魏嘉楠，张振友，王树鑫

(陆军炮兵防空兵学院郑州校区，河南 郑州 450001)

0 引言

在现代战争中，随着可见光侦察技术的飞速发展及各种先进设备的使用，可见光成像侦察作为一种重要手段正在被广泛运用，战场上的信息不对称情况进一步加剧，呈现单向透明化的趋势。由于自行高炮具有明显的暴露特征，隐蔽作战企图难度大，被敌发现的概率将大大增加。而“侦察—识别—摧毁”已经成为空袭作战的主要样式，自行高炮分队作为未来战场上的重要防空力量，必然是敌方侦察打击的首选。因此，加大对强敌侦察监视威胁分析，运用各种伪装措施，有效降低其侦察监视效能，尽可能提高自行高炮分队的战场生存能力，就成为提高自行高炮分队核心军事能力必须重点解决的问题之一。

1 面临的侦察威胁

1.1 航天侦察

航天侦察是现代战争中获取情报信息的主要手段，如美国采用航天侦察获取战场信息约占70%[1]，而依靠光学成像侦察卫星则是航天侦察的主要手段。美国使用的主要是第5代光学成像侦察卫星KH-11、第6代光学成像侦察卫星KH-12等。其中，KH-12可见光目标分辨率可达0.1 m，还具有数据实时传输能力，图像从摄取经中继卫星传送至地面的时间不超过1.5 h。海湾战争期间，美国利用5颗成像侦察卫星，保障前线作战指挥官在12～24 h内得到伊军动向情报。科索沃战争期间，美国及北约各国的78颗各种卫星，为多国部队不间断地提供战场信息。

1.2 航空侦察威胁

航空侦察主要平台包括有人驾驶侦察机和无人驾驶侦察机2种。有人驾驶侦察机是目前空中侦察的主力，具有搭载侦察设备多、侦察容量大、侦察精确度高等特点。例如，美国的TR-1A战术侦察机升限达到27 430 m，最大航程4 830 km，续航时间长达12 h，它沿国境线飞行可拍摄到对方国土56 km 纵深的目标，对地面目标的分辨率可达3 m[2]，并可将获得的情报随时发回地面指挥所；再者RF-4C飞机上携带的AN/UXD-1型电视空中侦察系统的分辨率已经能够达到0.305 m[3]，绝对能够实现对防空武器阵地等目标的精确识别。

在实际作战中，侦察直升机是自行高炮分队面临的主要威胁。作战使用时，通常是将一定数量侦察直升机、武装直升机混合编队，侦察直升机侦察敌方装甲车辆所处位置，并将有关数据提供给武装直升机，再由其对目标实施打击[4]。目前，光电型侦察直升机占有较大比重，其依靠配备的先进设备，可对200 km范围内的敌方兵力部署进行快速侦察和识别定位。例如马岛战争中，英军在缺少空中预警飞机的情况下，使用9架“海王”直升机对马岛地区实施陆地、海上和空中预警，预警半径达到了200～320 km，为英军夺占马岛发挥了重要作用[5]。

无人驾驶侦察机主要利用携带的可见光照相机可进行高空及低空摄影，并能及时把侦察图像传送回地面站。如美国的“全球鹰”，航程可达到26 000 km 远，飞行高度可达到18 000 m以上，续航时间超过33 h[6]。在近几场战争中，在侦察监视方面表现卓越，对作战胜利起到了至关重要的作用。

1.3 地面侦察威胁

地面可见光侦察监视主要依靠侦察分队、特战分队，使用先进的目视器材、照相侦察设备、侦察装备(如装甲侦察车)等，对敌方军事设施、部队部署、装备的配置等进行侦察分析，获取战场情报。地面侦察监视方式灵活多样，能进行全方位、不间断的侦察。但地面成像侦察往往需要接近敌方进行，危险性较大，受此影响，侦察监视距离也受到限制。

1.4 侦察监视对自行高炮分队的威胁

自行高炮分队作为重要的防空力量，是敌侦察的重点对象，可见光侦察对自行高炮分队威胁主要体现在以下几个方面：

(1) 集结过程暴露可能性增大

自行高炮分队集结过程中，人员、装备集中，行动频繁，容易被敌卫星、飞机等侦察发现，虽然可以依靠伪装网、迷彩涂装等进行简易伪装，但在敌高分辨率的侦察设备下，暴露的概率依旧很大。

(2) 机动过程中被发现概率增大

自行高炮分队在机动部署过程中，只能依靠装备的迷彩涂装进行伪装，另外，虽然可以选择避开卫星临空侦察，却无法避免侦察飞机的威胁，机动时行军纵队较长，及产生的烟尘、车辙都会成为比较明显的暴露特征。

(3) 被打击摧毁的可能性增大

随着“侦察-监视-打击-评估”一体化作战方式的出现，发现即意味着遭受打击，一旦自行高炮被敌侦察发现，就可能在集结、机动、作战全过程遭受敌空袭兵器打击，对战场生存造成巨大威胁。

2 可见光暴露特征

根据现代主要侦察目标的能力与技术水平，自行高炮主要暴露特征主要包括车辆外形、尺寸、表面状态、阴影、作战使用等。

2.1 外形特征明显

自行高炮外形尺寸与其他装甲车辆有明显不同，尺寸超普通车辆4倍以上，从几何外观上易于识别。自行高炮具有棱角分明、线条清晰的规则外形，特别是其边炮配置的炮塔、中炮配置的转管式火炮身管、搜索雷达、跟踪雷达、光电跟踪平台、导弹发射架等与其他装甲车辆有明显的不同；自行高炮上装部分的三光镜、电视、红外、激光等光学瞄准镜等设备暴露特征明显。

2.2 涂装差异显著

自行高炮大多喷涂传统森林迷彩、荒漠迷彩漆或数码迷彩，迷彩漆的光泽度与绿色植物背景的亮度系数存在着明显的差异，而且其光谱反射特性与绿色植物也存在明显差别，自行高炮自身颜色与其附近背景在色调、亮度、表面材料结构上都有明显的差别，亮度对比较为明显，在高技术侦察下容易成为暴露特征。

2.3 阴影目标清晰

目标的阴影是十分显著的目标暴露特征。即使是经过严密伪装的目标，其在日光下的明显投影会使目标暴露无遗。美军也认为，在阳光条件下，目标的阴影能压倒任何迷彩图案，从而使目标暴露。在自行高炮履带挡板之下，在狭长掩壕内，打开炮塔舱门的自行高炮内，或者在车辆的下面，都能形成阴影。这些阴影比其周围环境更暗地显露出来，而这些阴影易被敌方探测。

2.4 行动痕迹醒目

在静止背景条件下目标的运动容易引起观察者的注意。伴随目标运动所产生的烟尘等是活动目标重要的暴露特征，自行高炮在作战射击时产生的强烈火光是更加明显的暴露特征。另外，自行高炮的光学设备会产生反光。相关研究表明：玻璃对强光(如阳光)的强烈反光，远隔60 km以外也能看得见。

自行高炮在战场上留下的车迹、油斑等都是发现和识别目标的重要依据，特别是车辆在雪地、沙漠和松软的泥路上驶过，轮迹十分明显，极易暴露部队的行动。车辙从空中很容易识别，在泥泞地、沙漠、植被和雪地上的车辙尤其清晰可辨。这些车辙不仅会暴露自行高炮本身，而且还会暴露出相关部队的位置、规模和意图等。

自行高炮在机动作战时，按照战术要求，队形有一定要求，自行高炮占领阵地后，自行高炮与指挥车、配套车辆之间一般按照一定的位置关系和间隔进行配置，因而容易暴露，易被敌侦察。

3 可见光伪装能力量化模型及分析

战场上，所有侦察监视手段的运用，主要是为了发现进而摧毁目标，因此可见光伪装能力的高低可以通过被发现概率的大小来衡量。伪装能力差，被发现概率大；伪装能力好，被发现概率小。

3.1 可见光侦察下被发现概率模型

3.1.1 采用照相设备侦察条件下自行高炮被发现概率模型

可见光成像侦察是目前面临的主要侦察手段，其发现概率可表示为[7]

Pa=λ·exp(-(θ·M/L)2),

(1)

式中：Pa为未采取生存措施时在可见光成像侦察下的被发现概率；λ为判断亮度对比相关的参数；θ为装备相关形状参数(取值如表1所示)；M为成像设备的分辨率(m)；L为装备的几何尺寸(m)。

λ表达式为

(2)

式中：K′为自行高炮与背景的亮度对比系数。

事实上，随着大气路程的增加，物体的真实亮度受气幕亮度的影响会越来越小，伪装的作用，实质上就是通过改变目标与背景的亮度对比，降低被发现概率。

其中，水平方向观察亮度对比公式[8]：

(3)

垂直或倾斜观察亮度对比公式[8]：

(4)

式中：T为总的投射系数；βz为厚度为z的气幕亮度。其中：βz=β0[1-e-z/H](垂直路程)；βz=β0secθ[1-e-z/H](倾斜路程),β0为整个大气厚度的气幕亮度;H为大气标高，z为观察高度，θ为探测方向与天顶方向的夹角，θ=0时，上述两式相同。

一般情况下，均有L0

(5)

(6)

3.1.2 使用普通设备(望远镜)侦察条件下自行高炮被发现概率模型

(7)

对应的发现概率公式为

(8)

式中：Pa为发现概率；K′为自行高炮与背景的亮度对比系数。

3.1.3 算例

(1) 根据3.1.1给出的公式模型，作如下假设：

1)L(尺寸)=5 m，M=0.3(设备分辨率)，θ=1.45(自行高炮形状因子为矩形)，尺寸固定，发现概率与亮度对比函数图像如图1所示。

图1 发现概率Pa与亮度对比K′函数图像

由图像可以看出，当目标尺寸一定，视亮度对比越高，发现概率越大。

2)λ=0.5，M=0.3，θ=1.45，尺寸取变量，则其函数图像如图2所示。

图2 发现概率Pa与尺寸L函数图像

当亮度对比一定，被发现概率随着目标尺寸的增大而增大。

(2) 根据3.1.2公式模型，作如下假设：

倍率为8，d=5，l=2 000，θ′=0.02 rad=68′，亮度对比阈值ε=0.02，背景为晴天树林(LH/Lb=5)。

在进行计算时，给出LH/Lb值如表2所示。

表2 LH/Lb取值

则函数图像如图3所示。

图3 发现概率Pa与亮度对比K′函数图像

由图像可以看出，视亮度对比越高，发现概率越大。

3.2 伪装对策分析[10-14]

通过对上述3个函数图像进行分析，可对自行高炮伪装运用提出以下措施：

(1) 迷彩伪装

主要是减小亮度对比，如图1所示，减小K′的值，从而减小被发现概率。通过减小自行高炮与背景的亮度对比，能大幅降低被发现概率。根据公式(1)，可得表3相关数据。

表3 伪装前后发现概率

从表3可以看出，降低亮度对比可大幅减小被发现概率。这可以通过迷彩涂料来改变自行高炮本身的亮度、颜色等，能更好地跟背景融为一体，降低明显程度。这种手段能有效应对敌方搭载有照相侦察设备的飞行器，如卫星、侦察机等。

迷彩伪装关键在于复制背景颜色，但这一手段存在明显的局限性。在现代作战中，自行高炮分队不可能固定在一个地域，而是要遂行伴随掩护任务，这会导致背景不停改变，也即背景亮度Lb会发生变化，因此迷彩伪装手段较为局限。

(2) 可采用人工遮障

通过人工搭建伪装结构物，改变自行高炮的外形尺寸及亮度对比，即K′的取值变小，及改变公式(1)中θ的取值，降低自行高炮的被发现概率，达到伪装的目的。不同尺寸对应的发现概率如表4所示。

表4 伪装前后发现概率

从表4中看出，自行高炮通过伪装减小暴露尺寸，对应的发现概率也会有所降低。另外，人工遮障既可以对单个自行高炮进行伪装，也可以遮蔽多个目标或部队的机动部署。在实际作战中，遮障不仅能应对地面侦察，对空中侦察也有较好遮蔽效果，不受背景限制，能根据不同地形地物进行相对的遮障，灵活方便。

(3) 充分利用地形、天气进行伪装

根据表2可知，在阴天条件下，LH/Lb取值普遍大于晴天条件下的值，根据公式(5)，(6)，可知对应的K′减小，所对应的发现概率会明显偏小。根据公式(5)可知，当τ=0.737，l=2,K=0.8。在不同背景下，亮度对比如表5所示。

表5 不同天气背景下亮度对比

从表5中看出，在相同背景下，阴天亮度对比小于晴天。而在相同天气情况下，亮度对比由大至小依次为雪地、沙漠、树林。

因此在不良气象条件如大雾、雨雪天气，更有利于自行高炮伪装。另外，可以充分利用战场的地形形成的天然遮蔽区，如起伏地形、森林、反斜面等，能对自行高炮分队进行部分或者全部遮蔽，达到防敌侦察的直接目的。

(4) 烟幕伪装

烟幕发射装置是自行高炮原有的设备，通过释放烟幕，能有效地遮蔽目标，防止敌可见光侦察器材的观察。具有形成遮蔽面时间短、反应迅速等特点，在时间仓促来不及采取其他措施的情况下，烟幕伪装能迅速获得伪装效果，也为采取其他措施赢得时间。

4 结束语

随着可见光条件下的侦察手段、侦察技术的飞速发展，自行高炮分队的战场生存威胁也越来越大，本文从可见光侦察威胁入手，分析了自行高炮的暴露特征，并建立了2个数学模型，对被发现概率与亮度对比、尺寸之间的关系进行了计算。经过对比分析，给出了4种伪装对策，主要是通过消除自行高炮和目标之间的亮度差，遮蔽外形特征，改变自行高炮外形尺寸，达到减小被发现概率的目的，增强战场生存能力，也为指挥员在战场上实施可见光伪装提供参考。在此基础上，进一步探索研究伪装手段的运用、伪装器材的选择、迷彩涂料的改进等，应成为下一步需要研究的方向。