AI赋能:加速认知电子战迭代升级
■王志勇 杨连山 崔怡然
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在战争的无形维度上,一场不见硝烟的较量早已持续百年。从对马海战的电磁迷雾到当代战场的频谱混战,从二战期间简陋的金属箔条到当代融合人工智能的认知电子战系统,电子战完成了从战场配角到战争支撑的华丽蜕变,已深刻内嵌于现代战争的“操作系统”,改写了现代战争的形态与规则。它无形无质,却深刻掌控着战场运转的命脉;它寂静无声,却足以决定千军万马的生死存亡。未来战争的胜负天平,将越来越取决于谁能在这片寂静却致命的频谱空间中,看得更清、反应更快、控得更牢。
现代战争中,电子战领域日新月异,电磁频谱被视为继陆、海、空、天、网之外的重要作战域,成为联合作战中敌我夺取综合制权的焦点。随着战争形态加速向智能化演进,集成人工智能和机器学习技术的认知电子战,其自主对抗优势愈发凸显,成为电磁空间夺权瘫体的重要利器。
智能作战的新需要
信息化智能化作战,信息设备广域分布,无人智能装备列装成军,战场电磁环境愈加复杂。由于采用认知、自适应技术,雷达、通信设备的抗干扰性也越来越强,传统电子对抗手段捉襟见肘。为此,就要借助人工智能和机器学习,赋予电子战系统自我辨识威胁的能力,实时提取威胁来源信号,快速进行整编分析,判明信号的威胁等级及其弱点,及时有效地予以反制。
精确感知的需要。现代作战中,为提高战场“透明度”,交战双方大量使用电子信息设备。同时,无人装备、“蜂群”系统广泛运用。在分布大量信息设备、充斥海量电磁信号的战场上,一部电子战设备可能同时收到几十部甚至上百部电子设备的辐射,识别信号变得极其困难。这就需要电子战系统突破固有技术体制,集成大数据分析、深度学习技术,提升自身感知能力,全面辨识战场各类电磁辐射目标。
智能对抗的需要。在新兴技术推动下,捷变雷达、跳频电台等装备大量投入战场,其在发射与接收之间形成闭环,可根据环境自主调整工作模式、发射参数、选择波形,具备自主的干扰规避能力。传统电子战装备基于已有经验预置干扰规则库,功能固化、灵活性差,已无法应对新兴自适应电子目标。这就要求电子战系统应融合智能算法变得“聪明起来”,具备“以智对智”的自适应对抗能力。
破击组网系统的需要。现代作战体系制胜机理,映射在信息域则催生了雷达、通信系统的网络化运行,目的在于通过信息融合和冗余设计,以网络体系的韧性,消除单个设备或部分链路遭干扰导致的全局失控影响。面对网络化信息系统,电子战系统需要嵌入智能对抗分析推理技术,具备有效辨识组网信息系统能力,以发现关键节点和要害部位,实施“点穴式”软硬一体攻击。
数智驱动的新蜕变
认知电子战可以认为是电子战与人工智能的结合,是具有自主感知、智能决策、自适应侦扰能力的新一代电子战系统,是传统电子战的重大升级。
人工认知转向机器认知。现代电子技术的进步,使得电子信息设备功能多样、模式多选。传统电子战系统基于人工分析的威胁库实施对抗,仅对已知信号模式有效,在应对未知威胁时效能则大打折扣。认知电子战系统通过自主交互集群学习和智能算法,可快速截获识别信号模式,分析变化规律,基于对电磁环境的变化自主决策,优化干扰信号波形,自主完成“观察—判断—决策—行动”的作战循环。
精度驱动转向数据驱动。电子战系统以测量与感知电子信号为基本前提,随着新生产力的拉动,其系统灵敏度、分辨率等性能越来越接近极限,发展升级遇到桎梏瓶颈。认知电子战系统突破固有模式,运用大数据分析技术,通过挖掘大量数据样本,不仅能够高效截获、精准识别未知信号,还可预测频率变换、模式调整、功率转换的时机,关联分析出电子目标的工作规律,先敌一步调整干扰策略、干扰规则及干扰参数,实施有的放矢的电子攻击。
干扰单目标转向破击组网目标。在网络技术的推动下,新一代雷达、通信设备开始网络化组网,以体系优势弥补单点缺陷。传统电子战施扰基于人工经验知识,缺乏足够的自学习能力,主要用于干扰点、链类电子目标,无法有效干扰网络化目标。认知电子战系统运用深度学习技术,可感知雷达、通信等新型组网系统的网络结构和工作模式,基于逻辑推理,可识别组网系统中的节点枢纽、关键链路,进而实施精确干扰,使破击体系成为可能。
架构重塑的新形态
认知电子战系统在传统系统开环结构基础上,引入行为学习过程,重塑模块化架构,使其能够基于干扰反馈情况,进行干扰效果评估和干扰策略优化,完成了“侦—扰—评”对抗行动的闭环。
侦察感知模块。侦察感知是电子战的首要环节,也是认知电子战得以成功实施的重要前提。该模块利用深度和特征学习技术,通过与战场电磁环境不断交互,持续地学习周围环境,完成对信号的参数测量、分选识别,在先验知识的支持下,分析提取目标威胁信号的特征数据,研判行为意图,确定威胁等级,并传送至决策行动和效能评估模块。
决策行动模块。决策行动是认知电子战系统的核心,主要完成干扰策略生成和干扰波形优化。该模块基于侦察感知的分析识别结果、干扰评估反馈效果以及动态知识库,利用机器学习算法预测威胁特征,通过对过往经验推理生成对抗措施,快速制定攻击策略和优化干扰波形,自动分配干扰资源,进而完成对目标信号的自主攻击。
效能评估模块。效能评估是认知电子战系统行动闭环的关键,起着铰链各模块的重要作用。该模块根据侦察感知到的信号被干扰后的反馈信息,分析目标对干扰措施的响应变化情况,在线测算评估目标的受扰或毁伤程度,然后将结果反馈到决策行动模块,用于帮助干扰策略调整和波形优化。
动态知识库模块。知识库主要提供基础信息和数据支撑,包括威胁目标库、干扰规则库、先验知识库。该模块为侦察感知、决策行动、效能评估提供模型、参数、数据等先验信息,利用反馈信息进行认知学习,将学习成果进行经验积累,更新知识库中的知识图谱、知识规则与推理模型,实现知识库的实时更新。
赋能增效的新运用
信息化智能化作战,随着算法模型和学习推理技术的进一步突破,认知电子战系统将更加成熟完善,其赋能增效的作用将更加突出,运用场景将更加丰富,将成为战场上不可或缺的利器。
精确释能破击战。信息化智能化条件下,战场态势实时呈现,指挥决策及时高效,作战行动即时调控,实施精确作战由场景构想进入现实战场。同时,在网信设施的链接下,作战体系的耦合度更高、坚韧性更强,成为联合作战实施的重要支撑。认知电子战系统具备高精度感知能力和强方向干扰能力,通过在广域战场分布部署,可与兵力突击、火力打击行动一道,在联合作战指挥员统一指挥下,对作战体系的关键节点和重要链路,实施位置精确瞄准、频率精确覆盖、调制样式精确一致的精确攻击,致盲降效敌预警探测、指挥控制等系统效能,助力体系破击行动的实施。
网络协同集群战。未来作战,无人机、无人车、无人艇等无人集群是对抗的主体力量,构建低成本、高冗余力量体系成为制胜关键。面对“蜂群”“狼群”“鱼群”等无人作战系统,认知电子战系统具备演化成无人电子战群的天然优势。基于网络化协同技术,将侦察、干扰载荷部署于无人集群平台,通过信息链路实现各平台间的信息数据交互,在智能算法的辅助支撑下,认知电子战系统可根据战场电磁态势,组合优化侦扰功能和动态分配资源,基于自主协同引导和集中控制,实施集群对集群的电子攻击。
网电融合一体战。电子战与网络战是本质上不同的两个作战样式,电子战注重物理层、信号层等低层次的对抗,网络战注重逻辑层、信息层等高层次的对抗。然而,随着信息网络覆盖电磁频谱空间,使得电子战与网络战逐渐融合成为可能。随着无线接入和密码破译技术的突破,认知电子战系统可以侵入网络设施,实现网电空间态势感知和任务决策的贯通,结合自主学习、模式评估、算法预测,可完成网电空间感知、评估、决策和反馈的一体闭环,实施网电一体的复合攻防。


