前瞻智能化飛行任務輔助決策手段
——航行任務規(guī)劃系統(tǒng)建設

曹春年 李煒芃

一、系統(tǒng)建設背景

近幾十年來，指揮自動化系統(tǒng)建設成果顯著，信息采集、傳輸、存儲、處理和顯示等環(huán)節(jié)均已成型，仿真模擬及數(shù)據(jù)工程建設逐漸完善，任務規(guī)劃系統(tǒng)也初現(xiàn)雛形。然而，現(xiàn)有任務規(guī)劃系統(tǒng)發(fā)展遭遇到智能輔助能力滯后的問題，基本停留在輔助勞力而非智能階段，對智能程度稍高的問題，如態(tài)勢理解、決策輔助、任務規(guī)劃、飛行計劃仿真推演等，基本是無能為力，智能輔助已成為制約快速反應的瓶頸問題。

二、系統(tǒng)建設目標

智能化的任務規(guī)劃平臺能夠通過多維度廣泛感知外部環(huán)境與內(nèi)部狀態(tài)信息，基于感知數(shù)據(jù)實時自主完成深度挖掘、推理和融合，實現(xiàn)態(tài)勢構建，自主產(chǎn)生控制策略并執(zhí)行，同時要具有一定的自主認知和學習能力。

根據(jù)未來智能化任務的需求，從OODA 任務循環(huán)出發(fā)，任務規(guī)劃平臺的智能化技術主要包括：感知多源化、認知融合化、決策智能化、控制自主化、任務協(xié)同化、保障全局化等。

感知多源化：通過有效地接收、探測“客體”信號，并進行特征提取和樣本積累，經(jīng)過充分地學習、處理、分析，優(yōu)化產(chǎn)生可供“主體”使用、響應的映射信息，從而完成測量、分析、識別等相關任務。

認知融合化：通過單一平臺異構傳感器信息的深度融合，以及分布在編組中各類傳感器的互聯(lián)互通、信息共享，將目前對環(huán)境的感知與理解從片面的、離散的、靜態(tài)的感知提高到全局的、關聯(lián)的、動態(tài)的感知。

決策智能化：在感知、認知以及數(shù)據(jù)融合與挖掘的基礎上，將自主任務決策從依靠預先規(guī)劃任務序列、進行程序化任務、適應性有限的層次提高到經(jīng)驗知識與數(shù)據(jù)相結合、任務使命驅動任務規(guī)劃、有效應對未知態(tài)勢變化的層次。

控制自主化：基于環(huán)境特征信息，進行多種導航模式的智能配置和在線結構/功能重構，根據(jù)決策或自身狀態(tài)的變化，實現(xiàn)行動軌跡自適應優(yōu)化調(diào)整、高精度跟蹤控制以及故障條件下控制策略的自診斷和自修復等。

任務協(xié)同化：通過智能體之間的通信、空中動態(tài)自適應組網(wǎng)、多平臺間的信息融合及任務分配，實現(xiàn)分散的平臺在時間、空間、功能上的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，具有體系開放、彈性互聯(lián)、動態(tài)重構、自組織協(xié)同等能力。

保障全局化：以人工智能和大數(shù)據(jù)知識庫為基礎，實現(xiàn)對復雜系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)的健康管理與維修保障等功能；依托虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等技術，為部隊提供自主訓練保障服務，推動系統(tǒng)保障模式由從傳統(tǒng)的“任務驅動型響應式保障”向“狀態(tài)驅動型主動式保障”轉型。

三、主要功能

系統(tǒng)分為航行任務規(guī)劃操作系統(tǒng)和便攜式手持設備兩部分。

（一）航行任務規(guī)劃操作系統(tǒng)

1.RNSS 信號接收功能

具備北斗三號RNSSB3 頻點信號接收定位、測速和授時功能，具有區(qū)域短報文、全球短報文通信功能，在區(qū)域短報文可用情況下優(yōu)先使用區(qū)域短報文。

能夠接收處理北斗三號系統(tǒng)功率增強預報和標識，當收到功率增強預報或標識時，或手動啟動功率增強信號搜索功能時，能將北斗三號功率增強衛(wèi)星信號與非增強衛(wèi)星信號進行統(tǒng)籌使用，優(yōu)選最佳幾何分布、最好信號質量的衛(wèi)星參與定位解算，并對外輸出功率增強啟用情況提示[1]。

2.授權與初始時間注入

具備有線、無線授權與初試時間注入功能。

3.RAIM 檢測

具備RAIM 檢測功能，可計算并輸出RNSS 單點定位保護級。

4.BDSBAS 定為保護級計算

具備BDSBAS 定位保護級計算功能。

5.遙閉和自毀

可相應用戶的自毀命令或通過北斗系統(tǒng)發(fā)送的遠程“永久關閉”指令，銷毀北斗三號授權芯片的內(nèi)部信息，刪除本機存有的所有數(shù)據(jù)。

6.RDSS 定位報告

具備接收處理RDSS 定位報告、廣義RDSS 定位報告和普通位置報告三種模式定位報告功能。

7.全球短報文通信

具備全球范圍雙向通信、全球位置報告功能。

8.指揮控制

具備下屬用戶信息通播、組播、點播和兼收功能，可管理下屬終端目錄，可刪除、修改和顯示終端信息。

9.地圖操作

具有地圖縮放、漫游、全圖顯示和圖層控制等功能，可以在地圖上顯示機場、航點、航線和空域等。同便攜機。

10.便攜式手持機監(jiān)控

可接收便攜式手持設備發(fā)送的航行信息，形成飛行軌跡；可與便攜式手持設備互發(fā)文電信息，可向便攜式手持設備發(fā)送直飛更該航線等控制指令，可響應便攜式手持設備發(fā)送的呼救信息。

11.其他終端監(jiān)控

可監(jiān)控北斗系列便攜式用戶機、手持救生電臺和其他北斗通用終端。

（二）便攜式手持設備功能

1.衛(wèi)星信號接收

具有北斗三號RNSS 信號接收定位、測速和授時功能；具有區(qū)域短報文、全球短報文通信功能；在區(qū)域短報文可用情況下優(yōu)先使用區(qū)域短報文；具備BDSBAS 增強信息接收處理能力；能夠接受處理北斗三號系統(tǒng)功率增強預報和標識，當收到功率增強預報或標識時，或手動啟動功率增強信號搜索功能時，能將北斗三號功率增強衛(wèi)星信號與非增強衛(wèi)星信號進行統(tǒng)籌使用，優(yōu)選最佳幾何分布、最好信號質量的衛(wèi)星參與定位解算，并對外輸出功率增強啟用情況提示[2]。

2.RAIM 檢測

具備RAIM檢測功能，可計算并輸出RNSS單點定位保護級。

3.BDSBAS 定位保護級計算

具備BDSBAS 定位保護級計算功能。

4.守時

具備關機守時功能。

5.遙閉和自毀

可響應用戶的自毀命令或通過北斗系統(tǒng)發(fā)送的遠程“永久關閉”指令，銷毀北斗三號授權芯片的內(nèi)部信息，刪除本機存儲的秘密級以上數(shù)據(jù)。

6.報文通信

能夠增加、刪除、修改文字報文信息，可收發(fā)文字報文信息；可錄入、刪除語音信息，可在重點區(qū)域內(nèi)收發(fā)語音和圖片信息。

7.空地協(xié)同

能夠自動向地面設備發(fā)送飛機航行信息（包括經(jīng)緯度、海拔高度、速度航向等信息，以下相同），能上報身份信息；可接受其他設備發(fā)送的航行信息，可接收地面系統(tǒng)發(fā)送的態(tài)勢信息并顯示；能接收地面系統(tǒng)發(fā)送的更改航線等指控指令，自動繪制新航線并進行領航解算[3]。

便攜手持機之間編組協(xié)同，互相感應位置，群內(nèi)消息廣播。

8.應急搜救與定位報告

具備使用北斗三號短報文發(fā)送應急搜救信號能力；可發(fā)送RDSS 定位報告、廣義RDSS 定位報告和普通位置報告；可響應位置查詢請求指令并發(fā)送標準定位報告。

9.航圖操作

可實現(xiàn)航圖縮放、平移和歸位，能夠自動加載和隱藏航圖要素；能夠切換航圖顯示視角，支持民航航路航線圖（矢量圖）和標準格式地圖加載，可疊加顯示。晝夜顯示模式可手動切換和通過日出日落時刻計算自動切換。

10.可視化導航

具備選航、直飛、改航、偏置導航、準到導航、航線翻轉、求近、速度矢量指示等功能，能夠顯示機場五邊航線和垂直下滑航線；可在航圖上疊加顯示導航參數(shù)（包括航向、速度、導航臺信息、機場信息、飛行程序數(shù)據(jù)等），支持民航機場、航線等數(shù)據(jù)導入并可編輯處理；可記錄航行日志并回放。

11.安全告警

可對航圖進行區(qū)域著色指示地形的安全等級；能夠指示橫向處置剖面地形，實時顯示飛機到關聯(lián)高程點或危險區(qū)相對位置，實現(xiàn)輔助危險告警。

12.飛行資料管理

可查閱進近程序、民航航路、飛行卡片、航理法規(guī)等電子資料；能夠查閱和編輯航線、空域、機場、航路點信息；具備交互式特情處置、電子檢查單功能；能通過航行規(guī)劃地面系統(tǒng)加載數(shù)據(jù)并處理，能擴展兼容航空導航數(shù)據(jù)庫標準數(shù)據(jù)格式。

13.領航計算

可以計算轉彎半徑、轉彎時間、轉彎坡度等轉彎參數(shù)；可進行航行速度三角形邊角關系換算；可計算大圓航線、航程；可計算穿云下降時間、穿云下降距離等；可計算準到導航相關參數(shù)等；可計算日出、日落時間，以及太陽高度角和太陽位置。

作為顯示要求，可在波賽點左邊與地理坐標之間轉換，接收地面系統(tǒng)發(fā)送的直飛波賽點指令，自動繪制到波賽點坐標下相對點的直飛航線并進行導航解算。

14.應用軟件升級擴展

具備應用軟件擴展能力，可根據(jù)用戶需求升級應用軟件功能。