航空电子对抗作战仿真系统建设思考

航空电子对抗作战仿真系统建设思考

徐刚

江苏金陵机械制造总厂 南京市 211100

摘要：航空电子对抗是指利用航空器平台装载的电子对抗装备在空中实施的电子对抗军事行动。随着新型雷达、通信和电子对抗系统的不断涌现，作战对象和电子对抗装备的种类、结构及功能日趋复杂，电磁环境和体系对抗的复杂度空前提升。为满足航空电子对抗人才培养需要，军校亟须开展航空电子对抗作战仿真系统(简称作战仿真系统)建设，以支撑学员核心能力培养。

关键词：航空电子；对抗作战

1 作战仿真系统建设原则

1.1 以作战任务为牵引立足主战平台兼顾典型电子对抗装备

航空电子对抗的平台种类较多，装备类型及组成复杂，涉及雷达对抗、通信对抗等多个技术领域。对于聚焦培养学员电子对抗技战术综合能力的作战仿真系统，在设计时应当以航空电子对抗作战任务为牵引，立足主战平台，兼顾典型电子对抗装备。本文以主战平台的电子对抗系统或装备为出发点，提取不同作战背景和设备体制中各组成部分的共通之处，分析其结构与功能的差异，以封装的仿真模型和软件模块的形式在计算机中进行功能再现，以网络接口方式组建完整的电子侦察系统、电子干扰装备数字仿真环境，并进行侦收、干扰效能的评估。

1.2 以侦察为主线模块化建设组合式使用

电子对抗侦察是航空电子对抗各类作战的共同基础，作战仿真系统在设计时应以侦察为主线，在侦察功能实现的基础上拓展电子干扰等相关功能。同时，模型设计兼顾通用性和专有性，通过分析不同作战场景和设备体制的异同，使模型在符合工程设计的前提下尽可能满足更多的功能需求。模型的搭建符合“模块化建设、组合式使用”，便于用户学习和使用。显控软件具备一定的通用性，界面美观友好、简洁直观，能够实现典型作战场景的显示控制和对所有模型的状态设置功能，容错性强。作战仿真系统具备一定的可扩展性，能够在用户需求升级和技术发展的背景下对部分功能进行更新。

2 作战仿真系统功能架构设计

目标群态势生成子系统仿真战场中的目标状态和剧情态势；无源侦察仿真平台仿真我方侦察平台编队的运动状态、ESM信号处理以及无源雷达信息处理功能；情报分析中心包括辐射源识别、平台识别、目标关联、态势评估以及定位跟踪等模块，对情报数据进行综合处理。

系统硬件主要由实现各种不同功能、用途的服务器，以及进行想定编辑、实验设计、态势显示等人机交互的显控设备组成。三个仿真实验台分别对应目标群态势生成子系统、情报处理及分析子系统、态势评估子系统。无源侦察仿真平台利用ESM处理机仿真模块和无源雷达仿真模块协同工作，目的是模拟异类传感器之间的数据融合。ESM传感器通过对辐射源信号的截获、分析，获得辐射源特征信息(包括发射频率、脉冲宽度和脉冲重复频率等)，具有较强的目标识别能力。

3 作战仿真系统建设研究

根据作战仿真系统设计原则和功能架构，聚焦航空电子对抗教学训练需求，重点研究建设目标群态势生成子系统、情报处理及分析子系统、态势评估子系统三个核心部分。

3.1 目标群态势生成子系统

目标群态势生成及显示是进一步实现复杂战场环境下电子对抗作战仿真的关键。为了逼真地模拟海上航空电子对抗作战过程，需要建立逼真的综合战场环境和综合态势显示系统。主要包括以下几方面：一是生成多目标战场环境和雷达的观测噪声；二是生成目标试验航路，并能够重复显示目标航迹；三是实时采集录取、接收剧情发生器输出的数据和目标状态信息，并将其传送给雷达模拟显示软件进行显示；四是能对目标态势和各种试验数据进行显示，对试验过程进行监视、操控及人工交互；五是能同时模拟多种目标运动轨迹，并实时改变目标运动类型和参数。

总体设计思想是借助单平台多目标仿真思想来开发多平台多目标仿真软件。雷达显示目标时，除了显示本平台自身获取的目标信息之外，还可显示友机的态势信息，以便进行数据融合，实现战场环境态势的综合显示。

3.2 情报处理及分析子系统

情报处理及分析是航空电子对抗作战中的核心工作流程，主要建立辐射源识别、平台识别和定位跟踪三个模块。

3.2.1 辐射源识别

本系统采用一种基于粗糙集的决策树建立方法，解决雷达辐射源识别问题。当前端检测到疑似雷达辐射源信号时，进行特征提取。识别的主要特征参数有雷达信号工作频率(RF)、脉冲重复频率(PRF)、脉冲宽度(PR)。以脉冲描述字表征雷达信号后，根据粗糙集理论对脉冲描述字进行处理，根据信号数据本身的不可分辨关系，确定信号中各属性对分类结果的影响。再根据各属性对分类结果影响程度的不同生成决策树，从而简化了识别算法，可有效地解决辐射源识别问题。

3.2.2 平台识别

针对雷达侦察信号小样本、贫信息的特点，建立对雷达侦察设备上报的辐射源参数数据进行灰关联分析的识别模型，并要考虑到用于每类雷达有多个模式以及侦测参数不全的场合。由于各种渠道获得的辐射源目标特征参数以及由此形成的数据库存在不完整、不确定性，特别是模糊性，利用基于模糊集理论的属性融合技术，给出基于模糊贴近不确定推理的识别融合流程，以便用于辐射源识别既能够适应雷达特征取离散数值的情况，又能适应雷达特征参数连续变化的情况。

3.3 态势评估子系统

根据典型任务要求，将态势评估子系统分为目标评估、态势评估、威胁评估、过程响应四级处理模块。

3.3.1 一级处理目标评估

一级处理的主要任务是将位置和速度参数、身份信息、辐射源信息组合在一起来获得对目标的精确表示，包括时间对准、点迹关联、数据求精、航迹关联、目标状态估计、属性关联、辐射源识别及平台识别。

3.3.2 二级处理态势评估

二级处理的主要任务是按照对象和事件在环境中的联系，对它们当前的关系做进一步说明。一级处理过的对象经检查后合成有军事意义的战斗单位和武器系统，同时注重相关信息分析，以此来判断实体集合的意义。这种分析是根据环境信息完成的，而环境信息是与地形、环境本质水文学、天气和其他因素有关的信息。

3.3.3 三级处理威胁评估

三级处理的主要任务是根据当前态势设想未来、推导敌人威胁程度、敌友弱点和作战机会。威胁评估是非常困难的，因为它不仅要计算出可能的交战结果，还要根据经验知识、敌人的作战原则、训练水平、政治环境和当前局势来评估敌人的作战意图，重点放在意图、杀伤力和机会上。

3.3.4 四级处理过程响应

四级处理的主要任务是监视数据融合过程性能，以提供实时控制和长期性的相关信息；指定所需信息，提高多级融合结果(位置、身份等)；确定信息源特定需求，收集相应信息(如何种传感器、何种数据库等)；分配指挥信息源，实现使命目标。

4 结语

在信息化战争中，航空电子对抗是作战双方夺取战场制信息权、掌握体系对抗主动权的关键。本文开发设计的作战仿真系统可以模拟演示机载电子对抗系统如何侦察雷达信号的到达方向以及雷达信号的射频频率、脉冲重复频率等属性信息，并以此进行雷达辐射源识别，配合雷达探测来识别空中、地面和海上目标，监视战区态势以及引导己方兵力对敌方目标实施攻击。本系统可以支持海战场的情报探测、情报融合处理、情报分发和接收、电子干扰以及信息综合显示和监控等教学实验，对航空电子对抗人才培养具有重要意义。

参考文献

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