認(rèn)知電子戰(zhàn)與認(rèn)知電子戰(zhàn)系統(tǒng)研究
作者:楊小牛 張春磊(中國工程院院士 中國電子科技集團(tuán)公司第36研究所專家)
認(rèn)知電子戰(zhàn)理論、技術(shù)、裝備的興起,主要有兩方面動(dòng)因: 其一,軟件無線電技術(shù)日益成熟,為認(rèn)知電子戰(zhàn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ); 其二,隨著現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境越來越復(fù)雜,電子戰(zhàn)領(lǐng)域?qū)ψ赃m應(yīng)、自動(dòng)化、智能化要求越來越高,為認(rèn)知電子戰(zhàn)提供了旺盛的軍事需求。
美軍·典型認(rèn)知電子戰(zhàn)項(xiàng)目
美軍是全世界為數(shù)不多的研究并部署認(rèn)知電子戰(zhàn)系統(tǒng)的國家,其相關(guān)理論、技術(shù)、項(xiàng)目、系統(tǒng)都非常具有典型性。
認(rèn)知電子戰(zhàn)·內(nèi)涵與優(yōu)勢(shì)
從理論層面來講,關(guān)于認(rèn)知電子戰(zhàn)的概念與內(nèi)涵,主要有兩種理解方式:一種從電子戰(zhàn)本身能力發(fā)展出發(fā),主要強(qiáng)調(diào)其智能化、自適應(yīng)和自動(dòng)化能力的發(fā)展,為便于區(qū)分,姑且將這種理解稱為“認(rèn)知化電子戰(zhàn)”;另一種從電子戰(zhàn)所面臨的作戰(zhàn)對(duì)象威脅出發(fā),強(qiáng)調(diào)“能夠?qū)垢黝愋滦驼J(rèn)知電子信息系統(tǒng),如,認(rèn)知無線電、認(rèn)知無線網(wǎng)、認(rèn)知雷達(dá)等”。同樣,為便于區(qū)分,姑且將這種理解稱為“認(rèn)知系統(tǒng)電子戰(zhàn)”。
認(rèn)知電子戰(zhàn)是一種在軟件無線電技術(shù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化(知識(shí)共享)、多功能電子戰(zhàn)理念。除了可以對(duì)抗傳統(tǒng)電子信息系統(tǒng)以外,還可以對(duì)抗新興的認(rèn)知電子信息系統(tǒng)(認(rèn)知無線電臺(tái)、認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)、認(rèn)知雷達(dá)等)。其核心技術(shù)包括軟件無線電技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)、行為建模技術(shù)等。
作為最具發(fā)展?jié)摿Φ男屡d電子戰(zhàn)領(lǐng)域之一,認(rèn)知電子戰(zhàn)的應(yīng)用前景非常廣闊,不僅有助于電子戰(zhàn)領(lǐng)域自身能力的提升,還對(duì)信息戰(zhàn)、賽博戰(zhàn)等諸多領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。相對(duì)于傳統(tǒng)電子戰(zhàn)而言,認(rèn)知電子戰(zhàn)具備如下明顯優(yōu)勢(shì):
(1) 有望解決復(fù)雜電磁環(huán)境精確態(tài)勢(shì)感知難題;(2) 有效對(duì)抗認(rèn)知系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò);
(3) 極大增強(qiáng)電子干擾系統(tǒng)的隱蔽性、抗毀性;
(4) 顯著增強(qiáng)電子戰(zhàn)與賽博戰(zhàn)的相互使能作用
認(rèn)知電子戰(zhàn)·系統(tǒng)框架
文中對(duì)每一個(gè)模塊都作了詳細(xì)具體的描述。
認(rèn)知電子戰(zhàn)系統(tǒng)·工作流程
典型的認(rèn)知電子戰(zhàn)系統(tǒng)工作流程如圖所示。可以看出,認(rèn)知電子戰(zhàn)系統(tǒng)與傳統(tǒng)電子戰(zhàn)系統(tǒng)在工作流程方面既有相同之處(“通用處理環(huán)節(jié)”),又有獨(dú)特之處(“認(rèn)知處理環(huán)節(jié)”);而其中的獨(dú)特之處才是認(rèn)知電子戰(zhàn)系統(tǒng)“認(rèn)知”功能的核心。因此,下文重點(diǎn)闡述認(rèn)知電子戰(zhàn)系統(tǒng)中這類具備認(rèn)知功能的“認(rèn)知處理環(huán)節(jié)”。
認(rèn)知電子戰(zhàn)系統(tǒng)的主要認(rèn)知處理環(huán)節(jié)其實(shí)均可視作“觀察、定位、決策、行動(dòng)”( OODA) 認(rèn)知環(huán)在電子戰(zhàn)系統(tǒng)關(guān)鍵處理環(huán)節(jié)中的應(yīng)用,分別稱為“認(rèn)知偵察環(huán)”、“認(rèn)知對(duì)抗環(huán)”和“認(rèn)知效能評(píng)估環(huán)”。
a) 認(rèn)知偵察環(huán)
認(rèn)知偵察環(huán)主要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)信號(hào)分類,包括模型匹配、樣本訓(xùn)練和分類結(jié)果評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié),其結(jié)果既可以支持干擾優(yōu)化環(huán)節(jié),亦可用于動(dòng)態(tài)知識(shí)庫的傳統(tǒng)信號(hào)樣本積累和認(rèn)知系統(tǒng)行為樣本積累。
b) 認(rèn)知對(duì)抗環(huán)
主要實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化干擾或攻擊,包括策略生成、干擾( 或攻擊) 優(yōu)化等環(huán)節(jié),生成的干擾/攻擊策略可存儲(chǔ)為動(dòng)態(tài)知識(shí)庫中的推理案例。認(rèn)知對(duì)抗環(huán)主要由策略引擎和干擾優(yōu)化引擎來實(shí)施。
c) 認(rèn)知效能評(píng)估環(huán)
主要實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)效能的自適應(yīng)、高逼真度評(píng)估。該環(huán)節(jié)與傳統(tǒng)電子戰(zhàn)效能環(huán)節(jié)類似,也采用相類似的技術(shù)。
結(jié)語
盡管認(rèn)知電子戰(zhàn)是電子戰(zhàn)眾多發(fā)展趨勢(shì)之一,但無疑也是近幾年來最為重要的發(fā)展趨勢(shì)之一。從平臺(tái)對(duì)抗、體系對(duì)抗一路走來,電子戰(zhàn)領(lǐng)域?qū)⒆呦蚝翁庮H值思量。隨著各類電子信息系統(tǒng)“認(rèn)知化”程度的不斷提升,加上戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境的不斷復(fù)雜化,電子戰(zhàn)的未來勢(shì)必朝著“認(rèn)知化”方向發(fā)展。