简单整理资料管窥下八股文中的“任务规划系统”

发表于 2016-2-22 14:05

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2016-2-22 14:03 上传

【任务规划系统】，是这条官八股新闻的重点。对于任务规划系统的概括/定义，比较全面的是如下。
任务规划系统，是航空兵对地作战指挥系统的核心组成部分，其原理是利用先进的计算机技术，根据任务需求，从多渠道采集作战需要的各种情报信息，分析战场威胁环境，为任务规划人员制作并提供威肋分布突防路径评估数字地形、油量计算、气象、机载武器性能等决策依据，为地面指挥员和作战飞机机组人员制定作战飞机出航航线和返航航线，调度空中作战机群协同攻击计划和时间控制节点，确定武器载荷和武器发射或投掷的时间节点和地点，评估作战效能和出航损伤率，以实现对敌方地面目标的精确打击和低损伤率。此外，任务规划系统的功能还应实现：评估己方对空防御系统，实现战场预演，引领己方武器装备的发展方向。
简化说来，任务规划系统就是依靠计算机的信息处理能力架构的辅助决策系统，结合战场信息，对突防、突击任务中多种方案的遴选和优化，是“巧打胜仗”的方式和基础之一。进而，达到任务各种空军作战资源的优化利用和配置、打击精度和效能的大幅度提高以及己方作战飞机的出航伤亡率降低，这也是信息化下C4ISR的组成部分。
另外，对于任务规划系统，更多的体现是在对地对海的突防突击中更多的体现，这是因为在空对空作战有着态势变化剧烈、对抗激烈复杂等特点，相对而言对地对海的任务则有着更为明显的预先计划的特点。

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不只官八股文中的轰炸机，远程空对地弹药也需要专门的任务（航路）规划系统
空军的任务规划系统，发展始于80年代末，起初所发展的是联合军兵种级别的上层任务规划系统。这种任务规划系统的应用“上行”便是，能与其他信息指挥系统的联合使用，以及跨军种部门的联合任务规划。而这种军级的任务规划系统，在应用上进一步的向下延伸，便是战术级任务规划系统，针对不同机种机型，以及针对特殊的弹药或任务类型的专门配备。随着制导武器的发展与应用，以及打击射程上的提升，在作战使用中也有着航路规划的需求。此前弹药的这套规划系统是相对独立的子模块，而未来的发展上也有着与载机的任务规划系统交联融合的趋势。

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航空兵的任务规划系统主要包含任务信息处理、威胁态势评估、航迹规划与路径优化、计划任务生成、作战效能评估以及数字地图与三维建模6个功能模块。
1）任务信息处理
从上级指挥机构系统接收固定格式的任务数据，包括目标点和制定的航线中间点、机载武器和到达目标的时间要求以及战场事物的三维坐标。
2）威胁态势评估
从上级指挥机构系统接收指定格式的威胁态势数据，通过威胁过滤器分解处理，与已有威胁评估模型比较，充分考虑任务执行区域的地形/地貌/地物、防空火力分布、防空武器类型、作战飞机性能、目标分布、气象条件和政治因素限制区域等因素，评估威胁级别，生成用于任务规划的威胁态势。
3）航迹规划与路径优化
根据飞行任务、威胁、天气、空中位置及地形数据等各种因素生成最佳路径，分为航迹规划和路径优化两个过程。在自动生成路径的基础上，允许以手动方式输入航路点。
4）计划任务生成
根据航迹规划结果，确定每条攻击和返航路径上的飞机集结点、护航机方式、电子干扰方式、机载武器发射点和空中加油点等任务参数，并提供飞行过程中所有路径点的地图数据、环境信息和航线剖面。
5）作战效能评估
对战场实体进行建模，评估任务执行情况和战果战损，形成评估报告，依此进行计划迭代调整。
6）数字地图与三维建模
产生数字照片图像和导航图表，显示路径、威胁、所限定行动区域以及其他地图信息，能够更改地图数据，显示并从局域网中加载数字地图照片。同时，还能生成飞行路径上三维图像，包括地形三维图像、三维模型、三维威力包络和飞行航迹动态三维视景等。

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美军的任务规划系统结构如图所示，任务规划共包括20个主要功能部分，每一个部分都有专属人机交互终端。
（1）威胁数据处理：从飞行中队的智能计算机系统中接收指定格式的数据，通过威胁过滤器，分解处理，并将数据中包含的威胁系统信息与已有的威胁模型比较，判定威胁系统的种类，以及是否为新的威胁系统，处理完毕后将结果存储到任务规划数据库电
（2）任务信息数据处理：从飞行中队的智能计算机系统接收任务数据，包括：目标点和指定的航线中间点、机载武器、到达目标的时间要求和战场事物的三维坐标。任务数据具有固定格式。
（3）空中协同数据处理：完成作战飞机与其他空中、海上、地面友军作战单位的协同信息数据的处理，避免误伤己方作战人员和作战双方和友好国家的平民，避免不必要的破坏和在国际上的不利影响中协同信息数据主要包括：
作战飞机的指定行动区域和友军作战单位区域；
空中加油机待机区域；
预警机任务执行区域；
机载对地攻击武器的自由使用区域和限制使用区域；
作战飞机的航迹走廊；
伴随电子飞机的有效作用范围；
因政治因素而设置的禁飞区和非武装区。
（4）气象数据处理：接收对飞行员执行任务产生影响的气象数据，包括：起点区途经区域、目标区的气象状况，以及可能对机载武器的顺利发射和对地面目标命中精度产生不利影响的气象状况气象数据有以下两种描述格式：
采用多边形或闭合直线段集方式，在多边形内标明具体气象类型对各类武器性能的制约程度，具有简取，明确的特点；
采用网格型方式，数据通过卫星获得，具有三维的特征，美军气象服务部门所用战术决策辅助软件中相关部分采用该形式。
（5）威肋级别评估：威肋识别评估是任务规划系统的关键部分，任务规划系统大量、充分考虑任务执行区域的地形地貌地物防空火力分布、防空武器类型作战飞机性能目标分布、气象条件、政治因素限制区域等因素，计算评估任务执行区域各处的威胁级别，生成用于飞行突防航线规划和任务规划的威胁空间
（6）路径生成和路径优化：根据飞行任务、威肋、天气、空中位置及地形数据等各种因素产生最佳路径，分为路径生成和路径优化两个过程，能够自动生成路径或允许以手动方式输入航路点。
该模块应具备以下功能：
生成在满足飞机耗油量的要求条件下提高飞机生存率的进攻路径和返航路径；
生成由飞机高度边界限制的航线；
允许飞行员以手动方式改变路径高度增减航路转弯点和路径子段；
指定路径子段或全部路径时，能够获得使飞机在指定路径子段或全部路径上最大程度地增强生存率的突防高度
（7）路径评估：评估作战计划中突防过程的威胁程度，确定突防路径对威胁的暴露程度，进而确定突防路径的威胁值，该过程是基于反映威胁分布状况的威胁空间进行的。突防路径威肋评估有以下两种方式：任务级的突防路径评估和精确级的突防路径评估。
突防路径的威胁评估结果主要包括两部分：
①确定突防路径的威胁级别；②确定该突防路径上的每一个威胁的量值以及占威胁总量的比例。
突防路径的威胁级别是沿路径经过的所有的威胁空间单元的威胁级别之和。如果路径是以突防路径子段组成，则突防路径的威胁级别是突防路径子段的端点所而临的威胁级别之和。
突防路径评估主要基于对威胁级别的计算结果。威胁空间和对威胁的暴露程度文件用于评估一条突防路径的危险程度。
（8）飞行计划生成：在经过威胁评估的路径基础上，计算飞机沿路径各点的燃油消耗，生成与突防路径点和时间节点相关的燃油-飞行计划，用于提供飞机机载燃油智能管理系统（该系统从属于智能机载航电系统）。
（9）攻击计划生成：依据飞行计划，生成攻击计划，提供每一条攻击和返航路径上的飞机集结点、空中加油点护航机占领制空权跃升点、电子干扰释放点、机载武器发射与投掷点等，并提供飞行过程中所路经各点的彩色条纹地图和环境背景。攻击计划的格式将依据美军有关战斗条例给定。
（10）机载雷达探测：主要呈现飞机在沿规划路径飞行时机载地面成像雷达探测到的成像效果。基于地形遮蔽和图像成像，是对飞机前方的地形，机载成像雷达所生成的图像仅与飞机前方的地形轮廓有关。
（11）电子红外光学探测：主要描述飞机机载电子设备。红外光学传感器在规划路径上的探测情况。探测结果以电子光学红外线频谱的方式显示在规划路径的关键点上。
电红外光学传感器探测结果将作为确定飞机在目标区的进攻战术和返航战术的主要依据。该功能是由战术决断辅助系统实现的，它是由美国空军的气象服务部门开发的软件系统，具备为光学红外线传感器进行探测、获取范围标定和锁定等功能。
（12）远程电子战作战效能评估：用于计算攻击方地面电子战系统对威胁空间产生的影响，是任务规划系统在路径规划阶段必须考虑和解决的问题，具体包括：
确定电子战系统的最优范围设置，使远距离干扰台的效果最为明显；
设定干扰台的位置，展示对敌方电子战系统的干扰效果；
考虑远距离干扰台的影响，重新计算威胁级别，考虑远距离干扰台的影响后，每个关键点的威胁程度，重新规划路径。
（13）机载电子战作战效能评估：用于确定攻击方作战飞机的机载电子战系统对敌方地面防空雷达和敌方电子战系统的压制效果，计算结果用于突防路径规划。
（14）三维建模：主要生成飞机沿规划路径飞行时的三维图像，包括：地形三维图像驾驶员的动态三维视景、飞行轨迹的动态三维视景等。
（15）非制导武器发射和投掷计算：非制导武器主要是指常规自由落体炸弹，包括常规低阻炸弹高阻炸弹和自由落体集束炸弹等，非制导武器发射和投掷将产生这些武器投掷时的弹道等相关信息，确定投放地点速度和高度，提高对地攻击精度。
（16）制导武器的发射和投掷计算：制导武器主要包括空对地巡航导弹和制导炸弹，采用GPS定位制导、电视制导、惯性制导、激光制导以及多种制导方式共用的复合及多模制导等，是进行精确打击的主要攻击武器制导武器的投掷将产生所需要的目标信息，并根据攻击目标要求、生存要求、突防航线规划等，计算制导武器的发射或投掷位置。
（17）数字地图和图像显示：产生飞机导航图表和数字照片图像，功能包括：
在任务规划系统运行的整个过程中实时提供图像；
显示路径、威脉所限定的行动区域以及其他地图上的信息；
能够更改地图数据；
显示数字地图照片，允许从局域网中接收数字地图照片。
（18）数据传送装置的写入/读出接口：是任务规划系统的外围设备，通过此接口，任务规划附件中与任务有关的数据能够传送到数据磁能数据磁带由飞行员带上作战飞机，以保证地面任务规划系统和作战飞机的机载战术飞行管理系统能够协调一致，信息同步。
（19）用户终端：指任务规划系统的用户操作终端。
该终端具有良好的人机交互功能，提供产生菜单、图形界面和在线帮助等，有利于提高工作效率，减少错误发生。
（20）数据库管理：存储任务规划所需要的所有数据，并完成相关的数据库的管理和操作其中涉及的数据包括以下三类：用户输入的数据、其他系统传送来的数据、任务规划系统自身生成的数据。

任务规划系统处理的数据主要包括：
（1）威胁数据：包括威胁种类、威胁位置、对威胁的暴露时间；
（2）通用威胁数据：指常规威胁数据，用于判断输入的威胁系统为已知威胁系统或未知威肋系统；
（3）战区数据：包括战区边界战区规模等数据；
（4）地形数据：战区所在地区的地形平面经纬度坐标和高程坐标网格化数据；
（5）威胁空间：是基于网格化地形的威胁分布数据，包括地形遮蔽雷达盲区数据地杂波雷达盲区数据、地形网格上各高程点的威胁级别数据；
（6）电子战作战效能数据：包括远程电子战系统作战效能数据和机载电子战系统的作战效能数据；
（7）作战任务数据：包括作战任务数目、攻击目标武器载荷、发射地点和时间等；
（8）气象数据：包括气象种类、级别、各种气象区域范围对各种武器影响程度等；
（9）空中系统信息数据：包括突防及攻击过程中，作战飞机与其他空中地面、海上作战单位的协同信息；
（10）突防路径数据：包括突防路径的起点、导航点、转弯点、目标点和所有有关突防路径的信息数据：
（11）燃油油耗数据：主要用于产生飞行计划所需的燃油优化消耗的精确计算；
（12）地图数据：用于突防路径规划区域的二维彩色地图显示；
（13）数字地形照片：用于突防路径区域上突防过程的地景重现。

在这篇官八股的最后一段中：这个师还联合科研院所，研发突防突击任务规划系统，利用信息技术，将作战背景、环境全程带入训练，让飞行员在“活”的战场、“活”的敌人面前练精练强打仗本领。这其中展现的就是任务规划系统在飞行训练中的另一应用场景。任务规划系统的推演和评估环节与飞行员的飞行和战术训练模拟、评估系统进行了交联后，既可以以训练模拟系统为平台，加入任务规划考虑的作战环境和航迹规划等因素。在飞行前，通过任务规划系统的详细威胁分析和航迹规划结果，让飞行员进行战场环境体验和航迹可飞性验证。在飞行讲评环节，结合作战训练评估系统，采用任务规划系统的评估准则对实际飞行和作战数据进行辅助评估。而在实兵对抗演练条件下，则可通过实际飞行验证航路规划结果可行性和优化性。

发表于 2016-2-22 15:17

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