导读：美国国防预先研究计划局(DARPA)为增强现有无人系统(无人机、导弹等)能力，使其更好适应拒止环境作战，发展了“拒止环境中的协同作战”(Collaborative Operations in Denied Environments，CODE)项目。拒止环境协同作战既是美军提出的新概念，也是新技术，DARPA按照先提概念，而后进行虚拟实验、技术验证和实装演示等步骤，逐步推进。
CODE项目发展背景
2014年DARPA战术技术办公室(TTO)启动CODE项目，旨在研发先进的自主协同算法和监督控制技术以增强无人机(UAS)在拒止环境的作战能力。研发工作以四个技术领域为重点：协同作战自主化、航空器层面自主化、监控界面，以及适用于分布式系统的开放式结构。关键的技术发展注重传感、打击、通信和导航等方面的自主化协同作战，以减少所需的通信带宽和人工系统界面。
自主化协同作战含义
协同作战可极大地提高作战效能和效率，并可减少群射的导弹数量。这种基于效应的思路既可节省资源，又可优化任务成功概率。协同作战的另一个重要方面是相干射频效应。具有高精度时钟的多个平台可以传送能够有益组合的波形。这样组合的波形其功率随平台数目的平方值增长，而不仅仅是各平台波形功率相加。
四个协同作战平台的相干组合信号可以提供高达16倍的广播功率。如果相干组合数目更多的信号，则可产生极大的功率，显著扩大探测、通信和电子攻击范围，或者有助于通信信号突破敌方干扰。
CODE 项目正在探索一整套任务规划工具和界面，向人工操作员提供适度的信息，使他们能对机器行使适度的控制。该项目的一个主要研究方向是找到符合童话故事中“金发姑娘适度原则”(Goldilocks zone)的适度范围。
开放式系统结构对于CODE 通信干线的发展极为重要。现有的系统和尚未构建的新设计必须能够在允许连续改进的环境中共同运行。若要实现这个目标，必须向所有的相关方提供明确界定的界面，这些界面由政府拥有，适合快速整合、自主适调和灵活测试。开放式结构是一个设计承诺，必须融入系统研发的每一步。鉴于系统目标是促进许多不同资产的协同作战，开放式结构是实现CODE愿景不可或缺的条件。
CODE项目关键技术
CODE项目涉及的关键技术包括单飞行器自主、无人机编队协同自主、监控界面、开放架构、验证全任务能力技术以及过渡到军队飞行器所用的技术等，具体如表所示。
关键技术具体内涵
飞行器自主技术实现无人系统自主管理能力为了组建自主无人机编队，每架无人机需要有足够的自主级别，包括：无人机平台子系统、任务设备及飞行轨迹的自主管理，自主管理能处理常规和异常情况。具体为分析飞行器状态数据(无人机的温度、压力、剩余能量等状况以及其他功能);能识别意外且可处理;可应对数据链突然失效的情况(执行任务、防撞等)，平台上处理数据(减少通信数据量);自动跟踪移动目标，可以定义并控制复杂的飞行轨迹。目前，降低通信带宽、飞行器自身状态的分析以及其他飞行器状态的状况评估主要通过机载健康预测模型实现。
协同自主技术实现多无人系统协同完成任务协同自主技术具体包括：能够多来源数据融合( 形成统一战场图像)，具有共同决策架构( 适应不同网络情况，通信带宽降低时给出传输任务优先级排序)，能够动态组合编队和子编队，可在无天基/空基的支援下工作，能够适应高度的不确定性。
监控界面实现异构多无人系统的监测控制监控界面最终目标为能使指挥官的角色提升为监督角色。主要能力包括可部署在移动控制站，可以控制多于4架无人机，促进任务规划(定义)，人机之间可自然交互，简洁但综合性较强的组合(指挥官可以运用人的判断力判断当前状态)，满足训练和实战需求，支持双向信息流动。主要技术包括：多模型接口耦合点触/声音、理解指挥官意图、上下文理解、不确定性表示、决策辅助、目标分类要求、编队和子编队可视化、编队和子编队任务规划、定义系统权限或自主水平、视觉和听觉的预警。为实现拒止环境中指挥员监控多无人机协同作战执行任务，美国智能信息流技术有限责任公司开发了人机交互应急规划(SuperC3DE)系统。SuperC3DE是一套人机交互和智能决策辅助工具，提供综合多视角人机界面，开启调用可直接进入地图进行可视化显示，能使一人同时有效控制监督管理多架无人机。此外，该系统还包括监督应急规划评估子系统(SCOPE)，对任务方案自主分析、预估、优化、反馈，实现自主辅助决策。
开放架构实现不同类型无人系统功能的快速整合拒止环境中协同作战开放架构需要自适应性、快速整合、通过白军网络测试过渡、兼容各种标准、高度模块化。开放架构对于拒止环境中协同作战通信的发展极为重要。现有的系统和尚未构建的新设计必须能够在允许连续改进的环境中共同运行。若要实现这个目标，必须向所有的相关方提供明确界定的界面，这些界面由政府拥有，适合快速整合、自主调整灵活测试。开放架构是必须融入系统研发的每一步。鉴于系统目标是促进许多不同无人系统的协同作战，开放架构是实现拒止环境中协同作战愿景不可或缺的条件。
CODE项目发展阶段
CODE项目为实现拒止环境中无人机的自主协同作战，充分利用先进的交互设计思想、开放式架构等。项目分为三个阶段：
第一阶段，2016年初完成，完成了需求定义和初步系统设计，验证了无人机自主协同的应用潜力，并起草了技术转化计划;选择了约20个可以提升无人机在拒止或对抗环境中有效作战的自主行为;人机接口和开放架构基于“未来机载能力环境”(FACE)标准､“无人控制程序”(UCS)标准､“开放任务系统”(OMS)标准､“通用任务指挥和控制”(CMCC)标准进行研发，并已取得一定进展｡
第一阶段的承包商分为两类，一是系统承包商(雷神公司和洛马公司);二是技术发展商，包括：尼尔H·瓦格纳协会(弗吉尼亚州汉普顿)，科学系统公司(马萨诸塞州沃本)，智能信息流技术有限责任公司(明尼苏达州明尼阿波利斯)，飞腾科技公司(密歇根州安阿伯)，SRI国际公司(加州门洛帕克)，Vencore实验室管理员应用通信科学公司(新泽西州巴斯金里奇)。
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第二阶段从2016 年初到2017年底，洛马和雷神公司以RQ-23 虎鲨无人机为测试平台，加装相关硬件和软件，并开展了大量飞行试验，验证了开放架构、自主协同等指标。第二阶段的系统承包商与第一阶段相同。
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第三阶段，雷神公司将完成三个任务场景飞行试验验证及全任务能力，测试六个无人机系统并协同其他模拟飞行器合作的能力。试验将通过单人指挥无人机编队执行复杂任务，包括目标搜索、识别以及对主动、不可预知的对手的打击。
2018年11月，DARPA在亚利桑那州尤马试验场进行的一系列测试中，CODE项目演示了装备CODE的无人机系统(UAS)在“反介入区域拒止”(A2AD)环境下适应和响应意外威胁的能力。无人机系统在尽量降低通信量的同时，高效共享信息，协同规划和分配任务目标，制定协调的战术决策，并协同应对高威胁动态环境。
DARPATTO开展CODE项目，重点研究利用先进自主和协同算法，全面提升现有和/或新的无人机有效性、生存性和经济性，以适应拒止环境中作战。该项目的成果将推动分布式蜂群在战场上的应用。
主要参考资料
[1]. CODE Takes Next Steps toward More Sophisticated, Resilient, and Collaborative Unmanned Air Systems. DARPA
[2]. Establishing the CODE for Unmanned Aircraft to Fly as Collaborative Teams. DARPA
[3]. 李磊，王彤，蒋琪. 美国CODE项目推进分布式协同作战发展. 北京海鹰科技情报研究所
[4]. 边际. DARPA“拒止环境中协同作战”. 人机与认知实验室
[5]. 拒止环境协同作战：美军新概念!. 桌面战争
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/anTVakNCwd875CYQi6iQtw
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