隨著科學技術的不斷發展，現代戰爭正在朝著“海，陸，空，天，電”的融合發展。新的軍事理論，軍事技術和武器平臺也在不斷涌現。多無人機具有成本低，可回收，可重復使用，戰斗時間長，自主權強和傷亡為零的優勢。近年來，許多戰爭充分顯示了其優勢和軍事地位，成為許多國家的主要作戰力量。隨著任務需求的復雜性和多樣性，盡管單個無人機可以完成一些復雜的任務，但成功率和承受緊急情況的能力卻相對較弱。無人飛行器編隊的概念具有高度的立體感，信息性和電子性，也出現了。無人機已經成為跨國技術發展的重要方向。

無人機群的概念基于仿生學，例如蟻群，蜂群，鴿子群，魚群，狼群等。它可以避免在群體運動過程中相互碰撞，并完成覓食，遷移，攻擊防御等任務。通過無人機編隊，充分發揮團體協作的優勢，在戰斗或其他場合共同執行任務。無人機群是將群智能技術具體應用于無人偵察和作戰行動的關鍵。實現無人機群的自主，分布式共識，適應性和智能化是該技術的核心目標。大量優秀的獨立低成本低成本無人駕駛飛機將取代有人駕駛飛機，以完成安全空域情報，監視和偵察。

2014年，《自然》報道匈牙利的羅蘭大學利用生物群行為機制在室外環境中實現了10架四旋翼無人機的自主編隊飛行。無人機中沒有中央控制節點，每個無人機都通過與相鄰的無人機進行交互來自主實現，無人機群以自組織目標回避能力實現在邊界區域內的移動，并通過穩定的編隊（網格，旋轉環，直線）對目標進行集中跟蹤。2015年4月，美國海軍宣布了“ LOCUST”項目。該項目可以從艦船，飛機和其他發射平臺的發射管發射自主無人機群，并通過群壓制和攻擊敵人的火力。該概念在圖1中示出。目前，該項目已于2016年8月初使用土狼無人機進行了群發測試。30架土狼無人機在墨西哥灣的一艘船上成功發射。

圖1“ LOCUST”項目

由于對飛行速度和續航能力的要求，固定翼無人機已成為蜂群作戰的主要成員。2015年8月，由美國海軍科學院的蒂莫西·鐘（Timothy H. Chung）領導的無人機小組完成了50架固定翼無人機編隊的編隊自主戰斗競賽。2015年，英國的薩斯卡團隊驗證了在沒有GPS支持無人機的情況下進行自我穩定的可能性，在真實場景中并基于機載視覺感知設備的無人機系統，無需GPS定位即可實現密集編隊飛行。同年，美國提出了“格林姆林斯”項目。目的是開發小型無人機群的空中發射和回收技術。圖2是Gremlins發射和回收的想象力。2017年3月，Dynetics和General Atomics航空系統（GA-ASI）進一步推動了設計方案的發展，使其變得更加成熟。2017年8月，GA-ASI公開了Gremlins無人機空中發射和回收的概念，2016年5月，美國空軍正式提出了“ SUAS飛行計劃：2016-2036”。它希望建立一個跨越航空，空間和網絡空間三個主要作戰空間的小型無人機系統，并在2036年實現無人機系統的群策群力。據報道，無人機群的自主控制已進入實驗驗證階段。但是，無人機群協同偵察與戰斗的研究仍處于理論研究階段，其成果很少。

圖2 Gremlins項目的想像圖

在軍事作戰理論中，群體對抗模型研究的理論基礎。它通過應用數學方法描述了戰斗過程中武器和人力消耗的過程。但是，該理論通常僅適用于早期作戰模式，例如戰trench戰和陣地戰。很難適用于現代群體對抗的情況。現代群體對抗的特征取決于訓練有素，裝備精良和自主作戰單位之間的協同作用，每個作戰單位都具有適應外部條件和環境變化的能力。盡管Lancheste方程有很多改進，例如隨機微分方程和偏微分方程的應用克服了一些應用上的缺點，但其應用仍然非常有限。隨著非線性動力學理論和復雜系統理論的發展，它為無人機群對抗的動力學建模提供了一種有效的途徑。本文展示了無人機群協同偵察與作戰的總體框架圖3。

圖3 無人機群協同偵察與戰斗的總體框架

在圖3中，無人機群的協同偵察和作戰行動分為三個不同的部分。每個部分代表戰斗過程中的不同狀態，指向不同的無人機功能。由無人飛行器組成的群是異構的，并且無人飛行器所承載的負載與無人飛行器所承載的其他負載不一致。因此，無人機具有不同的功能。他們分別負責與框架功能相對應的不同任務，并共同完成攻擊任務。

在發現，捕獲和跟蹤目標之后，無人機趨向于移動對時間敏感的目標單元。同時，無人機群應根據當前規模和對周圍信息的搜索，決定是否繼續收集信息。通過估計敵人目標的情況，推斷出敵人的作戰目的。我們評估敵人的作戰效能以及我們的作戰效能，包括平臺機動性，火力破壞，戰場生存能力，信息融合能力，破壞能力等等。然后綜合評估敵人的作戰效能，我們的作戰效能以及敵人的處境和情況。在作戰策略庫中找到最合適的決策方式，作為作戰行為決策的一部分。例如，在已知的戰場情況下并完成決策，有必要控制每個無人機。根據確定的決策，制定任務計劃以進行搜索或配合攻擊。協同攻擊任務包括攻擊角度，同步攻擊能力，攻擊覆蓋區域和攻擊時間。同時，還需要計劃攻擊路徑。為了搜索任務或撤退，有必要計劃賽道。設計的航跡將被傳輸到每個無人機，無人機將能夠機動。由于戰場對時間敏感，因此無人機的攻擊范圍，搜索范圍和生存狀況都會發生變化。因此，環境已經改變。負責搜索的無人機人員應研究環境信息。

審核：周   爽