電子信息靶場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

【摘要】 本文針對(duì)復(fù)雜電磁環(huán)境下電子裝備試驗(yàn)的特點(diǎn)，首先提出了電子靶場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)系統(tǒng)構(gòu)設(shè)電磁環(huán)境的思路，然后從系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的角度論述了系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)方案，最后對(duì)環(huán)境構(gòu)設(shè)評(píng)估采用的兩種評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了描述。

【關(guān)鍵詞】 靶場(chǎng) 復(fù)雜電磁環(huán)境 構(gòu)設(shè)

引言

復(fù)雜電磁環(huán)境是信息化戰(zhàn)場(chǎng)的一個(gè)重要特征。開(kāi)展復(fù)雜電磁環(huán)境下的訓(xùn)練，是提升信息化戰(zhàn)爭(zhēng)條件下部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的重要途徑[1]。

由于戰(zhàn)場(chǎng)空間內(nèi)各種電子信息武器、干擾裝備、自然環(huán)境等大量的電磁輻射源的存在，導(dǎo)致了戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境異常復(fù)雜，直接影響了武器裝備戰(zhàn)斗效能的發(fā)揮， 對(duì)武器裝備運(yùn)用和作戰(zhàn)行動(dòng)產(chǎn)生一定影響，構(gòu)設(shè)逼真的戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境，開(kāi)展復(fù)雜電磁環(huán)境下電子裝備試驗(yàn)、訓(xùn)練是未來(lái)的趨勢(shì)，針對(duì)復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)要有相應(yīng)的系統(tǒng)進(jìn)行支撐。

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

1.1總體設(shè)計(jì)思路

依托現(xiàn)役裝備或模擬器材構(gòu)建的實(shí)體復(fù)雜電磁環(huán)境，與真實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境一樣，具有熱效應(yīng)、強(qiáng)電場(chǎng)效應(yīng)、電磁干擾效應(yīng)和磁效應(yīng)[2]。通過(guò)建立電磁環(huán)境生成設(shè)備和電磁環(huán)境量測(cè)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)電磁環(huán)境生成設(shè)備和電磁環(huán)境量測(cè)設(shè)備的擴(kuò)展，構(gòu)建一個(gè)體系化的、按需生成的、可控可調(diào)的、閉環(huán)的電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)評(píng)估系統(tǒng)，以適應(yīng)試驗(yàn)區(qū)不同規(guī)模、不同科目的試驗(yàn)任務(wù)要求。

1.2電磁環(huán)境規(guī)劃生成思路

1.2.1復(fù)雜電磁環(huán)境規(guī)劃思路

（1）從敵方電磁威脅入手，模擬敵方電子對(duì)抗、情報(bào)偵察、精確打擊、網(wǎng)電攻擊等多種威脅，構(gòu)建不同威脅等級(jí)的電磁環(huán)境，驗(yàn)證海軍武器裝備抗干擾、反偵察、反精確打擊、防網(wǎng)電攻擊等能力。

（2）從我方電磁環(huán)境入手，針對(duì)海軍武器裝備的用頻特性，模擬構(gòu)建不同樣式（通信、雷達(dá)等）、不同功率、不同復(fù)雜等級(jí)的電磁環(huán)境，驗(yàn)證海軍武器裝備在不同復(fù)雜等級(jí)電磁環(huán)境下的適應(yīng)能力。

如圖所示，從敵方電磁威脅和我方電磁環(huán)境兩方面入手，在訓(xùn)練前規(guī)劃不同威脅等級(jí)和不等復(fù)雜等級(jí)的電磁環(huán)境，對(duì)規(guī)劃的電磁環(huán)境進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估和推演顯示，并將達(dá)到效果的復(fù)雜電磁環(huán)境生成方案發(fā)送至各設(shè)備，進(jìn)行電磁環(huán)境生成；訓(xùn)練過(guò)程中，可根據(jù)電磁環(huán)境的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)要求的調(diào)整等進(jìn)行電磁環(huán)境的分析計(jì)算和動(dòng)態(tài)控制，以達(dá)到試驗(yàn)效果。

1.2.2電磁態(tài)勢(shì)分析顯示思路

電磁環(huán)境復(fù)雜度及其效應(yīng)評(píng)估及武器裝備試驗(yàn)效果的可視化，是輔助武器裝備試驗(yàn)人員快速制定各類應(yīng)對(duì)方案的手段，根據(jù)不同用戶對(duì)電磁態(tài)勢(shì)的不同需求，分析顯示不同層次、不同粒度的電磁態(tài)勢(shì)。

1.3電磁環(huán)境測(cè)量評(píng)估思路

構(gòu)建測(cè)量管理與評(píng)估層和測(cè)量設(shè)備層等兩側(cè)層次。

（1）測(cè)量管理設(shè)備層，統(tǒng)一設(shè)備管理控制界面、控制協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，進(jìn)行測(cè)量設(shè)備組網(wǎng)，制定協(xié)同監(jiān)測(cè)、測(cè)向等測(cè)量任務(wù)，收集匯總各站點(diǎn)統(tǒng)一格式數(shù)據(jù)，進(jìn)行融合處理分析，為上層應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。

（2）測(cè)量設(shè)備層，根據(jù)統(tǒng)一的控制協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，測(cè)量站點(diǎn)接收上級(jí)監(jiān)測(cè)任務(wù)，分解執(zhí)行，將采集的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的站級(jí)融合，上報(bào)至測(cè)量管理設(shè)備。

二、系統(tǒng)組成

復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)與控制系統(tǒng)由復(fù)雜電磁環(huán)境規(guī)劃控制、復(fù)雜電磁環(huán)境模擬生成、復(fù)雜電磁環(huán)境測(cè)量評(píng)估、裝備模型與資源管理等四部分組成，通過(guò)構(gòu)建集復(fù)雜電磁環(huán)境規(guī)劃控制、模擬生成、監(jiān)視測(cè)量和評(píng)估顯示等環(huán)節(jié)于一體的復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)與控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)地域復(fù)雜電磁環(huán)境的可測(cè)、可知、可控，為靶場(chǎng)武器裝備試驗(yàn)提供支撐保障。

復(fù)雜電磁環(huán)境規(guī)劃控制部分主要由復(fù)雜電磁環(huán)境規(guī)劃控制軟件組成，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)方案的規(guī)劃管理、復(fù)雜電磁環(huán)境生成設(shè)備和測(cè)量設(shè)備的統(tǒng)一控制、試驗(yàn)裝備的電磁頻譜管理以及電磁環(huán)境分析評(píng)估與顯示果，為復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)人員提供管理控制手段。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1功能設(shè)計(jì)

3.1.1規(guī)劃控制功能

復(fù)雜電磁環(huán)境規(guī)劃控制功能包括復(fù)雜電磁環(huán)境生成方案規(guī)劃、方案調(diào)整、方案推演評(píng)估、方案調(diào)整、方案管理、電磁頻譜管理和電磁環(huán)境態(tài)勢(shì)分析顯示等功能，主要實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)前復(fù)雜電磁環(huán)境的按需規(guī)劃，試驗(yàn)過(guò)程中的靈活調(diào)整。

3.1.2環(huán)境生成功能

復(fù)雜電磁環(huán)境模擬生成功能包括復(fù)雜電磁環(huán)境規(guī)劃方案接收解析、電磁背景信號(hào)模擬生成、敵方威脅環(huán)境模擬、模擬生成設(shè)備工況上報(bào)，實(shí)現(xiàn)按需生成復(fù)雜電磁環(huán)境，并將生成設(shè)備工作狀態(tài)和參數(shù)向規(guī)劃控制功能上報(bào)。

3.1.3環(huán)境測(cè)量功能

復(fù)雜電磁環(huán)境測(cè)量評(píng)估功能包括頻譜監(jiān)測(cè)任務(wù)管理、頻譜監(jiān)測(cè)測(cè)向、站級(jí)頻譜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)融合、區(qū)域級(jí)頻譜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)融合、電磁環(huán)境復(fù)雜度度量評(píng)估、頻譜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及結(jié)果上報(bào)，實(shí)現(xiàn)靶場(chǎng)試驗(yàn)區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同頻譜監(jiān)測(cè)。

3.1.4模型與數(shù)據(jù)管理功能

模型與數(shù)據(jù)管理功能是系統(tǒng)的支撐功能，主要包括用頻裝備參數(shù)模型管理、試驗(yàn)武器裝備模型管理、電磁分析計(jì)算模型管理、電波環(huán)境模型模型管理、模擬生成設(shè)備數(shù)據(jù)管理、電磁環(huán)境測(cè)量管理設(shè)備管理、電磁環(huán)境測(cè)量設(shè)備管理、頻譜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)綜合管理、頻譜態(tài)勢(shì)數(shù)據(jù)綜合管理、系統(tǒng)與用戶管理、系統(tǒng)操作日志綜合管理等。

3.2接口關(guān)系

復(fù)雜電磁環(huán)境規(guī)劃控制軟件部署在訓(xùn)練指揮所，能夠接收試驗(yàn)指揮所訓(xùn)練指揮信息系統(tǒng)下發(fā)的構(gòu)設(shè)指令，分析生成電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)方案，并下發(fā)至電磁環(huán)境模擬生成設(shè)備。

復(fù)雜電磁環(huán)境模擬生成設(shè)備接收復(fù)雜電磁環(huán)境規(guī)劃控制軟件下發(fā)的構(gòu)設(shè)指令，分析電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)任務(wù)，生成所需參數(shù)的電磁環(huán)境信號(hào)，并將實(shí)時(shí)工況上報(bào)值電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)復(fù)雜電磁環(huán)境規(guī)劃控制軟件。

復(fù)雜電磁環(huán)境規(guī)劃控制軟件獲取用頻設(shè)備工況數(shù)據(jù)，通過(guò)監(jiān)測(cè)管理設(shè)備獲得電磁環(huán)境信息，為武器設(shè)備提供試驗(yàn)用頻計(jì)劃，并實(shí)現(xiàn)與總部、友軍、民用頻管系統(tǒng)的用頻協(xié)調(diào)。

四、 電磁環(huán)境評(píng)估方法[3]

4.1客觀評(píng)價(jià)方法

電磁環(huán)境復(fù)雜度的客觀評(píng)估是復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)與控制系統(tǒng)的重要功能，它根據(jù)電磁空間、用頻范圍以及時(shí)間段信息，以電磁環(huán)境門限（電磁環(huán)境門限：對(duì)在相應(yīng)頻段工作的電子信息設(shè)備產(chǎn)生一定影響的電磁環(huán)境信號(hào)功率密度譜的最小值，其大小依據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）推薦的中國(guó)地區(qū)各頻段背景噪聲值高10dB為基準(zhǔn)）為基準(zhǔn)，依托頻譜占用度FO、時(shí)間占用度TO和空間覆蓋率SO三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估計(jì)算，評(píng)估等級(jí)按照復(fù)雜度指標(biāo)分為四級(jí)。

4.2主觀評(píng)價(jià)方法

電磁環(huán)境復(fù)雜度的主觀度量是電磁環(huán)境復(fù)雜度量測(cè)與評(píng)價(jià)設(shè)備的重要功能，它以設(shè)備為評(píng)價(jià)主體，根據(jù)電磁環(huán)境所在空間范圍、頻率范圍、時(shí)間范圍、調(diào)制樣式與設(shè)備工作空間、工作頻段、工作時(shí)間的空域相關(guān)度SR、頻域相關(guān)度FR、時(shí)域相關(guān)度TR、調(diào)制相關(guān)度MR等指標(biāo)加權(quán)值進(jìn)行評(píng)估，按照復(fù)雜度指標(biāo)分為十級(jí)。

五、結(jié)束語(yǔ)

構(gòu)建與未來(lái)實(shí)戰(zhàn)完全一致的復(fù)雜電磁環(huán)境既不切實(shí)際，也無(wú)法操作。本文提出的電子靶場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)與控制系統(tǒng)構(gòu)設(shè)電磁環(huán)境的思路是：構(gòu)建以復(fù)雜電磁環(huán)境生成設(shè)備和動(dòng)態(tài)的電磁環(huán)境量測(cè)網(wǎng)絡(luò)為支撐，以定型試驗(yàn)的海軍武器裝備為核心，以武器裝備模型與資源管理為基礎(chǔ)的復(fù)雜電磁環(huán)境的構(gòu)設(shè)與評(píng)估系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)海軍武器裝備試驗(yàn)所需復(fù)雜電磁環(huán)境的按需規(guī)劃、模擬生成、動(dòng)態(tài)調(diào)整、客觀測(cè)量、準(zhǔn)確評(píng)估、直觀顯示和態(tài)勢(shì)分發(fā)，制定海軍武器裝備試驗(yàn)用頻計(jì)劃，成體系構(gòu)建靶場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境試驗(yàn)保障條件，為提升海軍武器裝備復(fù)雜電磁環(huán)境體系對(duì)抗能力提供支撐。

作者簡(jiǎn)介：常興華（1968-），男，本科，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)橥ㄐ偶爸笓]自動(dòng)化

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 康 廣，湯敬武.部隊(duì)訓(xùn)練復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)方法研究. 國(guó)防科技期，2011.4

[2] 劉尚合，孫國(guó)至.復(fù)雜電磁環(huán)境內(nèi)涵及效應(yīng)分析[J].裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008.1

[3] 周克勝，羅小輝.戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜程度綜合評(píng)估. 艦船電子對(duì)抗，2009.12