靶場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境綜合管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

解放軍92785部隊(duì) 王國(guó)松 王曉東 韓建輝

0 引言

隨著電子信息技術(shù)和電子對(duì)抗技術(shù)的迅速發(fā)展，眾多信息化程度高的雷達(dá)、導(dǎo)航、通信等電子站裝備以及新型高效的作戰(zhàn)方式將廣泛應(yīng)用在真實(shí)作戰(zhàn)中，未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)中的電磁環(huán)境呈現(xiàn)愈加復(fù)雜和惡劣的趨勢(shì)。在信息化戰(zhàn)場(chǎng)中，武器裝備需要依靠電磁信號(hào)完成作戰(zhàn)任務(wù)，作戰(zhàn)效能受到復(fù)雜電磁環(huán)境的制約；在部隊(duì)實(shí)戰(zhàn)演練中，只有在與實(shí)際戰(zhàn)場(chǎng)逼近的環(huán)境中才能有效監(jiān)測(cè)出電子裝備的實(shí)戰(zhàn)效能和在電磁環(huán)境中的生存與適應(yīng)能力。因此，如何利用電子設(shè)備、仿真技術(shù)和模擬器材構(gòu)建逼近實(shí)際戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜電磁空間，對(duì)于提高軍隊(duì)信息化作戰(zhàn)能力具有重要的戰(zhàn)略意義[1]。

目前靶場(chǎng)關(guān)于構(gòu)建復(fù)雜電磁環(huán)境已進(jìn)行了多年探索，電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)裝備種類(lèi)繁多、數(shù)量龐大，如何在信息傳輸設(shè)備支持下，控制各環(huán)境構(gòu)設(shè)裝備聯(lián)合生成樣式繁多、分布可調(diào)、動(dòng)態(tài)可變的電磁信號(hào)環(huán)境成為了困擾靶場(chǎng)進(jìn)一步發(fā)展的難題。本文從靶場(chǎng)的實(shí)際需求與實(shí)際能力差距出發(fā)，提出一種靶場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境綜合管控系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)方法。

1 研究背景

靶場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)建要能夠根據(jù)不同的作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)特點(diǎn)和特定作戰(zhàn)對(duì)象模擬出針對(duì)性強(qiáng)、貼近實(shí)戰(zhàn)、符合訓(xùn)練要求的敵方、我方以及背景電磁信號(hào)；同時(shí)要突出訓(xùn)練重點(diǎn)[2]，著眼解決部隊(duì)?wèi)?yīng)對(duì)電磁威脅的薄弱環(huán)節(jié)，設(shè)置復(fù)雜電磁環(huán)境訓(xùn)練科目，鍛煉和檢驗(yàn)部隊(duì)電磁環(huán)境適應(yīng)能力、重點(diǎn)目標(biāo)的電磁防護(hù)能力、掌握電磁態(tài)勢(shì)與謀劃電磁戰(zhàn)斗等能力。

復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)建主要包括電磁環(huán)境規(guī)劃推演、電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)管控、電磁環(huán)境模擬生成、電磁環(huán)境監(jiān)視測(cè)量和電磁環(huán)境效果評(píng)估五方面內(nèi)容，其中電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)管控是復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)建體系的神經(jīng)中樞，主要用于根據(jù)推演仿真結(jié)果，完成對(duì)各個(gè)環(huán)境構(gòu)設(shè)要素模擬需求的分析處理，利用多媒體可視化的控制應(yīng)用，在信息傳輸設(shè)備支持下，控制各環(huán)境構(gòu)設(shè)裝備聯(lián)合生成樣式繁多、分布可調(diào)、強(qiáng)度可控、動(dòng)態(tài)可變的電磁信號(hào)環(huán)境。

2 需求分析

2.1 應(yīng)用能力需求

復(fù)雜電磁環(huán)境管控系統(tǒng)布設(shè)于環(huán)境構(gòu)設(shè)指揮所，從系統(tǒng)應(yīng)用層角度考量，需要為指揮人員決策提供良好的人機(jī)交互，系統(tǒng)應(yīng)用應(yīng)滿足以下需求：

（1）電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)方案生成，輔助決策；

（2）電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)全流程、全要素控制；

（3）電磁環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和態(tài)勢(shì)顯示；

（4）基于反饋信息的電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)效果實(shí)時(shí)評(píng)判；

（5）相關(guān)信息收發(fā)及其他業(yè)務(wù)管理。

2.2 控制要素和控制對(duì)象需求

根據(jù)復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)基本要素和裝備特點(diǎn)，綜合管控系統(tǒng)主要控制電磁環(huán)境頻段、密度、強(qiáng)度、信號(hào)類(lèi)型、信號(hào)分布等要素。

綜合管控系統(tǒng)控制對(duì)象為各型環(huán)境構(gòu)設(shè)裝備，包括現(xiàn)有、在研和預(yù)研裝備三部分?，F(xiàn)有裝備控制立足靶場(chǎng)現(xiàn)有電子武器裝備，主要為雷達(dá)、電子對(duì)抗、電磁環(huán)境模擬、電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)等裝備，綜合管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要根據(jù)現(xiàn)有裝備接口設(shè)計(jì)信息交互協(xié)議，對(duì)于部分接口陳舊裝備開(kāi)展適應(yīng)性改造。綜合管控系統(tǒng)在立足現(xiàn)有復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)裝備的同時(shí)，要著眼于靶場(chǎng)建設(shè)的中長(zhǎng)期發(fā)展，系統(tǒng)建設(shè)必須要進(jìn)行可拓展性設(shè)計(jì),預(yù)留相應(yīng)接口，方便未來(lái)拓展和升級(jí)，防止重復(fù)建設(shè)造成不必要的浪費(fèi)。

做完這些，高潮感覺(jué)心中輕松了不少。他突然想到了“詩(shī)的妾”，這個(gè)時(shí)候，她應(yīng)該到溫州了吧？說(shuō)不定，她已經(jīng)從她老公的被窩里提溜出一個(gè)光溜溜的小三呢。想到這里，高潮迅速登陸QQ，卻發(fā)現(xiàn)“詩(shī)的妾”的頭像是灰色的。

3 復(fù)雜電磁環(huán)境綜合管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖1 復(fù)雜電磁環(huán)境綜合管控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

3.1 系統(tǒng)組成

根據(jù)上述任務(wù)要求及需求分析，靶場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境綜合管控系統(tǒng)可以分成方案生成子系統(tǒng)、電磁環(huán)境控制子系統(tǒng)、評(píng)判與顯控子系統(tǒng)、綜合業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)和信息處理收發(fā)子系統(tǒng)共五個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.2 子系統(tǒng)功能

（1）方案生成子系統(tǒng)

根據(jù)訓(xùn)練課題、內(nèi)容和訓(xùn)練對(duì)象對(duì)復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)建需求，按照簡(jiǎn)單、輕度、中度、重度的復(fù)雜度等級(jí)要求，生成電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)和電磁環(huán)境模擬站點(diǎn)的位置、工作參數(shù)的初始設(shè)置方案。該子系統(tǒng)具備初始化設(shè)置各環(huán)境構(gòu)設(shè)裝備的布站位置、控制方式，具備環(huán)境構(gòu)設(shè)裝備技術(shù)指標(biāo)調(diào)閱、裝備作用范圍計(jì)算與電波傳播預(yù)測(cè)、布站規(guī)劃、環(huán)境構(gòu)設(shè)流程的時(shí)序模擬等功能[3]；同時(shí)具備兵力需求計(jì)算、兵力部署計(jì)算、兵力協(xié)同計(jì)算、電磁環(huán)境態(tài)勢(shì)分析等功能，輔助指揮員進(jìn)行環(huán)境構(gòu)設(shè)任務(wù)的方案、預(yù)案設(shè)計(jì)。

（2）電磁環(huán)境控制子系統(tǒng)

電磁環(huán)境控制子系統(tǒng)基于接收到的環(huán)境構(gòu)設(shè)方案，以及下屬裝備工作狀態(tài)，解析控制要素，計(jì)算信號(hào)部數(shù)、波段、體制、重頻、脈寬、掃描周期、脈沖密度等參數(shù)要求，設(shè)計(jì)各環(huán)境構(gòu)建裝備的配置文件，形成控制命令信息，采取直接控制或間接控制的方式對(duì)電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)兵力和裝備實(shí)施信息引導(dǎo)；控制雷達(dá)與雷達(dá)對(duì)抗、通信與通信對(duì)抗裝備輻射時(shí)機(jī)、方向、信號(hào)類(lèi)型，實(shí)時(shí)控制電磁環(huán)境頻段、密度、強(qiáng)度；基于電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)實(shí)時(shí)評(píng)判結(jié)果，結(jié)合訓(xùn)練區(qū)域的電磁環(huán)境數(shù)據(jù)，提供電磁分析工具，輔助指揮人員發(fā)掘環(huán)境構(gòu)建問(wèn)題，為指揮人員決策提供依據(jù)。

（3）評(píng)判與顯控子系統(tǒng)

評(píng)判與顯控子系統(tǒng)包括電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)效果評(píng)判臺(tái)和顯控臺(tái)兩部分。效果評(píng)判臺(tái)通過(guò)評(píng)判模型，基于電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、受訓(xùn)裝備電磁環(huán)境響應(yīng)結(jié)果等，評(píng)判環(huán)境構(gòu)設(shè)裝備配合時(shí)序是否規(guī)范，判斷環(huán)境構(gòu)建裝備信號(hào)輻射時(shí)機(jī)、方向、信號(hào)類(lèi)型、強(qiáng)度等是否準(zhǔn)確，分析訓(xùn)練區(qū)域電磁環(huán)境脈沖密度是否正確等，實(shí)時(shí)評(píng)判復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)效果。

顯控臺(tái)從綜合信息中心接收環(huán)境構(gòu)設(shè)裝備和受訓(xùn)裝備狀態(tài)，依托二維電子地圖平臺(tái)進(jìn)行標(biāo)繪，實(shí)現(xiàn)電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)流程可視化，顯示電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)裝備部署位置、通信聯(lián)接狀態(tài)、技術(shù)狀態(tài)、工作參數(shù)和有效輻射范圍等內(nèi)容，顯示受訓(xùn)平臺(tái)附近區(qū)域電磁環(huán)境密度、頻段，顯示受訓(xùn)裝備電磁環(huán)境響應(yīng)結(jié)果，顯示環(huán)境構(gòu)設(shè)時(shí)間進(jìn)度等要素。

（4）綜合業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)

綜合業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)用于對(duì)陣地的電磁兼容進(jìn)行管理，輔助指揮人員完成裝備的布站；制定訓(xùn)練過(guò)程中的頻譜管理計(jì)劃，監(jiān)視各裝備實(shí)際使用頻段，開(kāi)展訓(xùn)練過(guò)程中的用頻協(xié)調(diào)；監(jiān)測(cè)裝備工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)裝備故障、組織搶修。

（5）信息處理收發(fā)子系統(tǒng)

信息處理收發(fā)子系統(tǒng)具備從信息中心查閱設(shè)備工作狀態(tài)、工作參數(shù)等環(huán)境構(gòu)設(shè)裝備的工作數(shù)據(jù)；引接綜合信息中心電磁態(tài)勢(shì)信息，應(yīng)用于方案制定、電磁態(tài)勢(shì)顯示、效果評(píng)判；對(duì)不同類(lèi)型接口、不同種類(lèi)的報(bào)文進(jìn)行協(xié)議解析；向環(huán)境構(gòu)設(shè)裝備、訓(xùn)練裝備發(fā)送控制指令；上報(bào)電磁環(huán)境構(gòu)建結(jié)果；提供數(shù)據(jù)記錄、存儲(chǔ)、檢索和管理指令、文電信息等功能。

3.3 控制方式

根據(jù)靶場(chǎng)裝備基本情況，綜合管控系統(tǒng)對(duì)裝備的控制方式可采取直接控制和間接控制兩種方式。

（1）直接控制方式

采取網(wǎng)絡(luò)協(xié)議發(fā)送格式化數(shù)據(jù)包的方式進(jìn)行裝備控制和配置信息引導(dǎo)，支持文書(shū)文電指揮方式，受控裝備在接到控制命令后要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)回饋基本狀態(tài)。

（2）間接控制方式

采取TCP/IP協(xié)議發(fā)送格式化數(shù)據(jù)包的方式進(jìn)行配置信息引導(dǎo)，通過(guò)文書(shū)文電進(jìn)行指揮，以人在回路方式加以控制，受控裝備的基本狀態(tài)從綜合信息中心訂閱，支持由數(shù)據(jù)記錄員以格式化文書(shū)的方式快速回傳。

4 結(jié)束語(yǔ)

復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)建在靶場(chǎng)試驗(yàn)和訓(xùn)練任務(wù)中的地位越來(lái)越重要，如何控制各環(huán)境構(gòu)設(shè)裝備聯(lián)合生成樣式繁多、可調(diào)可變的電磁信號(hào)環(huán)境成為了困擾靶場(chǎng)進(jìn)一步發(fā)展的難題。本文通過(guò)分析能力差距和任務(wù)需求，提出了靶場(chǎng)開(kāi)展復(fù)雜電磁環(huán)境綜合管控系統(tǒng)建設(shè)的可行性設(shè)計(jì)方案，系統(tǒng)建成后將大幅提升靶場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)建能力，具有較高的軍事效益。

[1]戎建剛,王鑫,陳飛,等.復(fù)雜電磁環(huán)境逼真構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)[J].航天電子對(duì)抗,2016.

[2]趙陽(yáng),張友華.構(gòu)建訓(xùn)練基地復(fù)雜電磁環(huán)境應(yīng)把握的幾個(gè)問(wèn)題[J].國(guó)防科技,2007.

[3]徐偉.復(fù)雜電磁環(huán)境系統(tǒng)控制研究與實(shí)現(xiàn)[J].西安電子科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文,2011.