張志強(qiáng)，錢建剛，魯瑞達(dá)

(1.空軍預(yù)警學(xué)院 研究生管理大隊(duì)，武漢 430019;2.空軍預(yù)警學(xué)院 一系，武漢 430019)

0 引言

在冷兵器時(shí)代，人們只需要通過辨別服裝、口令來區(qū)分?jǐn)澄译p方。進(jìn)入熱兵器時(shí)代，尤其將科技成果應(yīng)用于軍事后，擴(kuò)展了戰(zhàn)場的范圍和縱深，而雷達(dá)兵的出現(xiàn)解決了對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)的預(yù)警監(jiān)視問題，能夠及時(shí)提供目標(biāo)的信息，但很難對(duì)目標(biāo)的敵我屬性進(jìn)行判斷。直到20 世紀(jì)30年代，英國發(fā)明了“馬克”(MARK）協(xié)作式二次雷達(dá)詢問應(yīng)答系統(tǒng)，才解決了遠(yuǎn)距離目標(biāo)的敵我屬性判斷難題。但是，僅僅依靠雷達(dá)應(yīng)答信號(hào)的指揮決策模式，由于其識(shí)別概率有限，出現(xiàn)誤判在所難免［1］。在伊拉克戰(zhàn)爭中就發(fā)生多起“誤傷”、“誤炸”己方和友軍的事件。如何加強(qiáng)決策的準(zhǔn)確性，杜絕此類“誤傷”事件發(fā)生在我軍，除了加強(qiáng)對(duì)操縱員的訓(xùn)練外，還迫切需要改善指揮員的指揮環(huán)境，改變單純依靠雷達(dá)敵我識(shí)別信號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)判斷的傳統(tǒng)手段。

當(dāng)前，針對(duì)如何加強(qiáng)目標(biāo)敵我識(shí)別的研究主要有兩個(gè)方向:一是新型的以二次雷達(dá)為主的協(xié)作式敵我識(shí)別系統(tǒng)的武器裝備研究［2］，希望通過提高裝備抗干擾性、應(yīng)答密碼的安全性等措施來增強(qiáng)目標(biāo)判斷的準(zhǔn)確性;二是基于智能算法的非協(xié)作式敵我識(shí)別系統(tǒng)的研究［3-4］，試圖利用對(duì)目標(biāo)探測所發(fā)現(xiàn)的信息來進(jìn)行目標(biāo)敵我屬性的判斷，通過對(duì)目標(biāo)的結(jié)構(gòu)特征(目標(biāo)投影的長度、寬度、面積等）、空間特征(方向、位置、速度和距離等）和信號(hào)特征進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，再使用一定的算法對(duì)融合數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，最終確定敵我屬性。但是，以上兩種方法都不能夠迅速投入使用:一是開發(fā)新型武器裝備的周期長、投資大，在很長時(shí)間內(nèi)部隊(duì)需求不能滿足;二是采用智能算法在進(jìn)行敵我屬性判斷時(shí)，從發(fā)現(xiàn)目標(biāo)到信息收集、最后進(jìn)行分析判斷需要大量的計(jì)算，并且有較長的運(yùn)算時(shí)間，在現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)場環(huán)境下，電磁環(huán)境復(fù)雜，對(duì)信息的收集有很多的干擾，其必須通過不斷的修正才能得出準(zhǔn)確的判斷，耗時(shí)太長不能良好地適應(yīng)快速指揮的要求。基于以上分析，本文提出建立以雷達(dá)敵我識(shí)別應(yīng)答信號(hào)為主的邏輯判斷模型，在使用雷達(dá)敵我系統(tǒng)進(jìn)行敵我識(shí)別的同時(shí)加入可快速獲取的目標(biāo)初始信息的邏輯判斷，輔助指揮員快速、準(zhǔn)確地作出判斷。對(duì)比單純的依靠雷達(dá)敵我識(shí)別系統(tǒng)，該模型增加多次疑是“非我”目標(biāo)的邏輯判斷，通過簡單的幾次邏輯梳理增強(qiáng)了判斷的準(zhǔn)確性，減少了將友方誤判為敵方的概率，而且該模型是立足現(xiàn)有裝備的基礎(chǔ)上，能夠初步解決當(dāng)前指揮員面臨的困難。

1 敵我識(shí)別依據(jù)

邏輯模型是人們感知、識(shí)別事物外部特征、運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)而判斷出事物內(nèi)部屬性思維過程的具體形式。邏輯判斷需要建立明確的判斷標(biāo)準(zhǔn)和選取適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)特征。針對(duì)我國防空現(xiàn)狀和對(duì)敵我識(shí)別決策時(shí)間的要求，在此選擇以下4個(gè)戰(zhàn)術(shù)(經(jīng)驗(yàn)）規(guī)則作為邏輯模型的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

(1）上級(jí)命令和飛行計(jì)劃

如果上級(jí)指揮機(jī)構(gòu)對(duì)目標(biāo)的屬性作出了明確的指示，則按照命令將目標(biāo)判斷為我方或敵方，否則及時(shí)進(jìn)行下一步的判斷工作，確認(rèn)目標(biāo)身份。飛行計(jì)劃是指預(yù)先或臨時(shí)確定的有關(guān)飛機(jī)(含民航、轉(zhuǎn)場的作戰(zhàn)飛機(jī)等）的飛行航線和飛行諸元(含目標(biāo)的飛行航向、速度、高度、時(shí)間等參數(shù)）的總和［5］。當(dāng)雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)時(shí)與飛行計(jì)劃進(jìn)行比較，若雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)航跡位置和飛行諸元與某一飛行計(jì)劃完全相關(guān)，可判為“我機(jī)”或“友機(jī)”(國際航路上飛行的國際航班）。根據(jù)飛行計(jì)劃判斷目標(biāo)敵我屬性是日常防空警戒中最常用的一種方法。在實(shí)際操作中，不能僅僅依據(jù)飛行計(jì)劃和目標(biāo)航跡在某一時(shí)刻的一個(gè)當(dāng)前點(diǎn)能滿足各相關(guān)條件(或準(zhǔn)則）的要求就立即確認(rèn)該目標(biāo)的敵我屬性，還必須進(jìn)行連續(xù)多點(diǎn)的測試，才能最終確定目標(biāo)的屬性。因此，對(duì)初步認(rèn)定的雷達(dá)目標(biāo)，還需對(duì)其繼續(xù)和同一飛行計(jì)劃相關(guān)。若后續(xù)幾點(diǎn)或預(yù)先確定的一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)和同一飛行計(jì)劃相符合，才將其判斷為我機(jī)或敵機(jī)。

(2）雷達(dá)敵我識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)答信號(hào)

雷達(dá)敵我識(shí)別系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是屬于一種二次雷達(dá)，由詢問機(jī)和應(yīng)答機(jī)兩部分組成，利用對(duì)目標(biāo)詢問信號(hào)的回應(yīng)實(shí)現(xiàn)敵我屬性的判斷。在我方和友方的飛行器上加裝應(yīng)答機(jī)，當(dāng)我方雷達(dá)探測到空中目標(biāo)后，控制其配套的敵我識(shí)別詢問機(jī)向目標(biāo)發(fā)出密碼詢問信號(hào)，如果屬于我方或友方目標(biāo)，其應(yīng)答機(jī)對(duì)詢問信號(hào)進(jìn)行解碼，自動(dòng)發(fā)回密碼應(yīng)答信號(hào)。詢問機(jī)對(duì)應(yīng)答信號(hào)解碼后，輸出判斷標(biāo)志給雷達(dá)，與該目標(biāo)的回波信號(hào)同時(shí)顯示。如果屬于非我方目標(biāo)，則不能發(fā)回約定的應(yīng)答信號(hào)，在雷達(dá)顯示器上只有目標(biāo)回波信號(hào)而沒有應(yīng)答信號(hào)，如圖1所示。但是，實(shí)際中戰(zhàn)場電磁環(huán)境復(fù)雜，我機(jī)或友機(jī)有可能沒有進(jìn)行應(yīng)答或者應(yīng)答信號(hào)丟失，導(dǎo)致對(duì)目標(biāo)屬性的誤判，所以沒有應(yīng)答信號(hào)的目標(biāo)不能直接判斷為敵對(duì)目標(biāo)，還需要結(jié)合其他標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合判斷。

圖1 雷達(dá)顯示器上目標(biāo)回波與應(yīng)答信號(hào)示意圖

(3）目標(biāo)行為

無論屬于何方的飛行目標(biāo)都有其飛行目的，民用航班、敵方進(jìn)攻、電子偵察等都會(huì)從目標(biāo)的動(dòng)作中表現(xiàn)出來。所以，可根據(jù)目標(biāo)所表現(xiàn)出的初步特征，對(duì)目標(biāo)屬性判斷進(jìn)行決策支持。在此選取電子干擾作為輔助指標(biāo)。在現(xiàn)代空戰(zhàn)中常常伴隨著電子干擾，影響對(duì)方的探測、通信功能，以達(dá)到對(duì)己方目標(biāo)的掩護(hù)作用。在進(jìn)行敵我識(shí)別時(shí)，若目標(biāo)本身就對(duì)雷達(dá)進(jìn)行電子干擾則按照敵情處理;若遭受大面積電子干擾，則對(duì)該干擾方向上發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)初步判定為敵情。

(4）目標(biāo)飛行區(qū)域

目標(biāo)飛行區(qū)域是指目標(biāo)被發(fā)現(xiàn)時(shí)所處的空域。一般情況下各國為了最大程度確保各自重要地區(qū)的安全，都會(huì)設(shè)置一些空中禁區(qū)，并且通報(bào)己方部隊(duì)和友軍部隊(duì)。任何單位不得進(jìn)入空中禁區(qū)。一旦在空中禁區(qū)空域發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，可立即判斷為敵方目標(biāo)。

2 敵我識(shí)別模型的建立

雷達(dá)兵部隊(duì)的指揮過程中的各環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格的時(shí)間限制。對(duì)于目標(biāo)敵我屬性判斷過程而言，在確定雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的空中目標(biāo)是飛行器后的數(shù)個(gè)點(diǎn)跡內(nèi)，迅速進(jìn)行目標(biāo)敵我屬性判斷，在要求的時(shí)限內(nèi)確定目標(biāo)屬性。將目標(biāo)的戰(zhàn)術(shù)(經(jīng)驗(yàn)）狀態(tài)用一個(gè)集合表示。

其中xi為目標(biāo)第i個(gè)判斷規(guī)則的狀態(tài)。目標(biāo)的敵我屬性集合為

則目標(biāo)的敵我識(shí)別可以表示為根據(jù)目標(biāo)狀態(tài)對(duì)其屬性做出推斷的過程，即描述為

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)空中目標(biāo)敵我屬性識(shí)別過程的規(guī)范化、程序化，在此將這種復(fù)雜的戰(zhàn)術(shù)(經(jīng)驗(yàn)）規(guī)則和數(shù)學(xué)表達(dá)抽象為知識(shí)體系，實(shí)現(xiàn)由人工語言向計(jì)算機(jī)語言規(guī)則的轉(zhuǎn)換，即將判斷規(guī)則實(shí)現(xiàn)If A then B的轉(zhuǎn)換，其中A為判斷規(guī)則的狀態(tài)表現(xiàn)，B為判斷結(jié)果。則得出敵我屬性判斷邏輯判斷模型如圖2所示。

圖2 目標(biāo)敵我識(shí)別邏輯判斷模型

3 模型分析

該模型既可作為操縱員判斷敵我屬性的邏輯思維，也可用于計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)敵我屬性判斷的程序。如圖2所示，首先，計(jì)算機(jī)從雷達(dá)獲取目標(biāo)回波信號(hào)，并檢查目標(biāo)是否有電子干擾行為，如果雷達(dá)顯示有干擾跡象，則將其判斷為敵方目標(biāo);如果一切正常則從回波中尋找二次雷達(dá)信號(hào)，同時(shí)查驗(yàn)上級(jí)指揮系統(tǒng)對(duì)該目標(biāo)是否有明確的敵我定義?？紤]戰(zhàn)場復(fù)雜的電磁環(huán)境和應(yīng)答信號(hào)密碼的安全性，以下判斷分為兩種情況:

情況1 如果有敵我識(shí)別應(yīng)答信號(hào)，但是根據(jù)上級(jí)作戰(zhàn)命令該目標(biāo)屬于敵對(duì)目標(biāo)，則判斷為敵方。若上級(jí)指揮機(jī)關(guān)對(duì)該目標(biāo)沒有任何指示，則查看飛行計(jì)劃，對(duì)于符合預(yù)飛報(bào)、起飛報(bào)的目標(biāo)判斷為我方;對(duì)于不符合預(yù)飛報(bào)、起飛報(bào)的目標(biāo)使用目標(biāo)所處空域位置進(jìn)一步判斷目標(biāo)屬性，若此時(shí)目標(biāo)處于空中禁區(qū)，則判斷為敵方目標(biāo)，否則判斷為屬性不明。

情況2 如果沒有敵我識(shí)別應(yīng)答信號(hào)，但是根據(jù)上級(jí)作戰(zhàn)命令該目標(biāo)屬于我方目標(biāo)，則判斷為我方。若上級(jí)指揮機(jī)關(guān)對(duì)該目標(biāo)沒有任何指示，則查看飛行計(jì)劃，對(duì)于不符合預(yù)飛報(bào)、起飛報(bào)的目標(biāo)判斷為我方;對(duì)于符合預(yù)飛報(bào)、起飛報(bào)的目標(biāo)使用目標(biāo)所處空域位置進(jìn)一步判斷目標(biāo)屬性，若此時(shí)目標(biāo)處于空中禁區(qū)，則判斷為敵方目標(biāo)，否則判斷為屬性不明。

4 結(jié)束語

雷達(dá)情報(bào)是國家防空的第一手情報(bào)，其時(shí)效性和準(zhǔn)確性對(duì)國土安全有重大的影響。目前的敵我識(shí)別技術(shù)還有待研究，現(xiàn)有的敵我識(shí)別系統(tǒng)不完全可靠，嚴(yán)重制約了我防空火力發(fā)揮作用。本文立足現(xiàn)有裝備，提出了一種邏輯判斷模型，綜合利用敵我識(shí)別應(yīng)答信號(hào)、飛行計(jì)劃、目標(biāo)位置和目標(biāo)意圖動(dòng)作，擴(kuò)大了信息來源，增加了判斷的可靠性，減少誤判和誤傷事件的發(fā)生。

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