声对抗与声探测团队对抗演练式本科毕业设计平台研究

声对抗与声探测团队对抗演练式本科毕业设计平台研究

[摘 要]根据军事指挥类本科毕业设计模式的改革要求,着眼未来战争复合军事人才的培养,拟提高军事指挥类学员熟练掌握声对抗与声探测技术战略战法的能力,以声学领域为技术背景,初步研究了以声对抗和声探测为技术背景下的团队对抗演练式本科毕业设计平台,为改进和提高本科毕业设计指导和实施工作提供参考。

[关键词]声对抗;声探测;团队对抗演练;毕业设计

[中图分类号] G64 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2019)01-0087-03

军事指挥类学员的培养是我军为适应高科技武器装备不断更新和现代化战争对军事人才综合素质要求日益提高的新形势所采取的一种新型人才培训模式,我军对军事指挥类学员实行“学历教育合训、任职培训分流”的组训方式[1]。为了满足以提高学员的战斗指挥能力为目标,涵盖作战方法研究和工程技术研究的毕业设计要求,可以考虑改革毕业设计模式,采用“团队对抗演练式”毕业设计模式[2]。文献[3] 采取了“团队设计项目”的模式指导本科毕业设计,研制出“卫星耦合动力学与控制地面演示实验系统”,突出了团队协作的意义[4]。对抗演练式教学是军事教学活动的高级组织形式,其在实际操作过程中通过掌握有关的理论知识,对演练平台进行设计,然后再搭建实际的对抗演练平台进行演练。对抗演练式平台的搭建和应用充分体现了军事作战类课题的本质,可以使攻守双方充分接触,是军事指挥教学的高级组织形式[6]。

本文是关于声对抗与声探测团队对抗演练式本科毕业设计平台的初步研究,包含的内容单元有声对抗、声探测、团队对抗演练和本科毕业设计平台这四部分。其中本科毕业设计是平台,这个平台建立在团队对抗演练的行为上,采取的主要手段是声对抗和声探测技术。

声对抗是利用声信息的对抗方法和手段,其包含的内容比较广泛,主要有声干扰、声欺骗、声诱骗等。声探测是一种采用声学原理,利用电子装置处理获取的声波信息以实现对目标的识别和定位的技术,是一种重要的军事侦察手段[5]。团队对抗演练通过分组演练的形式进行,教学可以使参演双方在战场上的指挥作战能力得到锻炼,还可以使其掌握更多的军事理论知识和指挥技能,养成良好的军事素养,对提高联合作战中队员的军事作战和指挥能力也有重要的意义。

本研究着眼未来战争复合军事人才的培养,拟提高军事指挥类学员熟练掌握声对抗与声探测技术战略战法的能力,希望以声学领域为技术背景,努力打造声对抗和声探测团队对抗演练式本科毕业设计平台。

一、对抗演练

声对抗技术一般采用主动声攻击的方式形成对抗,比如声干扰是发射大功率声波,干扰对方的声探测系统,或者干扰对方的作战人员的作战行为;声欺骗是发射声学欺骗信号,让对方探测出假目标;声诱骗是发射声学诱骗信号,让对方误以为是某个声学目标出现,达到声东击西的目的。

声探测技术主要采用被动的探测方式,利用传声器检测目标发出的声学信号,分析目标的声学特性,根据目标辐射噪声在传声器阵列中各个传声器间产生的时延和相位关系,实现对目标的位置特征、运动状态和属性等信息的估计。作为一种重要的军事侦察手段,声探测技术在对抗演练中可以及时准确地获取敌方火力位置,从而对敌火力进行打击,又因为声探测技术是被动的,因此可以达到快速隐蔽对敌实施打击的目的。

声对抗和声探测对抗演练式平台的设计可以通过构建声信息对抗环境,使攻守双方在特定的声学背景下进行团队对抗演练,使指挥员和对抗团队成员能够通过实践来检验声信息相关作战理论的可行性,加深对声探测相关原理的理解和掌握,促进指挥能力的提高。

进行基于声信息技术的团队对抗演练活动,可以对声探测装备的作战实用性进行检驗,从而有针对性地进行改进。对抗演练不仅可以让双方指挥员感知战场环境,同时也为受训者提供了军事理论知识综合运用的实践平台,促进了其对声信息相关专业知识的理解和运用。

声信息对抗式演练平台的设计能最大限度地发挥演练式教学的优长,将声信息探测技术应用于实战中,能促进受训者知识向能力的快速转化,使双方指挥人员在研制声信息技术相关的武器装备时能够更多地考虑实战因素,避免纸上谈兵。

二、研究内容

本研究围绕地上声信息侦察与反侦察、空间监视与反监视、精确声定位打击等多个对抗专题,开展声信息对抗演练半实物仿真平台建设,研究声对抗的作战方法,为打赢未来战争做准备。对抗专题的设置主要包括以下两个大的方面:声学侦察技术和声学反侦察技术。其中,声学侦察技术包含:1.声定位技术与系统;2.声源特性、声目标特征提取和目标识别等。

声学反侦察技术包含:1.消声技术、声诱骗技术、声伪装技术、强声干扰技术、噪声干扰技术等;2.声信息传递环节的对抗,声信息传递途径的选择,声信息传递途径对抗、干扰。

加入声信息对抗后的战术战法研究是团队对抗平台的重点。可以将对抗过程分为三个阶段:首先派出诱饵小分队,进行基于声信息的战场侦察,通过声定位和识别等途径判断敌方的兵力和火力配备;然后有针对性地在作战计划中对己方进行信息防御,尽量获取敌方的真实信息,尽量保护己方真实信息不被敌方获取;最后才是正式的作战对抗,在对抗中红、蓝双方都有自己的信息处理员,借助声学途径实时处理和发送战场信息。加入声信息对抗,并不是替代传统的战术战法,而是对其的改良和改进。

三、平台建设

(一)平台搭建

由于以空中作战为背景建立对抗演练平台的成本较高、实现难度较大,而在地面作战中,以城市战为背景的演练过程中主要以轻武器对抗为主,易于实现,因此主要以城市战为背景建立模型,通过团队对抗演练的方式来检验声信息对抗战术的可行性,通过不同的团队分工及对抗方式来检验声信息技术在实战中运用的可行性,并检验团队内部的协作能力,最终完成基于声信息的团队对抗演练过程初步设计。 团队对抗演练的基本过程如下。首先由团队对抗演练的导调宣布演练开始,红、蓝两军的模拟武器装备系统在各自指挥员的控制下,按照事先确定的对抗实施方案开始进行攻防结合的战术演练。与此同时,根据演练进程,接受指挥员的现场指挥。攻守双方按照既定模式进行对抗,由导调根据胜负判定规则进行裁判。

平台建设初期,组织参研人员带领学员开展单元器件和半实物模型的制作、信号调试、对抗想定设计等内容的研究。平台初步建成之后,可以开展部分对抗专题研究,逐步完善对抗演练平台,并结合军事需求和先进科研成果,丰富作战想定,开展对抗演练。

初期建设中,主要以陆地一般环境下,基于声信息的轻武器的侦察与反侦察对抗作战想定来进行子课题设置。对抗演练设立红方、蓝方和导调。导调是总指挥员,对抗演练前负责安排演练内容,对抗演练中负责演练的进行,对抗演练完成后负责结果判定。以蓝方为攻方,以红方为守方,蓝方采用手枪、步枪等轻武器攻击红方,同时加上消声、诱骗、伪装和干扰等方式;红方则通过被动和主动等多种声探测方式保护红方的人员、设备和军事设施不被蓝方破坏和侦察。主要研究内容和子课题如表1所示。红方主要进行声探测活动,包括声信号处理和声定位,主要研究和实践内容为阵列布设、信号采集、信号预处理、特征提取和识别、定位等。蓝方主要进行声干扰活动,包括轻武器声源技术和轻武器干扰技术,轻武器声源技术主要研究和实践内容为轻武器声源的产生和传播特点,轻武器干扰技术主要研究和实践内容为消声、声诱骗、声伪装和噪声干扰等技术。导调要想定轻武器对抗场景的声学背景,掌控整个演练的过程和进度,以及最后对抗演练程序设计和结果判定。

(二)团队分工

团队分工需从攻方和守方两个角度来分析相应的特点及所适用的战术,并进行两个团队的分工,为接下来开展对抗活动做好准备。

从攻方角度看,可采用逐步蚕食的方法向敌方阵地推进并夺占阵地。在推进过程中辅以声探测技术,对敌隐藏在建筑物内的目标进行准确定位,而后进行精确打击。这种战术比较保守,但是它突出的是稳扎稳打,确保部队在推进过程中能实施跟踪定位,而后将敌歼灭。也可从地上、地面和地下三个方面同时展开战斗。由于城市中的遮蔽物较多,因此要充分利用所有适合开展攻击的路线进行机动,在向攻击目标机动的过程中,要充分利用地铁、下水管道等地下设施和对方直瞄火力无法控制的楼顶。从全方位进行火力接触后,再利用声定位技术对敌不同类型火力目标进行定位并分辨出不同武器类型,针对不同类型武器采用不同的方式予以打击。或者通过直升机机降到建筑物楼顶,迅速侦察敌情、进入楼内。由于敌方可以利用城市地形建筑物多的特点进行隐蔽,在地面运动容易被敌火力打击,因此可以采用直升机机降到目标楼顶,利用敌方的射击盲角,进入楼内突袭,达到歼灭敌人的目的。

从守方角度说,可以采用枪械,比如狙击手可以利用城市内建筑物多、地形复杂的特点,藏身于建筑物内实施隐蔽射击,同时为避免敌方探测到己方射击位置,可以采用消声或隔声装置减少被敌发现的可能性。也可以采用反坦克武器,由于坦克等装甲车辆的侧装甲和顶部装甲比较薄弱,因此可以利用城市地形的特点,从建筑物内实施突然袭击,袭击后如果不迅速撤离将会被敌人探测到自身位置,但是反坦克武器又都较难携带,无法进行快速转移,所以要采用消声及隔声装置,避免对敌开火后被敌侦测到进行反击。也可以用反直升机武器,比如火箭炮可以隐蔽于建筑物内对武装直升机进行突然打击,使敌方直升机机降的战术受到限制。直升机对于巷战的攻方来说意义重大,因为它可以不受地形的限制进行灵活机动,因此它也成为守方部队的首要打击目标,利用火箭炮等武器对敌直升机进行打击时要利用消声及隔声装置,避免袭击后暴露自身的攻击位置。

四、结束语

声探测正在逐步成为当下探测相关的热点技术。在陆地一般环境下基于声信息的轻武器的侦察与反侦察对抗作战平台初步建设完成后,还可以开展复杂环境下多种作战平台的声对抗演练课题研究。通过进一步研究掌握对抗演练式平台的设计方法,可以培养学员声探测作战相关的指挥能力,为信息化战争培养新型军事人才。

从初步构思到具体实施,本團队对抗演练式毕业设计平台已经历了三个年头,今年还带了我校首届团队对抗本科毕业设计。这届的毕业设计主要由教员团队和学员团队组成。教员团队由一位教授带头,四位教员负责指导和协调;学员团队由五名学员组成,其中一名成绩优异、团队协作能力强的学员担任导调,调配由两名学员组成的红方和另外两名学员组成的蓝方之间的对抗方式和方法,以及对抗胜负判决方法的规则制定和实施。最后,五名学员均顺利完成今年的团队对抗演练式毕业设计,圆满完成了毕业前的最后一道考核。同时,我们在实施的过程中也发现,以声学为基础的本项目是一个比较大的课题,目前只涉及空气中的对抗和探测,其在水下的对抗和探测更有用武之地,但水下这一块的建设还需要更多人力和物力的投入。而且,我校今年也是第一次具体实施本科毕业设计改革之团队对抗演练式毕业设计,只有全校一届教员和学员的参与还远远不够,大家仍在努力探索中。我们要吸收各个学院、各个专业的有益经验,同时还需要继续投入精力来建设和指导更多的学员。我们希望通过本项目的持续研究,能建设一个基本的声对抗与声探测团队对抗演练式毕业设计平台环境,为下一步的改进和完善提供基础,为团队对抗演练本科毕业设计提供接近未来作战场景的平台支撑,对军校指挥类学员本科毕业设计改革提供一种参考,这对提升学员掌握声对抗和声探测战法的作战指挥能力等都有积极的推进作用。

[[ 参 考 文 献 ]]

[1] 刘进,赵锋,肖顺平.军事指挥类学员本科毕业设计指导的实践与思考[J].高等教育研究学报,2012(3):118-120.

[2] 贺明科,江小平.改革军事指挥类学员本科毕业设计模式的思考[J].高等教育研究学报,2014(4):89-91.

[3] 李东旭,盂云鹤,蒋建平,范才智,程文科.基于团队设计项目的本科毕业设计模式探索与实践[J].高等教育研究学报,2013(1):117-119.

[4] 王正杰.基于团队设计项目的本科毕业设计模式研究和实践[J].北京青年政治学院学报,2011(2):105-110.

[5] 冯杰,杨博,李兆利.空气声探测在军事中的应用[J].电声技术,2012(6):32-36.

[6] 张学辉,闫振生,王世彤.对抗演练式教学探要[J].继续教育,2011(6):11-13.

[责任编辑:陈 明]

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