关于人工智能应用于导弹控制技术的探讨

关于人工智能应用于导弹控制技术的探讨

温向华

国营长虹机械厂 广西桂林市 541002

摘要： 人工智能控制是未来导弹武器装备发展的关键技术， 将引领世界军事技术实现从信息化到智能化的跨越，智能化导弹将成为具备较高“思考”能力的杀伤性武器。 本文主要介绍了国内外智能控制技术应用在导弹技术领域的最新发展动态， 阐述了国内外人工智能技术的特点、进展情况及发展趋势，并给出了人工智能应用在控制算法上的建议， 以期为有关研究提供参考借鉴。

关 键 词： 智能控制技术；导弹；发展现状；发展趋势；

引言： 随着科技的慢慢进步，越来越多的领域开始应用智能化的技术。特别是，随着国际形势的变化，人工智能将成为未来提升武器强度的重要技术，也将引领全球军事技术完成从信息化到智能化的过渡。

目前， 国内外还没有实现完全智能控制导弹的研发，但在某些技术方面， 导弹的智能控制技术已有所发展，如智能化制导导弹、智能协同作战导弹等。

1. 国外智能控制技术发展现状

目前，国外人工智能控制技术发展较为成熟，已有相关导弹型号的工程应用实例。

（ 一） 美国战术战斧巡航导弹

美国的战斧巡航导弹是该系列飞机中的最新一代型号战术式的野外巡航导弹是当前世界上唯一一种具有一定的智能控制和防御性能的战略巡航导弹系统,战术式的野外巡航导弹采用了智能化的实时再目标瞄准系统,该智能控制系统可以很好地完成了如下操作:(1)它具备在飞行中实施再编程与对目标进行打击的能力,并且具有通过红外导引头估算自己的目标区域攻击破坏的程度;(2)用户可再次更新自己所选择的拦截目标,在巡航过程中还需要具备二次目标瞄准功能;(3)打击目标对地上需要重点关注的攻击具有精确定位和进行打击的能力;(4)在装置中配备复合引线头时,它们能够有效地过滤强干扰因素,具有自主识别目标的功能;(5)在巡航过程中具备自主设计运动路线的性能。战区任务规划中心还为导弹设计研发了先进任务分发系统，围绕该系统可为导弹构造一个精确打击体系。这意味着导弹在打击原先既定目标时，如果目标或任务出现改变，导弹就会按照命令一边在战区上方盘旋，一边在飞行中接收来自GPS、 无人机等各种设备传输的二次更新目标信息和打击指令，转而继续自主搜寻新的打击目标。

（ 二） 俄罗斯锆石导弹

该种锆石导弹智能控制系统的主要特点是指它所用制导系统必须具备一定的自主战斗作战和应对能力,设计者将相关人工智能数据直接导入到其目标引爆程序中,使得这种导弹既能够有效地排除任何电子干扰,又能够自主地规避任何一个对手的防空火力追击^[1]。为了大大降低导引机误判目标的风险,设计师预先在当今大部分舰船的弹载计算机中储存了当今绝大多数舰船的图像,在确定目标时,导引头就可以通过搜索系统中所载入的图像进行匹配,对目标信息进行再次确认。锆石导弹是一种具备按照任务的重要性程度来划分目标的武器能力,依据惯有程序进行自主设置确定的方式,能够攻击任务中最重要的目标。此外,在锆石导弹上既能配备一个导引头,也可以加装一个数据链， 使其具有自动避开危险的功能。

二、 国内智能导弹控制技术进展情况

与国外各类智能化导弹的发展相比，国内各军工单位与科研院所在高精度导航、自动目标识别、协同制导等细分技术上都在积极参与相关研制工作，但是研究进展主要集中在技术理论阶段，部分导弹已初步引入人工智能技术。

（ 一）“长剑 –20” 巡航导弹

“长剑–20”巡航导弹是一款空中发射的巡航导弹，其最低巡航高度小于 100m，可以采用低飞行弹道规避敌军的雷达探测，运用雷达导引头进行制导设计， 可以实现良好的打击精度。图 5 是“长剑–20”巡航导弹实物图。

（ 二）“鹰击 100” 反舰导弹

“鹰击 100”反舰导弹是我国研发的第四代反舰导弹，是在“长剑”系列巡航导弹的基础上衍生而来的，其主要通过轰炸机挂载发射使用。“鹰击 100”反舰导弹具备自主航路规划性能，可通过设计复杂的航迹路线让多枚弹进行简单地协同控制，以便对目标实现全方位多角度地打击，有效保证毁伤程度。该导弹现阶段还在设计完善中。

三、 智能控制技术应用于导弹技术领域的发展趋势及其关键技术

（ 一） 发展趋势

将智能控制技术融入到导弹的作战中主要是提高导弹的自主控制能力，使导弹可以在无人干预的情况下具有分析和解决问题的能力^[2]。在未来有关技术的进步中，能够实现单弹发射的相关技术是前提，多弹配合的相关技术是过程，任务自主的水平是结果。一是单弹飞行智能化。具备单弹飞行智能化能力的导弹应当能够自主感知附近的环境并躲避风险，其可运用导引头自主识别相关部位， 具有在线飞行规划和较强的抗干扰能力。二是多弹协同智能化。多弹协同智能化能够实现多弹飞行攻击的高度配合，可达到主动避障、自主控制多弹间的飞行状态等目的。三是任务自主智能化。任务自主智能化是指尽可能地减少操作人员在导弹指挥系统中的非必需环节，将操作人员的力量集中到最必要的环节。

（ 二） 关键技术

根据目前国内外导弹技术发展现状，结合导弹智能控制发展趋势，为更全面地实现导弹飞行的智能化控制，需要在以下关键技术方向取得突破一是多模自主导航技术。研究将导航设备与传感器结合运用的技术，满足活动的任务需求与环境要求；研究自适应导航滤波算法， 实现多种传感器即插即用式的集成和重构。二是模式识别技术。在复杂的自然环境和战争环境下，研究目标识别、敌我识别、 威胁识别、障碍物识别等模式识别的技术算法，以达到导弹的最佳作战性能。三是智能飞行控制技术。包括鲁棒飞控技术，重点关注自适应、可重构、自主决策、 融合、自学习和进化技术。四是协同作战技术。根据导弹飞行路线可规划的特性， 当多枚导弹编队飞行时，运用各探测器协同、多弹协同和编队飞行等技术对多弹进行定位和导引控制。五是导弹控制一体化设计技术。基于学科优化方法，将控制机构设计高度融合，控制设计时将整个导弹看作是一个智能体，可有效提高导弹操纵性和机动性。

四、 人工智能应用在控制算法上的建议

现阶段，面对当今越来越复杂的控制问题，人工智能技术作为技术研发的重点领域，可能会更适用于解决一些传统控制技术难以解决的问题，但是这并不意味着传统的控制方法要遭到摒弃。例如，传统的控制方法可以很好地完成线性系统的控制任务，应该充分利用智能控制与传统控制，让两者相互配合、相互补充、 相得益彰。

（ 一） 传统控制能够解决的问题优先使用

传统的控制方法发展至今已经较为成熟，可参考的相关书籍与资料也相对丰富，而智能控制方法并不具有严格模式的数学推导，故相较于近些年发展起来的智能控制技术而言，传统的控制方法更具有可操作性。并非所有问题都需要用人工智能来处理，很多控制问题依旧适合用传统方法来处理。

（ 二） 强化仿真平台的搭建

智能控制算法的设计着重于先提出一个想法，再通过数学仿真实验来判断算法的合理性，故搭建适用于智能控制的仿真平台尤为重要，仿真计算机的性能也需满足相关的要求。

（ 三） 加强相关人才培养

对于智能控制算法的优化改进需要人才来实现，应大力培养鼓励各行各业人员特别是控制方面的人员研究发展人工智能技术，共同推进智能控制技术的发展， 以期形成一套较为成熟的智能控制理论。

结束语

在军事领域，导弹控制系统向智能化方向发展已成为必然趋势。将智能控制技术与导弹控制系统相结合，将会成为各国未来研究的热点技术之一。未来导弹自主、协同作战模式是发展大趋势， 我们应充分借鉴国外已有的智能控制技术， 并结合我国自身实际情况，研制出更为先进的智能控制武器产品，提高战术武器系统的竞争力，为提升我国的军事实力作出新的贡献。

参考文献：

[1] 姚保寅， 李浩悦， 张瑞萍 . 人工智能技术在武器装备中的应用研究 [J]. 战术导弹技术， 2019（ 5） ： 46—52.

[2] 槐泽鹏， 佟泽友， 梁雪超， 等 . 智能导弹武器系统综述 [J]. 导航与控制， 2019（ 10） ： 104—112.