来源：战术导弹技术
作者：郝雅楠,祝彬,朱华桥,王阳阳
摘要：在世界新军事需求和新一轮科技变革推动下，导弹智能化加速发展，其军事价值日益凸显。针对这一情况，从美军导弹智能化的发展现状、发展趋势、发展影响等方面进行了研究，重点分析了美军反舰导弹、巡航导弹、防空反导导弹等各类导弹的智能化特点及发展水平，围绕导弹智能化发展的主要技术及其进展，可以看出导弹智能化将加速迈向高智能阶段并在提升战争智能化程度、加快战场作战节奏、促进联合作战、重塑装备发展理念等方面产生深远影响。
近年来，人工智能、量子信息、大数据、云计算、物联网等前沿科技加速应用于军事领域，战争形态加速向信息化战争演变，智能化战争初现端倪。为满足未来战争需求，各国大力推动导弹智能化发展，美国作为世界军事强国，在导弹智能化发展方面走在世界前列。为此，将系统研究美军导弹智能化的发展现状、发展趋势和发展影响，为导弹智能化发展提供参考。
导弹智能化，通常是指赋予导弹逐步呈现人类智能行为的过程，使导弹在一定程度上模仿或代替人的思维。智能化是一个由浅入深、由初级到高级的过程，其产物是智能化导弹。智能化导弹是传统导弹与人工智能、大数据等前沿技术深度融合的新型装备，能够利用传感器对战场信息进行智能探测和收集，根据获得的信息进行智能分析判断、识别目标和威胁，自主制定攻击策略和作战模式，并可以根据战场突发情况实时采取躲闪、干扰、攻击等必要行动，实现给出打击目标便可智能打击的效果。
一是智能感知。采用人工智能技术途径，对未知目标与复杂任务场景进行认知处理与辨识对抗，具有自主学习、智能推理、在线升级等特征。智能感知的目的是通过有效地接收、探测战场环境信息，并进行特征提取和样本积累，经过充分的学习、处理、分析，优化产生可供导弹使用、响应的信息，完成探测、跟踪、识别等任务。
二是智能决策。在战场态势感知、数据融合、大数据、高性能计算及先进算法的基础上，对战场态势信息进行判读、理解、预测及分析，判断战况走向，形成对战场态势的认知。以此为前提，自主形成作战方案，随着战场态势变化进行作战方案及时调整，完成实时决策。
三是智能控制。通过弹载计算机对内外环境信息的分析制订相应的控制决策，实现导弹飞行状态的针对性调整，解决目前程序化控制难以适应复杂动态环境、难以应对突发状况的问题，降低导弹对外界信息的依赖性，实现复杂动态环境下导弹在整个作战过程中的智能化控制，提高导弹对实战条件下不完备体系的适应能力。能够接收智能决策系统指令重新确定打击目标；或是通过弹载传感器观察前一枚导弹的打击效果，以决定是否再次打击或打击其它目标。
四是智能协同。智能协同就是导弹、作战平台之间采用信息共享、融合途径，执行体系化联合精确打击任务，具有自组织、自通讯、自决策、自飞行的智能特点。在协同形式上从单一弹群协同提高到导弹、弹群、发射平台、侦察平台等装备群之间的协同，在协同方法上从预定航迹的协同提高到网络化、分布式、自组织的协同，在协同目的上从完成单个任务的协同到战术层次的协同。
五是智能突防。能够克服作战任务中战场地理、气象与电磁环境带来的不利影响，对抗敌方施放的干扰，防止被敌方干扰信息中断、诱骗、欺骗，实现复杂战场环境中的目标打击。未来，一方面基于智能技术发展更为敏捷的飞行形式，具备可在线重规划的能力，避开敌方的层层拦截，自主机动飞行；另一方面依靠智能探测感知系统，基于海量数据库和战场即时信息对威胁部署和攻防态势进行感知，及时采取针对性的突防措施，完成主动突防，提高导弹全程突防能力。
早在20世纪80年代，美国就提出了具有一定智能化水平的“智能卵石”天基动能拦截弹计划，后来该计划随“战略防御计划”（SDI）的终止而终止。随着人工智能等技术发展，美国将其最新成果应用到导弹发展中，使导弹的智能化水平得到进一步提升。目前，美军在役或在研的智能化导弹主要有“战术战斧”、“远程反舰导弹”（LRASM）、“标准”-3、灰狼。其基本情况如表1所示。
“战术战斧”是美国“战斧”巡航导弹系列中的最新型号，于2004年服役，射程最远可达1600km。导弹在攻击预定目标过程中，如果目标或任务发生变化，导弹便根据指令在战区上空盘旋，并在飞行中接收来自卫星、预警机、无人侦察机及海军陆战队的岸上探测器等设备发送的重新确定的目标数据和攻击命令，然后自主搜索，并重新选择确定合适的攻击目标。
图1 美国“战术战斧”巡航导弹
“远程反舰导弹”（LRASM）是在“增程联合空面防区外导弹”（JASSM-ER）基础上发展而来，射程达1000km，命中精度达2.4m，具有目标精确探测与识别、电子频谱监视与定位、区分敌方不同雷达信号的能力。
图2 美国“远程反舰导弹” （LRASM）
“标准”-3导弹是美国“宙斯盾”反导系统的主要型号，目前正在发展Block-2A、2B等新型号。“标准”-3 Block2A导弹是美国与日本联合研发的导弹，相比“标准”-3 1A/1B，该导弹拦截高度和拦截距离显著提升，最大拦截高度可达800km、最大拦截距离可达1200km；同时采用了新型动能战斗部和尺寸更大的发动机，具备更强的机动变轨能力和毁伤能力。目前，美国已经累计进行过5次“标准”-3 Block2A拦截试验，三次成功（2017年2月、2018年10月、2018年12月），两次失败（2017年6月、2018年1月）。其中，2018年10月，美国海军“宙斯盾”驱逐舰发射标准-3 Block2A导弹，首次成功拦截具备突防能力的中程弹道导弹靶弹。2018年12月，陆基“宙斯盾”反导系统发射标准-3 Block2A导弹，首次成功拦截中远程弹道导弹靶弹。这两次试验为该导弹在2020年前后实战部署奠定了基础。
“灰狼”巡航导弹是美国空军研究实验室（AFRL）于2017年3月提出的研究项目，项目旨在开发低成本、亚音速巡航导弹，采用开放式架构和模块化设计，以实现快速样机设计和螺旋增长功能。该导弹将通过智能协同来应对全球一体化防空系统的威胁，提高导航能力、生存性以及打击特定目标的能力。同时，该项目还打算验证类似于“灰狼”这种自主武器的全新作战概念、战术、流程和监控政策等。
基于相关技术的发展，美军在导弹智能感知、智能控制、智能协同等方面取得了一系列突破。智能感知方面，通过采用红外成像传感器、毫米波雷达、激光雷达等设备的自动目标识别技术，分析辨别出特定目标，从而实现对目标的追踪和打击。智能控制方面，不断升级更新指挥控制系统和武器控制系统，部署准备时间大幅缩短。智能协同方面，受益于数据链技术的发展，美军在导弹与导弹、导弹与无人机平台等无人化武器装备之间的协同作战能力得到有效提升。尽管美军导弹智能化经历了30多年的发展，但受限于人工智能等技术，当前美军智能化导弹距离人类智能行为还有较大差距，导弹智能化仍处于初级发展阶段。
目前，美军导弹智能化发展的覆盖类别不断拓展，智能化导弹涵盖了反舰导弹、巡航导弹、防空反导导弹（动能拦截弹）等类别。
“远程反舰导弹”（LRASM）属于反舰导弹，其智能化主要体现在：一是能够自主识别目标并进行攻击。美国军方称，LRASM导弹借助人工智能技术拥有“先进的末段生存能力和精确杀伤力”，能在航运密集的海面上从众多船只中准确地识别出预设的特定类型舰船目标。二是在网络被切断的情况下能够自主寻的打击目标。LRASM在网络环境下，导弹采用GPS/INS与多模导引头制导模式，数据链不断更新目标数据；在GPS被干扰和网络被切断时，导弹采用先进惯性测量装置以及具有自动目标识别算法的多模导引头，可以自主寻的打击目标。
图３ “远程反舰导弹”（LRASM）作战场景
“战术战斧”“灰狼”导弹属于巡航导弹。“战术战斧”巡航导弹的智能化主要体现在：一是配备智能化实时再瞄准系统，能在飞行过程中对飞行路线进行自主规划；二是可以根据评估毁伤情况重新选择攻击目标，具有在飞行过程中对目标的再瞄准能力，同时具有对特别重要的地面固定目标和活动目标瞄准点的精确选择和命中能力；三是激光雷达导引头具有强干扰背景下自动目标识别能力。“灰狼”巡航导弹通过智能协同来应对全球一体化防空系统的威胁，提高导航能力、生存性以及打击特定目标的能力。
图4 “战术战斧”巡航导弹作战场景
美国的“标准”-3等都属于防空反导导弹，其智能化主要体现在动能拦截器上。动能拦截器采用先进的全反射光学系统以及长波红外成像导引头，同时在Block1的基础上改进了红外成像导引头的校准信号和双波段长波红外成像性能，能从弹头和突防装置中识别出真假目标。
3.3.1 自动目标识别等技术发展提升了智能感知能力
近年来，美军开展了以自动目标识别（ATR）、深度学习等技术为代表的技术攻关，取得较大进展，有效推动了智能感知领域的发展。
自动目标识别（ATR）旨在使目标检测过程自动化，是实现导弹自主化、智能化发现目标的核心技术之一。2015 年，DARPA与美国空军研究实验室支持深度学习分析公司开展“对抗环境下的目标识别与自适应”（TRACE）研究项目，希望开发一种准确、实时、低功耗的雷达目标识别系统，有效降低目标密集作战环境中诱饵和背景等对自动目标识别系统有效性的影响，为战术侦察和打击平台提供远距离、高精度的目标识别能力。目前，TRACE项目在对地面静止目标进行实时识别验证过程中采用了分辨率为0.3 m的合成孔径雷达图像。
深度学习技术是实现感知智能的重要途径之一。它模仿人脑机制，可以完成高度抽象特征的人工智能任务，如语音识别、图像识别和检索、自然语言理解等。DARPA先后支持洛马公司、BAE系统等公司开展“行为学习自适应电子战”（BLADE）、“自适应雷达对抗”（ARC）等项目研究。目前，BLADE项目已经成功完成空中飞行演示试验，ARC项目即将完成研制。这些项目的研究重点就是将机器学习技术用于雷达电子对抗过程中快速分析、表征和学习敌方新的、未知的无线电威胁，动态、自主生成对抗策略，并根据干扰威胁变化，提供精确的干扰对抗性能评估。
3.3.2 决策支持系统研究提高了智能决策水平
从早期的“深绿”计划，到战胜人类飞行员的“阿尔法”空战系统，再到“指挥官虚拟参谋”项目。美军对决策支持系统智能化的研究是起步最早的，也是发展最快的。
“深绿”（Deep Green）计划是DARPA于2007年启动的研究项目，2011年因经费、领导更换等原因被终止。最初主要是用于陆军领域，受“深蓝”计算机战胜人类棋王的影响，故称“深绿”。其主要目的是动态预测战场的变化趋势，帮助指挥员提前进行思考，判断是否需要调整计划，并协助指挥员生成新的替代方案。它是将人工智能引入作战辅助决策的一项尝试探索，可以视为美军在指挥控制智能化探索方面迈出的第一步。
“阿尔法”空战（Alpha AI）系统是美国辛辛那提大学开发的人工智能系统。2016年6月27日，该系统在模拟空战中击败了有着丰富经验的退役美国空军上校基恩·李。和人类飞行员相比，“阿尔法”系统在空中格斗中快速协调战术计划的速度快了250倍。除了作为人类战机飞行员的僚机之外，“阿尔法”飞行员还有其他的用途，如能够控制大批空军无人机，另外在空中格斗中快速采集敌方战机的信息，研究其飞行作战特点。下一步，“阿尔法”将和其他的飞行员一起训练并扩展功能，同时增加逼真度，构建更加真实的空气动力学和传感器模型。
指挥官虚拟参谋（Commander’s Virtual Staff，CVS）是美国陆军通信电子研究、开发与工程中心（CERDEC）下设的指挥、力量和集成局（CP&I）于2016年启动的项目。该项目是美陆军继“深绿”计划后推出的又一重大计划，可视为美军指控系统朝着智能化方向发展的一大举措。项目综合应用认知计算、人工智能和计算机自动化等智能化技术，旨在应对海量数据源及复杂的战场态势，提供主动建议、高级分析及针对个人需求和偏好量身剪裁的自然人机交互，让计算机能处理好的事务自动化，让指挥员把更多的精力用在设想、理解和制定决策上。
除了决策支持系统的研发，美国还在研制具有人工智能特征的超级计算机，为智能决策提供重要基础。2018年，美国空军研究实验室和IBM公司联合研制出“蓝鸦”类脑超级计算机。“蓝鸦”包含64个“真北”类脑计算芯片，可模拟6400万个生物神经元和160亿个生物突触进行计算，功耗仅40瓦，可安装于标准服务器机柜中，是目前世界上规模最大的类脑超级计算机。
3.3.3 智能协同试验有效促进了智能协同发展
目前，智能协同试验主要集中在无人机领域，包含无人系统集群控制和有人无人系统编组协同。无人系统集群控制由无人系统根据任务及外界环境的变化自主形成协同方案，具有分散性和非线性特点，能使武器作战效能成倍增加。目前，美国开展了“山鹑”“小精灵”“低成本无人航空飞行器蜂群技术”（LOCUST）等无人机集群作战项目，这些无人机不是按照预先规划编程的方式飞行，而是通过组网通信和智能协同，自行完成编队集结、搜索定位和攻击任务。“山鹑”项目中，美国海军3架“超级大黄蜂”战斗机投放103架“山鹑”小型无人机，对相对导航、自适应编队、有效避撞等集群智能关键技术进行了演示验证。“小精灵”项目主要针对空中分布式作战模式进行技术集成验证。围绕有人和无人系统编组协同，美军组织“有人与无人系统集成能力”演习，演示了有人驾驶直升机与“灰鹰”“猎人”“影子”等无人机，以及各型地面控制站和终端间的视频相互传输和接力传输，以提升无人武器与有人武器的协同作战能力。
导弹协同组网作战和无人机协同组网作战具有相通性，无人机协同组网作战技术的发展将不仅推动无人机蜂群作战技术走向成熟，也将推动导弹协同组网作战技术发展。按照发展计划，未来美国的“灰狼”巡航导弹将通过网络化协同（集群）来应对全球一体化防空系统的威胁，提高导航能力、生存性以及打击特定目标的能力。
近年来，人工智能技术取得多项重大突破，在军事领域的应用程度也不断加深。其中，云端人工智能，将大幅降低人工智能技术的使用难度和成本。该技术能够将导弹进行目标识别和决策所需的海量数据和计算资源存储在云端，极大降低对弹载计算机计算能力、存储容量、体积和质量的要求，有可能使导弹的智能化水平得到飞跃式发展，并且有可能大幅降低导弹智能化成本。美军计划在2035年前将首批完全自主、高智能的机器人士兵投入实战，也反映出美军在人工智能领域的发展水平。据此推测，美军在2035年前后可能会研制出更高智能水平导弹。
随着信息技术的快速发展和世界新军事革命的逐步深入，各军事强国竞相制定发展战略，积极谋求智能化无人作战领域的优势和主动权，这一趋势引发国际社会的高度关注。联合国特定常规武器公约缔约国自2014年起，多次以非正式专家会议形式专门讨论致命性自主武器系统（LAWS）对国际安全的影响。2017年7月，美国哈佛大学在《人工智能与国家安全》报告中，建议美国国家安全委员会、国防部和国务院应考虑用条约的形式对某些人工智能的应用加以限制。2018年3月，美国国际战略研究中心在《美国机器智能国家战略》报告中，建议制定前瞻性战略有效管控机器智能相关风险。2018年4月，布鲁金斯学会在其报告《人工智能改变世界》中也建议要保持人类对人工智能的监督和控制机制。
智能化无人作战武器的军备控制问题，尤其是致命性自主武器系统（LAWS）相关问题已成为摆在国际社会面前的重大现实问题。智能化导弹一旦获得更多的自主性，如何确保可控将成为未来国际社会关注的重点，有可能受到严格管控，其发展面临一定的不确定性。
网络中心战环境下，协同作战已成为当前和未来导弹智能化发展的重点。依托数据链路，导弹可以根据指控中心指令要求与网络中的不同平台进行协同作战，尤其是导弹与导弹、导弹与无人机等无人化武器装备之间的协同作战。当提高单个作战武器性能的成本大大增加时，基于数据链路的网络化技术的灵活应用将使各个作战节点的连接更为有机，发展以网络为核心的一体化武器系统将成为有效提高战斗力的新途径。
美国最新提出的“灰狼”巡航导弹具备协同组网作战能力，以此来提高导弹的制导精度、生存能力和作战效能。“灰狼”导弹采用饱和攻击战术实现对敌方一体化防空系统的压制和攻击，具备在强对抗环境下摧毁敌方一体化防空系统各组成部分的能力，例如地空导弹、防空雷达和通信站等。未来，美军将在“山鹑”“小精灵”等无人组网作战概念的基础上，进一步加大有人和无人组网作战概念的发展和验证，实现人机混合的集群作战模式，将导弹智能化推向更高水平。
导弹智能化一旦发展成熟并应用于战场中，必将对未来作战样式、战争制胜机理、作战领域融合、装备发展理念等产生革命性影响。
5.1 深刻改变作战样式，大幅提升战争智能化程度
随着人工智能技术的日益成熟，以及智能导弹等无人自主作战系统大量列装，未来战争将从机械化战争、信息化战争进入智能化战争形态。未来战争的形态就是指挥官发出目标打击指令或做出打击决策，其余的一切任务，包括战场态势分析、目标探测和识别、作战方案选择等，都可以交给智能导弹自主处理和完成，导弹将具备先发射再确定目标、空中巡飞攻击、自主目标选择等新功能，有望改进或创新作战模式，降低对中继信息、人在回路的依赖，大幅缩短作战反应时间，从而对未来战争产生颠覆性影响，催生秒杀、点穴等新型作战样式。
5.2 有效变革制胜机理，极大加快战场的作战节奏
人工智能领域新的颠覆性技术、无人化装备和网络信息系统的组合运用，催生新的智能化作战理论。目前，美军正在研发自动化数据分析工具、自动目标识别软件、机载智能决策助手、数字化空中作战规划员等智能工具，在决策各个环节上减轻情报和作战人员负担，提高决策效率。可以预见，随着智能化导弹等装备投入战场，战场上的作战反应时间将急剧压缩，交战行动将空前激烈，谁拥有更快的决策速度，谁就能赢得战争的主动权，谁就能赢得未来战争。
5.3 联动拓展对抗领域，有力促进军种间联合作战
智能武器系统离不开通信网络和计算机，只要能对这些智能武器系统赖以生存的通信网络和计算机实施干扰和攻击，切断其与外界的联络，使其无法获取战场信息；或采用病毒攻击、电磁攻击等手段对武器系统计算机实施攻击，使计算机失去信息处理和存储能力，这些智能武器系统就将失去智能甚至作战能力。如何在战场环境中，压制、迟滞甚至切断对手的信息和决策路径，成为智能化战争制胜的关键。因此，未来智能化战争将不仅仅是智能化武器系统之间在物理空间的对抗，也可能拓展到网络攻防对抗、计算机战等信息攻防对抗领域。
5.4 有望颠覆发展重点，深远影响装备的发展理念
未来，人工智能技术将在导弹武器等各种作战装备中广泛使用，导弹武器的智能化程度将不断提高。美国国防部算法战项目负责人呼吁美军采购的任何武器系统都应融入人工智能，预示着人工智能可能成为未来武器装备发展的一条重要评判标准。作为未来战争主角的智能化导弹，将对未来装备发展理念产生深远影响。
结束语
未来战争是智能化的战争，未来战场也需要智能化的导弹。随着人工智能技术的发展与突破，越来越多的人工智能技术应用于智能化装备，为智能化战争奠定了物质基础和条件。智能化作战力量在未来作战体系中将逐步由介入转化为支撑，最终成为主导，进而推动未来战争变革。因此，有必要加快发展智能化导弹，加强相关技术研发，研究适应未来智能化战争的作战样式和制胜机理。
