美国联合末端攻击控制员装具发展特征

刘 纯，吴家锋，吴静青，刘 洁，沈 亮，滕建方，吕志超，周万军

(1.航空工业洪都 650飞机设计研究所， 南昌 330024； 2.复旦大学， 上海 200433；3.中国人民解放军海军航空大学， 山东 烟台 264001)

联合末端攻击控制人员(JTAC)是经美国防部认证和授权在近距空中支援或其他空中行动的前线执行末端攻击控制任务的人员[1-2]。JTAC的主要职责是：了解敌情，知悉己方部队和平民的位置；了解受援指挥官的目标优先顺序、期望效果和武器投射时间；了解指控官的意图和适用的交战规则；核实临时出现的目标；向指挥官提出如何恰当运用空中力量的建议；提交紧急近距空中支援请求；经受援指挥官批准后进行末端攻击控制；消除飞机冲突，以及分析近距空中支援飞机架次之间的火力冲突；提供初步战斗评估报告[2]。在密切空地协同作战中，JTAC是保证空中、地面两个战场作战行动协调一致，形成整体威力不可或缺的“纽带”，是地面指挥官与空中力量沟通的桥梁，要求其既要能理解地面战斗形势，又了解如何最大限度地发挥参战飞机的效力。要达成上述战术目的，JTAC在末端需要完成态势感知、空域管理、任务规划、火力控制、攻击规划、毁伤评估等任务，而JTAC要完成这些任务需依靠一套作战装具，即JTAC装具。JTAC装具通常包含观瞄指示子系统、信息处理子系统、显控子系统、通信子系统等,JTAC通过观瞄设备获取目标信息，通过通信子系统获取空地其他节点的战场、目标、指控等信息。观瞄设备和通信子系统将这些信息送至信息处理子系统进行综合数据处理，生成综合态势、空中平台状态、指控决策等界面。信息处理子系统将综合处理结果送至显控子系统进行人机交互，并将需与空地其他节点交互的信息通过通信子系统向外界发送。JTAC装具能力、功能和性能的先进程度，直接影响JTAC进行末端攻击控制的样式或效率。

正因JTAC装具在空地协同作战中的作用至关重要，美军在历次战争中，都结合作战使用需求，利用技术的进步不断对JTAC装具的功能、性能进行改进。本文主要对美军JTAC装具的发展历程与趋势、能力、应用情况及未来的发展趋势等内容进行分析，可为我国近距空中支援地面引导控制系统的发展和开发提供参考和借鉴。

1 联合末端攻击控制员装具发展历程

JTAC装具随着JTAC产生而开始配备，并随着近距空中支援作战样式的发展而发展，先后经历了二战、朝鲜、越南、海湾战争、阿富汗、伊拉克、叙利亚等战争的检验，从最开始采用的颜料、烟火等手段进行简单的标记引导到当前的激光引导，从简易的无线电到当前的先进数据链，从简单的引导到当前的控制机载传感器、武器。根据地面引导控制手段和技术水平，可将JTAC装具的发展划分为3个阶段：一是以纸质地图及话音为代表的传统地面引导系统阶段(1910—1990年)；二是以战场空中作战组件(BAO-K)及战术空中控制组件现代化改进(TACP-M)计划为代表的数字辅助JTAC装具阶段(2000—)；三是以持久近距空中支援地面系统引领的网络化JTAC装具(2010—)。

1.1 传统联合末端攻击控制员装具

末端攻击控制员首次引导空中打击支援地面部队作战是在第二次世界大战时期。在意大利战役期间，美军第5集团军进行了一项试验，用一名经验丰富的战斗机飞行员占据有利位置为已方飞机识别目标。后来第1集团军第9战术空军司令部司令皮特·克萨达将军在诺曼底登陆期间发展了这一思想，在某些谢尔曼坦克上加装了空军的无线电装置，用一名经过装填训练的战斗机飞机员替代填装手，兼作前进空中控制员引导P-47和其他战斗机打击阻止盟军进攻的德军部队[4]。

随着JTAC这一角色的产生，相应开始产生JTAC装具。初期，JTAC在战场感知上主要利用望远镜、罗盘、纸质地图等进行观瞄探测，同时还依靠发光、发烟器等器材进行辅助，在通信上主要利用无线电装置。随后，JTAC装具随着技术革新和作战需求不断发展，到20世纪60年代激光出现，JTAC开始使用激光测距机进行目标测距。随着激光制导弹药的出现，开始使用激光指示器引导激光制导武器。到20世纪后期，JTAC装具发展相对缓慢，正如美军BAO-K计划办公室Jimmy Eggleston和David Brown所描述[5]：从二战到1991年的海湾战争，JTAC携带的基本装备，如地图、罗盘、和无线电一直没有较大的变化，即使在阿富汗的持久自由军事行动初期，虽然全球卫星定位系统接收设备已经代替了地图和罗盘，但是重要信息还是通过话音和手动记录的方式在JTAC和机组成员之间传输。

1.2 数字辅助联合末端攻击控制员装具

随着通信、数据链、传感器、计算机技术的进一步发展及传统末端控制装具在实战中暴露的问题(如误伤)日益突出，美军于2001年前后，先后发起了战术空中控制组现代化改进(TACP-M)计划和战场空中组件(BAO-K)计划，在这两大计划中发起了一系列子项目对地面引导装具进行数字化改进。由此，美军JTAC装具进入数字化JTAC装具发展阶段。

2001年的一个误伤事件引起了美空军部长James Roche的关注，随后在Wright-Patterson空军基地指导建立了战场空中作战组件(BAO-K)计划办公室，BAO-K计划是空军特种作战司令部(AFSOC) 在数字辅助近距空中支援(DACAS)中为特种作战飞行员(获得资格认证的JTAC)开发装备的唯一计划项目[5]。BAO-K项目主要分为3个阶段。第一阶段在2002年早期启动，主要工作是购买一些货架产品；第二阶段成立了BAO-K办公室，根据客户需求的输入定制装备和改装商用货架产品；BAO-K项目在第三阶段启动了多项先进技术验证计划，并由空军研究实验室牵头开展。

在BAO-K项目成立之前，DACAS面临的挑战是：无法支持地面部队协同、战术电脑无法使用涉密网络、缺少标准化产品，引导控制装具在尺寸、重量和性能上也十分落后，没有可用的软件，各军种的数据链不相同或不相匹配，缺少标准的战术、技术流程。BAO-K办公室打算全力解决每一项挑战，全面提升DACAS从任务规划到执行的能力，实现JTAC部分使命自动化，缩短杀伤链并降低JTAC负荷。

具体来说，BAO-K项目发展一系列子系统，为空军特种作战司令部的战场航空人员提供最先进的指挥、控制、通信、计算和ISR装备，以便在全天候帮助JTAC识别、确认、排列、标定目标，显著减少发现、校准、跟踪、瞄准和作战的时间。所有的BAO套件对于JTAC来说都具备轻重量，结构紧凑和可随身携带的特点。BAO-K项目先后发展了黑钻公司模块化战术系统(MTS)系统[6-7]、地面战场空军人员数字化空中打击组件软件(BA-DASS)[8]、战场航空瞄准微型无人机(BATMAV)[9-10]、综合瞄准仪(ITD)[9,11]、电量可恢复综合战术能源系统(BRITES)、战场航空瞄准摄像自主微型无人机(BATCAM)[9,11]特种作战部队战术网络(SOFTNET)、战场航空目标辅助人类理解(BATMAN)等软硬装备[9,11]。

支持DACAS的另一重要计划TACP-M是美国空军为升级TACP (JTAC为TACP成员)作战能力的统筹研发计划。TACP-M计划自2002财年开始发展,处在美国参谋长杀伤链增强优先清单的第5位(2005财年预算材料表述)，是先购买再列预算的计划，根据作战需求的变化和商业市场的技术变化而不断调整研究内容。TACP-M计划的目的是使TACP的设备不断现代化，提升TACP的作战能力。其目标也随各财年不同而有所调整，主要为提高态势感知、增加瞄准准确性、压缩杀伤链决策时间，提供更强的机动性和灵活性，提升数据流和信息交换效率，提高各军种和多国之间的联合作战能力并降低误伤的概率。后期又增加了以下内容：降低对语音通信的依赖，用最新的数字化手段，数据链和视频技术替代现有设备；为TACP提供网络中心数据通信、战场感知和瞄准能力；升级TACP话音，数据和视频通信能力，升级瞄准能力和提升TACP战场感知能力[12-15]。

截止目前，BAO-K及TACP-M计划依然在施行，如TACP-M计划的财年预算已列到2019年。在BAO-K及TACP-M为代表的计划的支撑下，美军当前数字辅助近距空中支援JTAC装具的典型装具的名称和重量如表1，其交联关系如图1所示[16-17]。

表1 JTAC当前典型装具名称和重量

1.3 网络化联合末端攻击控制员装具

为了解决目前近距空中支援作战中JTAC装具存在的问题，进一步提高地面引导控制节点的作战效率，美军一直在探索新的作战样式、装备新用法、集成组合式等方法。其中的途径之一就是将原分散的功能设备进行整合集成到数个设备上，利用先进算法开发专用应用软件提升态势感知和末端控制能力，提升地空协同效率。

DARPA于2010年9月发布了持久近距空中支援(PCAS)项目的跨部门公告[16]，推出了创新的近距空中支援解决方案设想。通过一套集成式轻量化的JTAC装具(PCAS-G)革新JTAC的能力。PCAS项目对于末端攻击控制装具的要求是：可徒步携带方便使用；足够的硬件内存，用于处理目标数据，并能够在严酷环境中使用；可以像飞机平显一样，让操作者在需要时拥有抬头态势感知能力；可在屏幕上显示武器攻击效果和圆概率误差，供瞄准使用；开发键盘/鼠标/手写笔之外的非传统数据输入/操作方式；开放的商业软件架构，可运行用于瞄准攻击目标的网络化应用程序；形象直观的感知功能，支持武器可视化、态势感知及平显模式显示；基于开放式的架构，便于软硬件升级；尽可能减少地面引导员携带的设备，但能力不降低。

为满足上述要求，在PCAS项目中JTAC功能装具从当前的十几种集成为4类(如表2所示)[18],即集成式瞄准设备，可穿戴战术显控设备、电台和单一电源供给系统，其总重量约10 kg(含可选装备)，参见图2。

表2 持久近距空中支援JTAC装具类型及重量

2 联合末端攻击控制员装具发展特征分析

由分析可知，JTAC装具从产生至今主要分为三个发展阶段，每一发展阶段由于受当时历史背景下起到了较为积极的作用，并满足了一定的作战需求，但受当时技术条件限制，也暴露了大量问题，正是在这种需求和问题的驱动下，JTAC装具才持续向前发展。本部分主要对各阶段JTAC装具的发展特征和问题进行分析。

传统JTAC装具的主要特征是功能少且单一，在引导手段上主要使用纸质地图和无线电台通过语音引导，在末端只能起引导支援飞机与指示待攻击目标的作用。

虽然在当时的历史背景和技术条件下，能引导支援飞机投放武器对地面实施支援，对当时的战争有一定积极作用，但在作战使用中暴露出诸多问题，主要体现在：引导及指控信息流转缓慢，空地协调时间长，使打击效率偏低，容易贻误战机；末端引导设备功能少且单一、性能受限，自主化程度低，主要靠人工手动操作；在嘈杂的战场环境中所依赖的语音，容易产生错误，误伤及附带损伤较严重。

为解决传统JTAC装具在作战中暴露的问题，依托技术的进步，美军于2000年之后进入DACAS阶段。其解决传统JTAC装具在作战中暴露问题的主要手段为：根据作战使用需求，增加了多种功能设备，性能得到进一步提升；地空通信方式由模拟信号向数字信号发展，开始使用数据链进行地空数据交互；开始使用单兵计算机(平板电脑)进行末端控制。DACAS阶段JTAC装具的主要特征为：实现了数字化通信，装具种类多而杂。

相对传统JTAC装具，虽然数字辅助近距空中支援JTAC装具在能力、功能、性能上有了较大提升，但在作战使用过程中依然暴露出诸多问题：总体重量大(～40 kg)、种类繁多(超过16种)综合化集成度低；人机交互性差(如线缆繁多、交织，交互手段限制等)；自主化水平低，作战效率不高。

由此可见，要进一步提升近距空中支援的效率，满足作战使用需求，有待通过新技术、新理念促进地面引导装具向前发展,在这种背景下，美国于2010年开始开展了PCAS项目。

与数字辅助近距空中支援JTAC装具相比，持久近距空中支援JTAC装具集成化、轻量化、网络化及智能化程度大幅提高，其主要特征体现在：

一是进行了集成化、轻量化设计，增强了JTAC的战斗力。当前JTAC装备由重达40 kg左右的各类功能单一的功能装具组成，再加上枪械弹药、生存物品，使得JTAC总体负重过高。JTAC通常在前线作战，与敌军接近，在这种枪林弹雨、炮声绕耳，时刻有生命危险的环境中，还需高度集中精力获取目标信息，引导空中资产进行精确打击。而JTAC沉重的装备使其机动困难，并不断消耗JTAC的体能，使其难以高度集中注意力，从而影响末端攻击控制效率。在PCAS项目中，为JTAC大幅减少控制设备种类(由近20种降到数种)，使系统总体重量大幅降低(由近40 kg 降至约10 kg)，而且对功能装具的集成极大简化了JTAC的操作流程。这无疑释放了JTAC巨大的作战能力，使其可以更加方便、高效、有更多的精力和体力去执行危险的任务。

二是网络化程度大幅提高，为未来信息化密切地空协同作战提供技术条件。JTAC通过配装多功能电台，可实现与地面各指控节点、火力观察员、前线部队、空中飞行员、空中支援作战中心、对地监视平台等节点进行互联互通，使JTAC成为地地/地空网络中的中心控制节点，甚至是任务中枢。未来的空地协同作战更多的是基于信息化条件下的网络化作战，JTAC装具网络化程度提高可使JTAC更好更快的融入未来信息化战争。

三是由基于任务的引导控制装具向基于新型作战模式的武器装备升级。JTAC装具主要执行目标探测、态势生成、飞行引导、任务规划、攻击规划等末端控制任务，为完成各项任务，诸如观瞄设备、单兵计算机、单兵电台等均相对独立发展，然后组合使用。在网络化JTAC装具中，基于TACP-M及BAO-K计划中研究成果进行综合集成及应用创新，提出新的作战理念，开发先进的算法软件，革新了JTAC的能力，形成了新的地空末端控制模式。同时，末端控制模式的革新又推动了JTAC装具新的设计理念发展，使原来分散的发展模式向以先进开放式专用作战应用软件为纽带的系统综合集成模式发展，为适应未来密切空地协同作战使用需求，给JTAC进行末端攻击控制提供了系统的解决方案，使JTAC装具向具有整体作战能力的武器装备道路迈进。

四是智能化水平显著增强，大幅提高了末端攻击控制效率。持久近距空中支援JTAC装具内置先进的算法软件，可在不同阶段生成多套辅助决策方案供JTAC选择，使JTAC更多精力放在做出正确决策上，而不是思考如何实施某一行动的细节。JTAC装具智能化水平的提高，可大幅缩短各作战环节的响应时间，降低JTAC的工作负荷，提高JTAC的末端攻击控制效率。

3 联合末端攻击控制员装具发展趋势分析

随着机器人技术、大数据技术、赛博技术、移动显控技术、增强现实技术、新型能源技术、人工智能技术、分布式系统技术和物联网技术等民用技术得到了飞速的发展，军事工业部门很难像过去几十年一样主导高科技的发展。因此，未来快速识别和引入民用领域的最新技术发展成果，进行深度军民融合，JTAC装具在军民技术碰撞中有望向分布式和以微型无人机及机器人为代表的人工智能方向发展：

一是向网络化方向发展。随着数据链技术的发展，数据链通信从无线电到激光，从KB级速率向MB甚至GB级发展，链路的抗干扰性、鲁棒性、安全性等越来越可靠，JTAC本身在末端就是要打通空、天、陆、海各参战节点间的掣肘，JTAC装具也必然有着网络化的强烈需求。以网络化为基础的JTAC装具，其目标信息、战场态势可从空中预警机、前线观察员、无人监视平台等节点获取；其局部态势生成、空域管理、任务规划、攻击规划、毁伤评估等末端攻击控制应用软件可在后方基于大数据专家系统的计算终端中运行，并将处理结果通过网络推送到JTAC便携式显控终端中。JTAC通过网络化充分利用空地不同节点中的资源进行末端攻击控制。未来随着军用或民用网络技术的不断完善，当网络的抗干扰、键壮性等能力足够可靠时，网络化JTAC装具将成为一种新的发展方向。

二是向分布式方向发展。JTAC装具一个非常重要的要求就是轻量化，而实现轻量化最有效的技术手段就是依托数据链网络进行分布式JTAC装具开发，JTAC繁重的运算处理任务可分布到后方指挥所进行，侦察任务可分布到卫星、空中有/无人平台、陆军前线等，指挥控制、攻击决策可分布到联指、空、陆、海等各级指挥机构。通过分布式发展，JTAC装备的功能不仅仅局限在其所携带的物理形态上，而是通过网络化连接起来的功能装具体系。这样JTAC装具功能更强大、控制更精细、重量更便携，从而实现JTAC的脑力、体力减负。

三是向以微型无人机及机器人为代表的人工智能方向发展。随着无人机技术、机器人技术、人工智能技术的不断发展和技术融合，未来的JTAC装具中观瞄设备可以是小型无人机蜂群，计算和处理终端可以是一台小型智能机器人，通信设备可以通过无人机中继。可以想像未来JTAC装具就是一群微型无人机群或机器人群在JTAC的控制下进行密切协同工作，完成末端攻击控制任务。

4 结语

当前美军现役JTAC装具主要处于数字化引导控制阶段，并处于不断发展中(如TACP-M已计划到2019年)；2010年后新兴的PCAS-G通过装具集成、轻量设计及开发先进末端攻击控制软件，使JTAC装具更加网络化、智能化，在人机交互上更加人性化。

纵观美军JTAC装具发展，可以发现，其发展并非一蹴而就，而是经过长期实战经验和技术进步积累。美军针对实战、演习、演示验证中暴露出的各种问题，进行深入分析研究，对地面引导控制装备进行持续的预研，在预研过程中解决所暴露的问题，给出解决方案，发展新一代JTAC装具。在发展过程中，上一代装具孕育下一代(如PCAS-G中诸多软件思想即来源于BAO-K)，下一代装具继承和发展上一代。美军JTAC装具，其发展思路为装备一代，研制一代，预研一代，并将研制或预研部分成果拿到战场检验，边研边验，进行反复演习、演示验证，多次迭代，不断提升装具能力。美军JTAC装具的发展思路和发展趋势，特别是PCAS-G的智能化、网络化、集成轻量化及先进作战应用软件开发可为我军近距空中支援地面引导控制系统跨越式发展提供参考。

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