站分析敵我、戰(zhàn)場(chǎng)信息，根據(jù)預(yù)定時(shí)間制定具體的策略，包括部署時(shí)間、部署地點(diǎn)、搭載彈量以及路徑規(guī)劃等等。

(3)方案執(zhí)行

智能星鏈車(chē)載武器系統(tǒng)于預(yù)定的時(shí)間到達(dá)指定地點(diǎn)待機(jī)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境變化(溫度、風(fēng)力、亮度等)，根據(jù)內(nèi)線和生物識(shí)別等手段探測(cè)目標(biāo)。當(dāng)觀察員感覺(jué)到有人或車(chē)輛正在接近時(shí)，他們會(huì)自動(dòng)激活更高功率的傳感器，以確認(rèn)目標(biāo)身份。該信息將發(fā)送給操作員，操作員將從待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)到完全警報(bào)狀態(tài)。

根據(jù)觀察數(shù)據(jù)，操作員將能夠計(jì)算出敵軍的規(guī)模。如果敵軍規(guī)模太大而無(wú)法伏擊，則允許其通過(guò)。如果敵軍規(guī)模合適，操作員執(zhí)行攻擊任務(wù)。最后，無(wú)論任務(wù)是否成功，智能星鏈車(chē)載武器系統(tǒng)都按照程序自毀。

(4)效果評(píng)估

再次動(dòng)員諜報(bào)網(wǎng)(線人、信號(hào)情報(bào)、網(wǎng)絡(luò)情報(bào)、無(wú)人機(jī)情報(bào))獲取任務(wù)執(zhí)行信息，生成一份詳實(shí)的行動(dòng)報(bào)告，對(duì)整個(gè)行動(dòng)進(jìn)行總結(jié)。

(1)自主決策能力弱，可預(yù)見(jiàn)性較強(qiáng)

雖然智能星鏈車(chē)載武器系統(tǒng)應(yīng)用了部分人工智能技術(shù)，但由于人工智能技術(shù)限制及搭載有限導(dǎo)致該系統(tǒng)自主決策能力弱，一旦操作條件偏離其設(shè)計(jì)范圍，系統(tǒng)很可能會(huì)失效。同時(shí)由于操作人員更傾向于準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)和控制他們的智能機(jī)器的行為。雖然這為友軍之間的安全提供了好處，但可預(yù)見(jiàn)性對(duì)敵對(duì)部隊(duì)之間的行動(dòng)無(wú)疑是不利的。

(2)通信不可靠

智能星鏈車(chē)載武器系統(tǒng)十分依賴強(qiáng)大的通信系統(tǒng)，在高烈度戰(zhàn)爭(zhēng)條件下正常工作能力較差。另外，人類的通信容量和可靠性非常低，并不適合智能武器的通信需求。

(3)功能擴(kuò)展不易

隨著戰(zhàn)場(chǎng)形勢(shì)的變化，智能星鏈車(chē)載武器系統(tǒng)可能需要搭載更多的設(shè)備，擴(kuò)展更多功能。但由于空間及理論的限制，智能武器每增加一個(gè)功能，相當(dāng)于某種程度上的重新設(shè)計(jì)，功能擴(kuò)展難度大。

(4)作戰(zhàn)理論亟需創(chuàng)新

目前，人工智能裝備研發(fā)與現(xiàn)有作戰(zhàn)理論研究存在著銜接不緊、相互脫節(jié)的問(wèn)題，導(dǎo)致一方面人工智能裝備研發(fā)缺乏作戰(zhàn)理論的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，另一方面作戰(zhàn)運(yùn)用跟不上人工智能技術(shù)發(fā)展水平，很多新技術(shù)沒(méi)有及時(shí)有效地轉(zhuǎn)化應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。

小結(jié)

近年來(lái)，人工智能正逐步從幕后走向前臺(tái)，在各個(gè)領(lǐng)域特別是軍事領(lǐng)域大放異彩，以色列等國(guó)通過(guò)將人工智能融入軍事裝備發(fā)展、軍事應(yīng)用中，戰(zhàn)斗力得到了成倍提升，人工智能已成為未來(lái)軍事競(jìng)爭(zhēng)的新邊疆。我國(guó)作為后發(fā)國(guó)家，大力發(fā)展人工智能，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)是我國(guó)未來(lái)裝備發(fā)展的必由之路。

主要參考文獻(xiàn)

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7 System Requirements for Satellite Video Relays Supporting Unmanne

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11 Dynamic laser marker display for aimable device(US10365068B2)

12 Robot Guns Guard the Borders of Some Countries, and More Might Follow Their Lead