李陸軍， 丁建江， 呂金建， 馬 梁， 趙龍華

(1. 空軍預(yù)警學(xué)院, 湖北 武漢 430019； 2. 93975 部隊(duì)， 新疆 烏魯木齊 830000；3. 95269 部隊(duì)， 廣東 廣州 510000)

基于時(shí)間約束的彈道導(dǎo)彈目標(biāo)識(shí)別任務(wù)流程設(shè)計(jì)方法

李陸軍1,2， 丁建江1， 呂金建1， 馬 梁1， 趙龍華3

(1. 空軍預(yù)警學(xué)院, 湖北 武漢 430019； 2. 93975 部隊(duì)， 新疆 烏魯木齊 830000；3. 95269 部隊(duì)， 廣東 廣州 510000)

結(jié)合彈道導(dǎo)彈目標(biāo)特性和預(yù)警裝備特點(diǎn)，提出了一種基于時(shí)間約束的彈道導(dǎo)彈目標(biāo)識(shí)別任務(wù)流程設(shè)計(jì)方法。首先，從彈道導(dǎo)彈目標(biāo)特性、預(yù)警裝備性能和攔截武器性能3方面分析了反導(dǎo)過程的時(shí)間約束性；其次，給出了識(shí)別任務(wù)流程設(shè)計(jì)原則，重點(diǎn)分析了微動(dòng)特征和成像特征的約束條件，在此基礎(chǔ)上提出了彈道導(dǎo)彈目標(biāo)識(shí)別任務(wù)流程設(shè)計(jì)方法；最后，提出了基于STK(Satellite ToolKit)的預(yù)警雷達(dá)識(shí)別任務(wù)流程推演設(shè)計(jì)方法，并結(jié)合典型作戰(zhàn)場(chǎng)景，設(shè)計(jì)了具體的雷達(dá)識(shí)別任務(wù)流程。研究表明：該流程設(shè)計(jì)方法具有明顯的時(shí)間約束特性，能夠用于反導(dǎo)作戰(zhàn)中戰(zhàn)法設(shè)計(jì)。

時(shí)間約束； 目標(biāo)識(shí)別； 識(shí)別特征； 任務(wù)流程； STK

目標(biāo)識(shí)別在反導(dǎo)中占有重要的地位，是反導(dǎo)作戰(zhàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，決定反導(dǎo)的成敗。目標(biāo)識(shí)別貫穿反導(dǎo)全程，隨著作戰(zhàn)進(jìn)程推進(jìn)，識(shí)別裝備、識(shí)別對(duì)象動(dòng)態(tài)變化，不同階段的識(shí)別內(nèi)容、要求各具特點(diǎn)。在反導(dǎo)作戰(zhàn)中，單一裝備難以完成識(shí)別任務(wù)，需要多裝備合力完成，因此，彈道導(dǎo)彈識(shí)別不僅要關(guān)注局部，更要綜合考量整個(gè)反導(dǎo)全程。目前，有關(guān)彈道導(dǎo)彈目標(biāo)識(shí)別的研究主要集中在特征提取、目標(biāo)分類和綜合識(shí)別等方面[1-3]，研究成果突出；然而相關(guān)研究只針對(duì)彈道導(dǎo)彈某一飛行階段或某個(gè)特征，未針對(duì)整個(gè)反導(dǎo)全程研究目標(biāo)識(shí)別，預(yù)警裝備成孤立個(gè)體、識(shí)別特征在整個(gè)反導(dǎo)過程中的位置不明確等因素勢(shì)必會(huì)影響整體作戰(zhàn)效能的發(fā)揮。

識(shí)別任務(wù)流程的設(shè)計(jì)能夠?qū)⒄麄€(gè)反導(dǎo)系統(tǒng)串聯(lián)在一起，從導(dǎo)彈發(fā)射前到落地明確不同識(shí)別特征位置，為反導(dǎo)作戰(zhàn)提供依據(jù)。其主要利用戰(zhàn)法工程設(shè)計(jì)思想[4-9]，戰(zhàn)前對(duì)識(shí)別任務(wù)進(jìn)行規(guī)劃，通過明確作戰(zhàn)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的任務(wù)、要求和時(shí)限，以及裝備間作戰(zhàn)活動(dòng)和交互關(guān)系，實(shí)現(xiàn)裝備間協(xié)調(diào)統(tǒng)一，達(dá)成一體化作戰(zhàn)目的。為此，筆者提出一種基于時(shí)間約束的彈道導(dǎo)彈目標(biāo)識(shí)別任務(wù)流程設(shè)計(jì)方法，并通過典型作戰(zhàn)場(chǎng)景下的推演分析，設(shè)計(jì)雷達(dá)識(shí)別任務(wù)流程。

1 彈道導(dǎo)彈目標(biāo)識(shí)別的時(shí)間約束性

彈道導(dǎo)彈目標(biāo)識(shí)別具有強(qiáng)烈的時(shí)間約束性，反導(dǎo)系統(tǒng)只有在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成識(shí)別任務(wù)，才是有效的識(shí)別；否則，對(duì)反導(dǎo)作戰(zhàn)無(wú)益。筆者主要從彈道導(dǎo)彈目標(biāo)特性、預(yù)警裝備性能和攔截武器性能3個(gè)方面分析彈道導(dǎo)彈目標(biāo)識(shí)別的時(shí)間約束性。

1.1 彈道導(dǎo)彈目標(biāo)特性約束

彈道導(dǎo)彈以其速度快、威力大，能夠迅速達(dá)成戰(zhàn)略目的，而具有其他武器所無(wú)法比擬的作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。典型遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈的整個(gè)飛行時(shí)間大約在30 min：彈道導(dǎo)彈發(fā)射以助推段為起點(diǎn)，助推段飛行時(shí)間為3～6 min；中段為彈道的最長(zhǎng)段，飛行時(shí)間為15～20 min；再入段為進(jìn)入大氣層到打擊目標(biāo)的飛行段，飛行時(shí)間為1～1.5 min。因此，從整個(gè)飛行階段或單個(gè)飛行段來(lái)說，留給反導(dǎo)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間、識(shí)別時(shí)間非常短，這對(duì)反導(dǎo)系統(tǒng)提出了很高要求。

1.2 預(yù)警裝備性能約束

以美國(guó)為例，現(xiàn)有的反導(dǎo)裝備主要是預(yù)警衛(wèi)星、遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)和多功能相控陣?yán)走_(dá)等，其結(jié)構(gòu)龐大，造價(jià)昂貴，自身性能有限。若經(jīng)費(fèi)緊張，則勢(shì)必會(huì)造成部署反導(dǎo)裝備有限；裝備自身探測(cè)范圍有限，只有目標(biāo)進(jìn)入探測(cè)區(qū)間，才能發(fā)揮其作戰(zhàn)效能。

1.3 攔截武器性能約束

以美國(guó)為例，目前參與反導(dǎo)攔截的裝備多種多樣，覆蓋不同空間層次，以滿足不同攔截需求，實(shí)現(xiàn)全程反導(dǎo)、全程攔截的作戰(zhàn)目標(biāo)。目標(biāo)識(shí)別為攔截服務(wù)，受攔截彈的部署、性能約束，目標(biāo)識(shí)別必須在攔截窗口完成，如果越過攔截窗口進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別，將失去其本身的意義。

2 彈道導(dǎo)彈目標(biāo)識(shí)別任務(wù)流程設(shè)計(jì)

識(shí)別任務(wù)流程設(shè)計(jì)主要是規(guī)劃戰(zhàn)前、戰(zhàn)中和戰(zhàn)后的各個(gè)階段，做什么？誰(shuí)來(lái)做？怎么做？何時(shí)做？它是迅速、有效、有序制定反導(dǎo)預(yù)案的重要依據(jù)。

2.1 流程設(shè)計(jì)原則

2.1.1 針對(duì)性

彈道導(dǎo)彈識(shí)別任務(wù)流程與特定作戰(zhàn)環(huán)境、作戰(zhàn)部署緊密聯(lián)系，目標(biāo)改變、裝備部署調(diào)整等都將改變整個(gè)識(shí)別任務(wù)流程。因此，識(shí)別任務(wù)流程設(shè)計(jì)必須瞄準(zhǔn)特定的場(chǎng)景，在確定目標(biāo)、裝備部署后，才能進(jìn)行識(shí)別任務(wù)流程設(shè)計(jì)；否則，設(shè)計(jì)流程沒有依據(jù)，且無(wú)法指導(dǎo)反導(dǎo)作戰(zhàn)。同時(shí)，若條件、戰(zhàn)情改變，就需要重新設(shè)計(jì)識(shí)別任務(wù)流程。

2.1.2 全局性

彈道導(dǎo)彈目標(biāo)識(shí)別貫穿整個(gè)反導(dǎo)過程，有癥候識(shí)別、星彈識(shí)別和真假?gòu)楊^識(shí)別等，識(shí)別對(duì)象、內(nèi)容隨著時(shí)間推進(jìn)變化，不同階段的識(shí)別裝備不同，用于識(shí)別的特征也不同，各個(gè)識(shí)別環(huán)節(jié)緊密相連，上一階段的識(shí)別效果對(duì)后續(xù)的作戰(zhàn)影響較大。如：若星彈識(shí)別出現(xiàn)偏差，則會(huì)直接影響整個(gè)反導(dǎo)全局，導(dǎo)致“未戰(zhàn)先敗”；若真假?gòu)楊^識(shí)別出現(xiàn)差錯(cuò)，誘餌被攔截，則會(huì)浪費(fèi)攔截資源，導(dǎo)致錯(cuò)失戰(zhàn)機(jī)。因而，識(shí)別任務(wù)流程應(yīng)著眼整個(gè)反導(dǎo)全程，只有精密設(shè)計(jì)每個(gè)階段，才能整體提升反導(dǎo)作戰(zhàn)效能。完整的識(shí)別任務(wù)流程最早始于戰(zhàn)前的情報(bào)收集、重點(diǎn)部位監(jiān)視和發(fā)射癥候識(shí)別，一直持續(xù)到戰(zhàn)后的識(shí)別效果分析，貫穿整個(gè)反導(dǎo)全程。

2.1.3 時(shí)間約束性

由上述分析可知：彈道導(dǎo)彈目標(biāo)具有明顯的時(shí)間約束性，戰(zhàn)機(jī)稍縱即逝，留給人為參與或反應(yīng)的時(shí)間極其有限。反導(dǎo)系統(tǒng)一體化、自動(dòng)化運(yùn)行是有效的解決方法，這就需要戰(zhàn)前對(duì)整個(gè)反導(dǎo)過程進(jìn)行精密規(guī)劃，規(guī)劃某時(shí)間約束下采用何種裝備和識(shí)別特征。

2.1.4 完備性

彈道導(dǎo)彈目標(biāo)識(shí)別任務(wù)流程是整個(gè)反導(dǎo)有序進(jìn)行的重要依據(jù)，是針對(duì)特定目標(biāo)的戰(zhàn)前規(guī)劃，方便戰(zhàn)時(shí)調(diào)用。在進(jìn)行流程設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮目標(biāo)在多種突防方式下的應(yīng)對(duì)措施以及不同彈道(高拋、低拋、標(biāo)準(zhǔn)彈道)下的識(shí)別任務(wù)流程；否則，設(shè)計(jì)的識(shí)別任務(wù)流程完備性較差，無(wú)法應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)。

2.2 特征約束分析

要進(jìn)行識(shí)別任務(wù)流程設(shè)計(jì)，首先應(yīng)深入分析飛行中不同階段的識(shí)別對(duì)象、目標(biāo)和內(nèi)容等，據(jù)此分析裝備的有效探測(cè)范圍和特征的運(yùn)用限制條件。特征的運(yùn)用限制條件很多，本文主要結(jié)合微多普勒調(diào)制帶寬和目標(biāo)特征作用距離2方面進(jìn)行分析。

2.2.1 微多普勒調(diào)制帶寬

一個(gè)周期內(nèi)，微多普勒頻率最大值和最小值之差的絕對(duì)值即為微多普勒調(diào)制帶寬[10-11]，可表示為

(1)

式中：dp、dt分別為目標(biāo)散射中心到質(zhì)心的垂直和水平距離；θ為錐旋運(yùn)動(dòng)時(shí)的進(jìn)動(dòng)角；α為雷達(dá)視線與目標(biāo)進(jìn)動(dòng)軸間的平均視線角；ω為目標(biāo)進(jìn)動(dòng)角速度；λ為雷達(dá)波長(zhǎng)。

微多普勒調(diào)制帶寬Bmd反映了回波多普勒展寬程度，其值越大，雷達(dá)越易檢測(cè)到這種微動(dòng)變化。在彈道導(dǎo)彈目標(biāo)飛行過程中，目標(biāo)尺寸和進(jìn)動(dòng)參數(shù)不變，只有α隨著目標(biāo)移動(dòng)不斷變化，不同時(shí)刻的Bmd差異較大。若當(dāng)前時(shí)刻的Bmd∈[Bmax/2,Bmax](Bmax為最大調(diào)制帶寬)，則認(rèn)為當(dāng)前時(shí)刻屬于“易檢測(cè)段”；反之，屬于“不易檢測(cè)段”。當(dāng)目標(biāo)對(duì)象和雷達(dá)部署位置變化時(shí)，目標(biāo)微多普勒特征“易檢測(cè)段”也是不同的，因此可以根據(jù)雷達(dá)的部署位置找出目標(biāo)微多普勒“易檢測(cè)段”，為微多普勒特征運(yùn)用提供依據(jù)。

2.2.2 目標(biāo)特征作用距離

在彈道導(dǎo)彈目標(biāo)飛行期間，目標(biāo)信噪比動(dòng)態(tài)變化，目標(biāo)識(shí)別需建立在對(duì)目標(biāo)進(jìn)行穩(wěn)定跟蹤的基礎(chǔ)上。在彈道導(dǎo)彈攻防中，一般認(rèn)為信噪比在17 dB以上時(shí)可對(duì)目標(biāo)進(jìn)行穩(wěn)定跟蹤，目標(biāo)檢測(cè)時(shí)的信噪比要求在15 dB以上，成像時(shí)的信噪比要求在20 dB以上，因此可以根據(jù)雷達(dá)方程估算不同識(shí)別特征有效作用距離[10-15]。

以雷達(dá)成像[14-15]為例，雷達(dá)在成像時(shí)交替發(fā)射窄帶和寬帶信號(hào)，寬帶成像作用距離由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償精度決定；窄帶用于跟蹤，為寬帶提供引導(dǎo)信息，最大精度跟蹤距離決定了其引導(dǎo)距離。寬帶時(shí)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償比保精度跟蹤的信噪比要求略低，然而一般寬帶信號(hào)能量大于窄帶信號(hào)，如果成像和跟蹤的信噪比相同時(shí)，寬帶信號(hào)仍然可以進(jìn)行保精度補(bǔ)償，而窄帶信號(hào)已很難進(jìn)行保精度跟蹤。經(jīng)過分析可知：寬帶成像作用距離由窄帶信號(hào)的跟蹤距離決定，因此可以用窄帶跟蹤距離估算寬帶成像作用距離。

2.3 基于時(shí)間約束的識(shí)別任務(wù)流程設(shè)計(jì)

由于彈道目標(biāo)的特殊性，涉及裝備類型較多，不同階段可采用的識(shí)別特征不同，因此，筆者提出了一種圖形化描述方法，用于設(shè)計(jì)目標(biāo)識(shí)別任務(wù)流程，方便軍事人員、技術(shù)人員以及戰(zhàn)法設(shè)計(jì)人員進(jìn)行交流。該方法從識(shí)別內(nèi)容、識(shí)別裝備和識(shí)別特征3個(gè)維度描述識(shí)別任務(wù)流程，橫向維為彈道目標(biāo)飛行時(shí)間，清晰反映不同特征、裝備的時(shí)間約束特性。圖1為基于時(shí)間約束的彈道導(dǎo)彈目標(biāo)識(shí)別任務(wù)流程，可以看出：識(shí)別對(duì)象、裝備和特征等隨著時(shí)間推進(jìn)而改變。

圖1 基于時(shí)間約束的彈道導(dǎo)彈目標(biāo)識(shí)別任務(wù)流程

圖1中：to為彈道導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)刻，在此之前導(dǎo)彈發(fā)射癥候識(shí)別；ta為助推段結(jié)束時(shí)刻，to和ta之間分別進(jìn)行發(fā)射位置、射向、星彈以及彈型識(shí)別；ta和tj之間為彈道導(dǎo)彈飛行中段區(qū)間，其中tb和tc之間為預(yù)警雷達(dá)的探測(cè)區(qū)間，可以提取的特征有速度特征和彈道特征；td和tk之間為雷達(dá)2探測(cè)區(qū)間，ti和tl之間為雷達(dá)3探測(cè)區(qū)間，2個(gè)區(qū)間或存在交叉部分，如圖1中陰影部分所示。在整個(gè)導(dǎo)彈飛行過程中，可以獲取的雷達(dá)識(shí)別特征有雷達(dá)散射截面積(Radar Cross Section,RCS)、彈道特征、慣量比、質(zhì)阻比、微動(dòng)特征、一維像及二維像，由于雷達(dá)目標(biāo)相對(duì)位置變化以及裝備性能和特征獲取要求，不同識(shí)別特征獲取時(shí)間區(qū)間有差異。tl為進(jìn)行有效攔截的時(shí)刻，為簡(jiǎn)化研究程序，圖1僅設(shè)置了一個(gè)攔截點(diǎn)，然而在實(shí)際反導(dǎo)過程中可以設(shè)置多個(gè)攔截點(diǎn)，需要根據(jù)目標(biāo)特性和武器裝備性能制定攔截任務(wù)規(guī)劃。

3 基于STK的預(yù)警雷達(dá)識(shí)別任務(wù)流程推演設(shè)計(jì)

3.1 基于STK的預(yù)警雷達(dá)識(shí)別任務(wù)流程設(shè)計(jì)

STK(Satellite ToolKit)的可視化仿真技術(shù)具有較強(qiáng)的分析能力、形象的三維顯示以及良好的可擴(kuò)展性，在航空、航天領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。因此，筆者采用STK作為彈道導(dǎo)彈目標(biāo)的預(yù)警雷達(dá)識(shí)別任務(wù)流程推演設(shè)計(jì)平臺(tái)，圖2給出了基于STK的預(yù)警雷達(dá)識(shí)別任務(wù)流程。首先，依據(jù)作戰(zhàn)目的，編輯彈道導(dǎo)彈發(fā)點(diǎn)、落點(diǎn)以及彈道類型，產(chǎn)生典型場(chǎng)景下的彈道，或者從外部導(dǎo)入導(dǎo)彈數(shù)據(jù)，建立地方攻擊的場(chǎng)景；其次，依據(jù)實(shí)際要求，部署作戰(zhàn)實(shí)體，設(shè)定雷達(dá)的部署位置、觀察距離、覆蓋范圍、波束形式和寬度等主要參數(shù)，形成應(yīng)對(duì)作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)；最后，執(zhí)行仿真推演，分析識(shí)別任務(wù)流程是否滿足要求，滿足則結(jié)束，不滿足則對(duì)目標(biāo)、裝備等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，重新推演，直至滿足要求為止。

圖2 基于STK的預(yù)警雷達(dá)識(shí)別任務(wù)流程

3.2 典型場(chǎng)景下預(yù)警雷達(dá)識(shí)別任務(wù)流程推演設(shè)計(jì)

由于整個(gè)反導(dǎo)過程涉及裝備種類多樣，技術(shù)復(fù)雜，在進(jìn)行流程設(shè)計(jì)時(shí)需要多領(lǐng)域?qū)＜业挠行浜?，因此研究中無(wú)法有效進(jìn)行完整的識(shí)別任務(wù)流程設(shè)計(jì)。本文以典型的作戰(zhàn)場(chǎng)景為例，重點(diǎn)圍繞預(yù)警雷達(dá)設(shè)計(jì)識(shí)別任務(wù)流程。圖3為反導(dǎo)模式下雷達(dá)對(duì)彈道導(dǎo)彈目標(biāo)的探測(cè)場(chǎng)景。

圖3 反導(dǎo)模式下雷達(dá)對(duì)彈道導(dǎo)彈目標(biāo)的探測(cè)場(chǎng)景

3.2.1 彈道生成

由于彈道導(dǎo)彈的實(shí)際數(shù)據(jù)獲取困難，因此主要通過仿真獲取彈道數(shù)據(jù)。假設(shè)目標(biāo)發(fā)點(diǎn)為(-120,36)，落點(diǎn)為(118,34)，目標(biāo)采用標(biāo)準(zhǔn)彈道進(jìn)行突防，根據(jù)彈道方程仿真計(jì)算飛行的實(shí)時(shí)彈道，作為STK彈道生成的依據(jù)，圖4、5分別為彈道距地表高度和地心坐標(biāo)系下彈道軌跡。

圖4 彈道距地表高度

圖5 地心坐標(biāo)系下彈道軌跡

3.2.2 裝備部署及威力參數(shù)設(shè)置

如圖3所示，遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)部署位置為(164,42)，威力范圍在4 000 km；多功能相控陣?yán)走_(dá)部署位置為(137,47)，威力范圍在2 000 km；一維像距離作用范圍在1 400 km；二維像距離作用范圍在800 km。

3.2.3 裝備和特征作用時(shí)間分析

遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)主要搜索、跟蹤中段目標(biāo)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)導(dǎo)彈目標(biāo)735.67 s的探測(cè)時(shí)間，占整個(gè)飛行全程的29.6%。多功能相控陣?yán)走_(dá)對(duì)目標(biāo)探測(cè)時(shí)間為411.488 s，占整個(gè)飛行全程的16.6%；一維像對(duì)目標(biāo)作用時(shí)間為301.226 s，占整個(gè)飛行全程的16.6%；二維像對(duì)目標(biāo)作用時(shí)間為172.011 s，占整個(gè)飛行全程的7%。從總體上來(lái)說，2部預(yù)警裝備只能實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)46.2%的作用時(shí)間，時(shí)間約束性較強(qiáng)，留給決策者的時(shí)間有限，戰(zhàn)機(jī)稍縱即逝，這與防空作戰(zhàn)有著很大的差別。表1為通過STK仿真獲得的預(yù)警裝備在彈道導(dǎo)彈飛行段的作用時(shí)間，其中：RCS和彈道特征只要滿足彈道導(dǎo)彈跟蹤要求即可獲取，其作用時(shí)間和裝備的探測(cè)跟蹤時(shí)間一致；慣量比主要作用在飛行中段，其作用時(shí)間與裝備中段探測(cè)時(shí)間一致。

表1 預(yù)警裝備在彈道導(dǎo)彈飛行段的作用時(shí)間

需要說明的是：本文考慮的情況比較理想，假定已經(jīng)建立完備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和特征庫(kù)等，只要滿足獲取條件，即可用于識(shí)別；然而實(shí)際中目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)建立復(fù)雜，需要較長(zhǎng)時(shí)間的積累，因此部分特征不具備識(shí)別條件，在分析時(shí)可以不考慮。

3.2.4 微動(dòng)特征分析

通過式(1)計(jì)算雷達(dá)對(duì)導(dǎo)彈的微多普勒調(diào)制帶寬Bmd，將位于Bmax/2以上的區(qū)間作為微多普勒“易檢測(cè)段”。圖6為雷達(dá)對(duì)導(dǎo)彈的微多普勒調(diào)制帶寬隨時(shí)間變化曲線，可知：288.75～1 506.85 s和2 040.15～2 457.15 s兩個(gè)區(qū)間段為微多普勒“易檢測(cè)段”。由于第1個(gè)區(qū)間時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出多功能相控陣?yán)走_(dá)的威力范圍，因此應(yīng)將第2個(gè)區(qū)間與雷達(dá)探測(cè)區(qū)間重疊部分作為實(shí)際中的易檢測(cè)段。

圖6 微多普勒調(diào)制帶寬隨時(shí)間變化曲線

3.2.5 基于時(shí)間約束的彈道目標(biāo)雷達(dá)識(shí)別任務(wù)流程

根據(jù)上述特征分析結(jié)果，設(shè)計(jì)典型場(chǎng)景下彈道導(dǎo)彈目標(biāo)的雷達(dá)識(shí)別任務(wù)流程，如圖7所示，該流程充分反映了參與識(shí)別的裝備、作用時(shí)間范圍和不同特征作用區(qū)間等，詳細(xì)給出了何時(shí)采用何種裝備以及何種識(shí)別特征具備參與識(shí)別條件，為反導(dǎo)作戰(zhàn)目標(biāo)識(shí)別運(yùn)用提供了重要依據(jù)。其中：縱坐標(biāo)給出了參與識(shí)別裝備和可以提取的識(shí)別特征；為了凸顯多功能相控陣?yán)走_(dá)不同識(shí)別特征發(fā)揮作用時(shí)間的區(qū)別，橫坐標(biāo)上預(yù)警雷達(dá)和多功能相控陣?yán)走_(dá)的時(shí)間刻度沒有按照比例進(jìn)行設(shè)置。

圖7 典型場(chǎng)景下彈道導(dǎo)彈目標(biāo)的雷達(dá)識(shí)別任務(wù)流程

4 結(jié)論

筆者提出了一種基于時(shí)間約束的彈道導(dǎo)彈目標(biāo)識(shí)別任務(wù)流程設(shè)計(jì)方法，能夠?qū)ξ磥?lái)不同時(shí)間段的識(shí)別任務(wù)進(jìn)行有效規(guī)劃，為反導(dǎo)作戰(zhàn)目標(biāo)識(shí)別提供重要依據(jù)。然而本文的任務(wù)流程設(shè)計(jì)是基于體系作戰(zhàn)對(duì)反導(dǎo)全程參與識(shí)別的裝備、識(shí)別任務(wù)和識(shí)別特征等進(jìn)行的粗規(guī)劃，若要實(shí)現(xiàn)在裝備中自動(dòng)化執(zhí)行，從而減輕人為參與的負(fù)擔(dān)，還需在以下3個(gè)方面進(jìn)行深入研究：

1)反導(dǎo)時(shí)間有限，用于識(shí)別的時(shí)間更是有限，需要在戰(zhàn)前固化不同識(shí)別模式參數(shù)設(shè)計(jì)，戰(zhàn)時(shí)直接調(diào)用或微調(diào)即可。因此，需要明確任務(wù)流程中各特征下模式參數(shù)，如數(shù)據(jù)率、積累時(shí)間和信號(hào)形式等，確定具體場(chǎng)景下各模式消耗的時(shí)間資源，作為戰(zhàn)時(shí)調(diào)整的重要依據(jù)。

2)結(jié)合不同突防方式變化，設(shè)計(jì)基于時(shí)間序列的特征運(yùn)用流程，戰(zhàn)時(shí)直接根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)分析來(lái)選擇對(duì)應(yīng)的識(shí)別特征運(yùn)用流程，作為裝備順序執(zhí)行不同任務(wù)模式的依據(jù)。

3)識(shí)別方法的選擇直接影響目標(biāo)識(shí)別效果，而最優(yōu)的識(shí)別方法通常與具體的應(yīng)用場(chǎng)景、戰(zhàn)情緊密相連，因此需要結(jié)合具體場(chǎng)景，綜合考慮目標(biāo)先驗(yàn)信息多寡、目標(biāo)群復(fù)雜程度，選擇合適的識(shí)別方法和融合方法。

[1] 呂金建，丁建江，項(xiàng)清，等. 彈道導(dǎo)彈識(shí)別技術(shù)發(fā)展綜述[J].

探測(cè)與控制學(xué)報(bào)，2010，32(4):7-14.

[2] 高乾，周林，王森，等.彈道導(dǎo)彈中段目標(biāo)特性及識(shí)別綜述[J].裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，22(1):78-82.

[3] 馮德軍，陶華敏，王陽(yáng).基于結(jié)構(gòu)特征的彈道目標(biāo)雷達(dá)識(shí)別技術(shù)[J].航天電子對(duì)抗，2012，28(2):1-4.

[4] 沙基昌，毛赤龍，陳超.戰(zhàn)爭(zhēng)設(shè)計(jì)工程[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[5] 胡曉峰.戰(zhàn)爭(zhēng)工程論[M].北京：國(guó)防大學(xué)出版社,2013.

[6] 陳超，沙基昌，焦波，等.戰(zhàn)爭(zhēng)設(shè)計(jì)工程中多層次任務(wù)分解方法[J].火力與指揮控制，2009，34(2):24-27.

[7] 沙基昌，毛赤龍，吳永波，等.戰(zhàn)爭(zhēng)設(shè)計(jì)工程技術(shù)研究[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，2005(6): 66-70.

[8] 劉新建，毛赤龍.戰(zhàn)爭(zhēng)設(shè)計(jì)工程中從定量到定性反思方法[J].火力與指揮控制，2010，35(8):4-7.

[9] 劉新建，陳超，沙基昌.戰(zhàn)爭(zhēng)設(shè)計(jì)工程中定性定量相結(jié)合方法研究[J].數(shù)學(xué)實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2010，40(2):119-125.

[10] 馬梁，王雪松，李永禎，等.雷達(dá)部署對(duì)進(jìn)動(dòng)目標(biāo)微多普勒頻率的可測(cè)性分析[J].國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，33(2):54-59.

[11] 馬梁.彈道中段目標(biāo)微動(dòng)特性及綜合識(shí)別方法[D].長(zhǎng)沙：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué),2011.

[12] 李陸軍，丁建江，呂金建，等.彈道導(dǎo)彈目標(biāo)特性研究[J].飛航導(dǎo)彈，2015(6):34-39.

[13] 張平定，孫佳佳，童創(chuàng)明，等.彈道中段目標(biāo)雷達(dá)綜合識(shí)別研究[J].微波學(xué)報(bào)，2015，31(2):20-23.

[14] 鄭建成，王黨衛(wèi)，馬曉巖.兩種自旋彈頭ISAR成像方案性能的比較[J].現(xiàn)代雷達(dá)，2013，35(7):36-41.

[15] 馮德軍.彈道中段目標(biāo)雷達(dá)識(shí)別與評(píng)估研究[D].長(zhǎng)沙：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2006.

(責(zé)任編輯: 尚彩娟)

Design Method of Ballistic Missile Target Identification Task Process Based on Time Constraint

LI Lu-jun1,2， DING Jian-jiang1， Lü Jin-jian1， MA Liang1， ZHAO Long-hua3

(1. Academy of Air Force Early Warning, Wuhan 430019, China； 2. Troop No.93975 of PLA, Urumqi 830000, China；3. Troop No.95269 of PLA, Guangzhou 510000, China)

Based on specialties of ballistic missile target and characteristics of early warning equipment, a design method of ballistic missile target identification task process based on time constraint is proposed. Firstly，from three aspects of ballistic missile target properties, early warning equipment performance, and intercept weapon performance, time constraint of anti-missile process is analyzed. Then, design principles of identification task process are given, constraint conditions of micro-motion feature and imaging feature are analyzed. Based on that, design method of ballistic missile target identification task process is given. Finally, a design procedure of early warning radar identification task process based on STK (Satellite ToolKit) is given, and the radar identification process in typical combat scene is designed. The study shows that the task process design method has time constraint characteristic, and can be used for tactics design of anti-missile combat.

time constraint; target identification; identification feature; task process; STK

1672-1497(2017)02-0068-06

2016-10-26

國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61401503，61602506)； 中國(guó)博士后基金資助項(xiàng)目(20110491889)； 全軍軍事類研究生資助課題

李陸軍(1986-)，男，博士研究生。

TJ761.3

A

10.3969/j.issn.1672-1497.2017.02.015