基于全分布式處理的統(tǒng)一態(tài)勢(shì)生成技術(shù)研究

梁　健，陳晧暉

(1.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所，河北 石家莊 050081；

2.總參陸航部裝備發(fā)展辦公室，北京 100012)

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基于全分布式處理的統(tǒng)一態(tài)勢(shì)生成技術(shù)研究

梁健1，陳晧暉2

(1.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所，河北 石家莊 050081；

2.總參陸航部裝備發(fā)展辦公室，北京 100012)

摘要戰(zhàn)場(chǎng)信息共享作為聯(lián)合作戰(zhàn)指揮的必要前提，發(fā)揮著極其重要的作用。簡(jiǎn)要介紹了統(tǒng)一態(tài)勢(shì)的軍事需求，分析了傳統(tǒng)處理方法的不足，提出了統(tǒng)一態(tài)勢(shì)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，即全分布式信息融合、統(tǒng)一態(tài)勢(shì)標(biāo)繪和統(tǒng)一情報(bào)分發(fā)數(shù)據(jù)鏈，并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，分析了工程應(yīng)用中的具體問題和解決方法。通過一個(gè)指控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，介紹了全分布式統(tǒng)一態(tài)勢(shì)生成技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞統(tǒng)一態(tài)勢(shì)；信息融合；態(tài)勢(shì)標(biāo)繪；全分布式處理

0引言

態(tài)勢(shì)是指戰(zhàn)場(chǎng)空間中兵力分布和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的當(dāng)前狀態(tài)及發(fā)展變化趨勢(shì)[1]。隨著“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”概念的提出和近幾場(chǎng)局部戰(zhàn)爭(zhēng)的實(shí)踐，統(tǒng)一態(tài)勢(shì)成為多軍兵種聯(lián)合或合同作戰(zhàn)指揮的“核心”，是指揮員統(tǒng)攬全局、知己知彼的保證。通過戰(zhàn)場(chǎng)信息共享，確定統(tǒng)一敵情、我情，使得不受地點(diǎn)約束，聯(lián)指及軍兵種指揮員能夠看到的和理解的是一致的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，包括作戰(zhàn)目標(biāo)的地理位置、身份信息、屬性特征和友鄰協(xié)同作戰(zhàn)部隊(duì)的狀態(tài)等以及可能的發(fā)展變化趨勢(shì)，這樣才能保證聯(lián)合作戰(zhàn)資源合理分配、無縫指揮交接及準(zhǔn)確的任務(wù)協(xié)同，還能夠避免友軍之間相互干擾和誤傷。傳統(tǒng)的集中式或傳感器級(jí)處理結(jié)構(gòu)為多源信息最終聚集到一個(gè)中心進(jìn)行處理，已經(jīng)不適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多節(jié)點(diǎn)信息交互、功能協(xié)同的要求。本文分析了基于全分布式處理的統(tǒng)一態(tài)勢(shì)生成技術(shù)，相對(duì)傳統(tǒng)處理方式具有分散處理壓力、信息共享快、航跡質(zhì)量好和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

1分布式多源融合技術(shù)

戰(zhàn)場(chǎng)信息實(shí)現(xiàn)共享，并不是簡(jiǎn)單的信息疊加，必須通過數(shù)據(jù)融合形成統(tǒng)一態(tài)勢(shì)。要實(shí)現(xiàn)陸?？仗祀姳舜碎g不同屬性的信息匯集、去除矛盾、相互印證，彌補(bǔ)單一來源、單一平臺(tái)情報(bào)信息的不完整、不精確和不確定，最大限度地運(yùn)用已掌握的信息，提高情報(bào)信息的質(zhì)量和識(shí)別準(zhǔn)確度，其核心技術(shù)是多源、多平臺(tái)、異構(gòu)信源的情報(bào)信息融合。

1.1數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式

典型多源融合系統(tǒng)有以下幾種結(jié)構(gòu)：

① 集中式方法或“中心級(jí)融合”方法[2-4]。如圖1所示，融合系統(tǒng)中各源只獲取檢測(cè)信息，將分布式網(wǎng)絡(luò)上各傳感器跟蹤數(shù)據(jù)全部送到中心處理器，在那里只保持一個(gè)主軌跡文件，這條軌跡不斷由各個(gè)源的數(shù)據(jù)更新。

此類系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是信息損失小，集中處理、錯(cuò)誤關(guān)聯(lián)的機(jī)會(huì)低，可以產(chǎn)生更高質(zhì)量的軌跡和更精密的跟蹤。但這樣傳送的數(shù)據(jù)量大，要求通信容量大、成本高，同時(shí)要求中心處理器有較強(qiáng)的計(jì)算能力。這種方法的可靠性不高，因?yàn)橹行牡膯蝹€(gè)處理器成為系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。

圖1　中心級(jí)處理

② 分布式或傳感器級(jí)跟蹤。如圖 2所示，融合系統(tǒng)中各傳感器不僅獲取檢測(cè)信息，同時(shí)每個(gè)傳感器跟蹤所得到的觀測(cè)數(shù)據(jù)形成它自己的軌跡文件，然后將這些本地的軌跡送到中心處理器，在那里進(jìn)行軌跡與軌跡的融合，最后形成一個(gè)中心的軌跡文件。

圖2　傳感器級(jí)跟蹤

此類系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是通信開銷很小，但信息損失相對(duì)大。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是分散了計(jì)算負(fù)擔(dān)，大大降低了融合中心的計(jì)算負(fù)擔(dān)[5]，又因?yàn)閭魉蛡鞲衅骷?jí)軌跡的頻率要低得多，所以通信負(fù)擔(dān)也降低了。這種分級(jí)式跟蹤提高了系統(tǒng)的生存能力，一個(gè)傳感器出問題，對(duì)其他傳感器軌跡影響不大。但是融合處理中心對(duì)于多源情報(bào)匯集處理難度壓力仍然較大，系統(tǒng)用戶對(duì)于融合處理中心依賴嚴(yán)重。

1.2全分布式數(shù)據(jù)融合技術(shù)

在聯(lián)合合同作戰(zhàn)中，統(tǒng)一態(tài)勢(shì)是基礎(chǔ)，多源信息融合由參與系統(tǒng)的各處理節(jié)點(diǎn)分布處理、共同完成[6]。它不同于傳統(tǒng)的集中式處理和分級(jí)式的分布式或傳感器級(jí)數(shù)據(jù)處理方法，實(shí)現(xiàn)了融合網(wǎng)絡(luò)中諸節(jié)點(diǎn)之間在信息和功能上的完全相互支撐[7]。它要求網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)必須嚴(yán)格執(zhí)行協(xié)調(diào)一致的目標(biāo)報(bào)告職責(zé)和統(tǒng)一的航跡處理規(guī)則來實(shí)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。參與用戶“各獻(xiàn)所知，各取所需”，通過分布式處理，完成本級(jí)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)與全網(wǎng)目標(biāo)的融合。此結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)點(diǎn)：分散了集中處理的計(jì)算壓力和網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力，保證了態(tài)勢(shì)信息的實(shí)時(shí)性；分布各節(jié)點(diǎn)融合策略一致性，保證了航跡處理質(zhì)量；系統(tǒng)用戶對(duì)態(tài)勢(shì)的獲取不依賴于唯一的處理中心，提高了系統(tǒng)的可靠性。

圖3　全分布式融合處理

1.3分布節(jié)點(diǎn)的融合處理策略

1.3.1報(bào)告職責(zé)

報(bào)告責(zé)任用來保證網(wǎng)絡(luò)上報(bào)告的目標(biāo)航跡只來自于擁有最優(yōu)目標(biāo)位置數(shù)據(jù)的單元，報(bào)告職責(zé)由首先發(fā)現(xiàn)或起始航跡的節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)，并遵循統(tǒng)一編批原則，應(yīng)從系統(tǒng)統(tǒng)一分配給該節(jié)點(diǎn)的目標(biāo)編識(shí)號(hào)段中為目標(biāo)航跡指定標(biāo)識(shí)。如果某節(jié)點(diǎn)持有的本地航跡質(zhì)量比從網(wǎng)絡(luò)上收到的其他來源航跡質(zhì)量高，則該節(jié)點(diǎn)承擔(dān)公共航跡報(bào)告職責(zé)，如果某節(jié)點(diǎn)持有本地航跡但是持續(xù)一段時(shí)間未收到統(tǒng)一航跡報(bào)告，則該節(jié)點(diǎn)也承擔(dān)統(tǒng)一航跡報(bào)告職責(zé)。

本級(jí)節(jié)點(diǎn)應(yīng)該僅把自己具有報(bào)告職責(zé)的目標(biāo)(即本地傳感器發(fā)現(xiàn)的目標(biāo))分發(fā)參與全網(wǎng)統(tǒng)一航跡生成，不應(yīng)隨意向網(wǎng)絡(luò)分發(fā)不是自己發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)航跡，一方面可能會(huì)因?yàn)榕c其他來源報(bào)告冗余增加節(jié)點(diǎn)融合處理工作量，一方面節(jié)點(diǎn)融合處理統(tǒng)批再返回也會(huì)增加本級(jí)節(jié)點(diǎn)信息處理量。

采用報(bào)告節(jié)點(diǎn)的編號(hào)來標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)上目標(biāo)航跡的數(shù)據(jù)來源。對(duì)于動(dòng)態(tài)航跡，時(shí)空對(duì)準(zhǔn)是必須的，因此航跡點(diǎn)跡報(bào)告應(yīng)帶有時(shí)間戳，可以使用絕對(duì)時(shí)間或相對(duì)時(shí)間，前提是全系統(tǒng)進(jìn)行校時(shí)。具有報(bào)告職責(zé)的節(jié)點(diǎn)應(yīng)提供數(shù)據(jù)源的可靠性、探測(cè)精度信息，或者報(bào)告航跡質(zhì)量，目的是為該航跡的使用部門在進(jìn)行武器參數(shù)裝訂時(shí)提供參考。

關(guān)于數(shù)據(jù)校準(zhǔn)，可通過如下3種方法：

① 地理位置校準(zhǔn)。通過定位設(shè)備或相對(duì)導(dǎo)航定位方法確定本級(jí)節(jié)點(diǎn)自身的精確位置，并進(jìn)行周期性調(diào)整[8]。

② 本地傳感器校準(zhǔn)。周期監(jiān)視遠(yuǎn)端單元，通過比較合作目標(biāo)報(bào)告的遠(yuǎn)端單元位置和本地傳感器探測(cè)得到的遠(yuǎn)端單元位置，計(jì)算出校正變量，并將計(jì)算出的這些校正變量加到本地傳感器的數(shù)據(jù)上，用于補(bǔ)償傳感器的校準(zhǔn)差；另外傳感器注冊(cè)也可以通過比較遠(yuǎn)端單元報(bào)告的遠(yuǎn)端優(yōu)質(zhì)航跡和本地傳感器獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行。

③遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)參與單元誤差。通過比較從某個(gè)選定的遠(yuǎn)端參與單元收到的遠(yuǎn)端航跡和本地?cái)?shù)據(jù)，確定誤差修正值，然后利用修正值修正該遠(yuǎn)端傳感器誤差，從而修正自該參與單元收到的目標(biāo)航跡位置數(shù)據(jù)。

1.3.2統(tǒng)一標(biāo)識(shí)原則

在信息傳輸處理過程中，應(yīng)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行唯一識(shí)別編號(hào)。為避免目標(biāo)編號(hào)沖突，各節(jié)點(diǎn)應(yīng)劃分號(hào)段使用目標(biāo)編號(hào)。

每個(gè)節(jié)點(diǎn)應(yīng)確保不使用相同的編號(hào)報(bào)告2個(gè)不同的目標(biāo)航跡，不分配多個(gè)編號(hào)給同一個(gè)航跡。各節(jié)點(diǎn)還可以建立自己的標(biāo)準(zhǔn)，用于航跡初始化、編號(hào)分配及批號(hào)與目標(biāo)編號(hào)的關(guān)聯(lián)映射處理，并使用編號(hào)在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行報(bào)告。具有報(bào)告職責(zé)的節(jié)點(diǎn)應(yīng)負(fù)責(zé)對(duì)編號(hào)進(jìn)行說明，一旦分配某個(gè)編號(hào)用于報(bào)告戰(zhàn)術(shù)信息，不管是哪個(gè)節(jié)點(diǎn)報(bào)告的，只要該航跡的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中報(bào)告，該編號(hào)將一直與該航跡的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。節(jié)點(diǎn)應(yīng)從劃分給自己的號(hào)段中，按順序分配使用可用的編號(hào)。當(dāng)目標(biāo)消失后應(yīng)及時(shí)釋放占用的編號(hào)，以保證本節(jié)點(diǎn)編號(hào)達(dá)到最大允許值后再次利用。

1.3.3航跡一致性原則

航跡一致性原則包括：

① 合作目標(biāo)飛行航跡報(bào)告與監(jiān)視目標(biāo)航跡關(guān)聯(lián)綜合。由于合作目標(biāo)運(yùn)動(dòng)航跡也會(huì)被我方傳感器(本地傳感器和遠(yuǎn)方傳感器)發(fā)現(xiàn)，會(huì)造成目標(biāo)主動(dòng)報(bào)告與傳感器報(bào)告的冗余，因此需要進(jìn)行航跡關(guān)聯(lián)去重。關(guān)聯(lián)成功后應(yīng)保留唯一目標(biāo)航跡號(hào)以去除網(wǎng)絡(luò)上冗余航跡信息，并將航跡信息保存到本地航跡記錄中。

② 本級(jí)報(bào)告的監(jiān)視目標(biāo)與統(tǒng)一態(tài)勢(shì)目標(biāo)關(guān)聯(lián)綜合。 本地傳感器發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)與統(tǒng)一發(fā)布態(tài)勢(shì)目標(biāo)進(jìn)行融合，與統(tǒng)一態(tài)勢(shì)相關(guān)的目標(biāo)不在網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行報(bào)告，同時(shí)記錄其關(guān)聯(lián)關(guān)系，維護(hù)批號(hào)對(duì)照表；不相關(guān)目標(biāo)統(tǒng)一編批后再進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分發(fā)；同樣記錄本地編號(hào)與統(tǒng)一態(tài)勢(shì)批號(hào)對(duì)照關(guān)系。

③ 統(tǒng)一態(tài)勢(shì)與本地其他來源態(tài)勢(shì)融合。本級(jí)節(jié)點(diǎn)接收網(wǎng)絡(luò)分發(fā)的統(tǒng)一態(tài)勢(shì)目標(biāo)后，與本地其他來源綜合情報(bào)進(jìn)行航跡融合(可按本地編批規(guī)則編批)，識(shí)別其關(guān)聯(lián)關(guān)系，如本級(jí)綜合航跡與全網(wǎng)統(tǒng)一航跡相關(guān)則通知本級(jí)各應(yīng)用部位，在目標(biāo)標(biāo)牌顯示中增加顯示統(tǒng)一目標(biāo)編號(hào)。

各分布節(jié)點(diǎn)應(yīng)及時(shí)將目標(biāo)航跡相關(guān)信息進(jìn)行交互以減少全網(wǎng)信息報(bào)告的冗余。

1.3.4航跡統(tǒng)一管理原則

態(tài)勢(shì)是動(dòng)態(tài)變化的，因此各節(jié)點(diǎn)應(yīng)及時(shí)響應(yīng)航跡管理命令，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)消失、合批、分批、改批和糾批，以及時(shí)反映態(tài)勢(shì)變化，例如空情分鐘級(jí)不更新應(yīng)及時(shí)刪除。應(yīng)該為本地局部航跡和全局統(tǒng)一態(tài)勢(shì)航跡設(shè)置不同的消批時(shí)間，因?yàn)楸镜匕l(fā)現(xiàn)的航跡往往需要通過多個(gè)周期的連續(xù)跟蹤檢驗(yàn)以確認(rèn)目標(biāo)，而統(tǒng)一態(tài)勢(shì)目標(biāo)具有較高置信度。

通過本地報(bào)告與網(wǎng)絡(luò)中統(tǒng)一態(tài)勢(shì)的融合，保證全網(wǎng)態(tài)勢(shì)的一致性，并盡量避免目標(biāo)航跡重名多名沖突現(xiàn)象。一旦發(fā)現(xiàn)沖突應(yīng)以目標(biāo)航跡相關(guān)命令進(jìn)行全網(wǎng)通報(bào)。

航跡管理應(yīng)以自動(dòng)處理為主，人工處理為輔，通過人工干預(yù)修正自動(dòng)處理的問題。

1.3.5作戰(zhàn)信息的按需分發(fā)規(guī)則

由于網(wǎng)絡(luò)中大量目標(biāo)航跡情報(bào)近實(shí)時(shí)傳輸以實(shí)現(xiàn)信息快速共享，但各用戶可能不需要全部的信息，因此各節(jié)點(diǎn)應(yīng)具有篩選過濾功能，以滿足不同用戶的對(duì)不同區(qū)域、不同類型的目標(biāo)態(tài)勢(shì)的需求。通常可按陸?？疹悇e、敵我、型號(hào)和地理范圍等進(jìn)行篩選?？煞譃楸镜剡^濾和遠(yuǎn)端過濾，可以為遠(yuǎn)端任務(wù)平臺(tái)進(jìn)行信息過濾，也可以根據(jù)任務(wù)用戶需求對(duì)本地使用信息進(jìn)行過濾，以實(shí)現(xiàn)信息按需分發(fā)并減輕信道傳輸壓力。

2統(tǒng)一態(tài)勢(shì)展現(xiàn)規(guī)則

態(tài)勢(shì)的可視化形式是態(tài)勢(shì)圖，該圖由底圖及在底圖上標(biāo)繪的描述各態(tài)勢(shì)元素信息的一系列軍標(biāo)隊(duì)列符號(hào)覆蓋層構(gòu)成[1]。態(tài)勢(shì)圖的本質(zhì)是用圖形描述的數(shù)據(jù)。要實(shí)現(xiàn)各類相關(guān)人員共享的態(tài)勢(shì)感知作戰(zhàn)圖像一致，做到“一圖抵千言”，必須對(duì)態(tài)勢(shì)表現(xiàn)的方法進(jìn)行規(guī)范化統(tǒng)一要求。

2.1統(tǒng)一軍標(biāo)標(biāo)繪要求

全系統(tǒng)應(yīng)對(duì)態(tài)勢(shì)標(biāo)繪使用的軍標(biāo)形狀、顏色、大小、方向和顯示方式等進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范，以保證態(tài)勢(shì)顯示效果的一致性和表達(dá)含義的確定性。例如使用統(tǒng)一的顏色標(biāo)識(shí)敵我友，對(duì)特定事件用紅色進(jìn)行標(biāo)繪，重點(diǎn)關(guān)注目標(biāo)出現(xiàn)大機(jī)動(dòng)事件通過軍標(biāo)閃爍進(jìn)行用戶提示等，以保證各級(jí)不同地點(diǎn)的用戶看到的和理解的態(tài)勢(shì)沒有二義性。

2.2目標(biāo)/航跡顯示要求

動(dòng)目標(biāo)標(biāo)牌應(yīng)采用可拖動(dòng)方式顯示其目標(biāo)編號(hào)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和來源等信息，應(yīng)提供簡(jiǎn)標(biāo)牌、全標(biāo)牌和定制標(biāo)牌等，以保持目標(biāo)批量較大時(shí)態(tài)勢(shì)視圖直觀、簡(jiǎn)潔、清晰；提供圖上目標(biāo)的基礎(chǔ)資料關(guān)聯(lián)查詢顯示功能；提供重點(diǎn)目標(biāo)列表顯示功能；運(yùn)動(dòng)目標(biāo)應(yīng)提供全航跡和部分航跡顯示功能，支持航跡拖尾用點(diǎn)和線不同方式顯示，以更好滿足用戶對(duì)于全程監(jiān)視和當(dāng)前態(tài)勢(shì)的認(rèn)知的需求。

2.3專題態(tài)勢(shì)視圖定制要求

面向戰(zhàn)役指揮、戰(zhàn)術(shù)決策等不同應(yīng)用，會(huì)產(chǎn)生不同的態(tài)勢(shì)圖。應(yīng)用于戰(zhàn)術(shù)層次的共用戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖按其支持功能分為戰(zhàn)術(shù)級(jí)態(tài)勢(shì)圖和武器級(jí)態(tài)勢(shì)圖2個(gè)層次[9]。由于關(guān)注重點(diǎn)不同，用戶可按多種視圖進(jìn)行全局態(tài)勢(shì)和局部態(tài)勢(shì)定制，比如敵情態(tài)勢(shì)圖、包含交戰(zhàn)各方空、地、水動(dòng)態(tài)和靜態(tài)目標(biāo)當(dāng)前位置、可能的機(jī)動(dòng)、部隊(duì)部署及行動(dòng)的作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)圖等，還可針對(duì)重點(diǎn)關(guān)注目標(biāo)、熱點(diǎn)關(guān)注區(qū)域等生成專題態(tài)勢(shì)圖，以滿足不同用戶不同任務(wù)的需求。

3支持戰(zhàn)術(shù)級(jí)應(yīng)用的專用數(shù)據(jù)鏈

準(zhǔn)確的態(tài)勢(shì)必須要從傳感器快速分發(fā)到指控系統(tǒng)和武器平臺(tái)，才能夠充分發(fā)揮對(duì)作戰(zhàn)的保障作用，才能將信息優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為決策優(yōu)勢(shì)和火力優(yōu)勢(shì)。全分布式融合系統(tǒng)的效能與其依賴的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)歉髌脚_(tái)數(shù)據(jù)融合節(jié)點(diǎn)之間快速交換傳感器數(shù)據(jù)的主要手段[10,11]。

戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)怯糜趥鬏敊C(jī)器可讀的戰(zhàn)術(shù)數(shù)字信息的標(biāo)準(zhǔn)通信鏈路。戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈通過單一網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和多種通信媒體，將2個(gè)或多個(gè)指控或武器系統(tǒng)連接在一起，從而進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)信息的交換。與一般的通信系統(tǒng)不同，數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸?shù)闹饕畔⑹菍?shí)時(shí)的格式化作戰(zhàn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)鏈具有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)：信息傳輸實(shí)時(shí)性、信息傳輸可靠性、信息傳輸安全性、信息格式一致性、通信協(xié)議有效性和系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)化。這樣才能充分利用共享信息探測(cè)感知優(yōu)勢(shì)，使得對(duì)目標(biāo)進(jìn)行“發(fā)現(xiàn)—鎖定—跟蹤—攻擊—評(píng)估”這一攻擊鏈縮得盡可能短。

4全分布式融合系統(tǒng)應(yīng)用

以英國(guó)Mk2A-AEW海王預(yù)警直升機(jī)系統(tǒng)為例說明全分布式融合處理應(yīng)用。該機(jī)加裝了監(jiān)視雷達(dá)、敵我識(shí)別詢問/應(yīng)答機(jī)等，可利用Link16號(hào)數(shù)據(jù)鏈與網(wǎng)內(nèi)其他用戶及聯(lián)軍“阿帕奇”等攻擊平臺(tái)實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)信息共享，并可引導(dǎo)6架飛機(jī)對(duì)空中目標(biāo)實(shí)施截?fù)簟Ｒ缘孛嬷笓]中心和預(yù)警直升機(jī)協(xié)同指揮聯(lián)軍飛行編隊(duì)對(duì)敵方空中目標(biāo)進(jìn)行截?fù)魹槔?，來分析各階段態(tài)勢(shì)生成與共享的過程。

地面指揮中心、預(yù)警直升機(jī)及飛行編隊(duì)構(gòu)成了一個(gè)全分布式三級(jí)融合結(jié)構(gòu)，融合結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4　系統(tǒng)融合結(jié)構(gòu)

地面指揮中心節(jié)點(diǎn)融合功能：接收來自地面多個(gè)信息源以及預(yù)警直升機(jī)、作戰(zhàn)編隊(duì)報(bào)告的空情，生成廣域空中態(tài)勢(shì)；向空中平臺(tái)廣播態(tài)勢(shì)；出航階段指揮引導(dǎo)所有空中平臺(tái)，進(jìn)入作戰(zhàn)空域后向預(yù)警機(jī)移交編隊(duì)指揮權(quán)，監(jiān)控編隊(duì)作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)。

預(yù)警直升機(jī)節(jié)點(diǎn)融合功能：自身攜帶的雷達(dá)、ESM和IFF等多傳感器探測(cè)信息進(jìn)行一次融合，生成機(jī)載局部航跡，獲得目標(biāo)屬性信息；與接收的地面指揮中心以及編隊(duì)報(bào)告目標(biāo)航跡進(jìn)行二次融合，生成空戰(zhàn)區(qū)域全局空情態(tài)勢(shì)并進(jìn)行威脅分析；通過空地鏈路向地面指揮中心報(bào)告空中態(tài)勢(shì)，使預(yù)警直升機(jī)全局態(tài)勢(shì)與地面指揮中心廣域態(tài)勢(shì)一致，通過空空鏈路對(duì)編隊(duì)進(jìn)行態(tài)勢(shì)分發(fā)和威脅告警，使其掌握全局態(tài)勢(shì)，從而使得空地、空空態(tài)勢(shì)保持一致；通過空空鏈路為編隊(duì)各機(jī)合理分配攔截目標(biāo)和進(jìn)行引導(dǎo)解算提供支持。

編隊(duì)各機(jī)融合功能：出航階段，編隊(duì)長(zhǎng)機(jī)和僚機(jī)接受地面指揮中心指揮，接收地面指揮中心和空中預(yù)警直升機(jī)分發(fā)的空情態(tài)勢(shì)；空戰(zhàn)階段，指揮權(quán)移交空中預(yù)警直升機(jī)，預(yù)警直升機(jī)分配目標(biāo)或者長(zhǎng)機(jī)為僚機(jī)分配目標(biāo)；各機(jī)通過本機(jī)觀瞄或雷達(dá)搜索標(biāo)定目標(biāo)生成局部航跡，并向預(yù)警直升機(jī)報(bào)告，接收預(yù)警直升機(jī)分發(fā)的目標(biāo)指示消息，進(jìn)行關(guān)聯(lián)處理以確定鎖定目標(biāo)是否為分配攔截的目標(biāo)。

地空指揮機(jī)構(gòu)態(tài)勢(shì)和作戰(zhàn)平臺(tái)綜顯畫面顯示遵循統(tǒng)一標(biāo)繪要求，使用相同軍標(biāo)、顏色等對(duì)目標(biāo)及其行動(dòng)進(jìn)行繪制，以保持指揮員和飛行員對(duì)于態(tài)勢(shì)理解的相對(duì)一致性。

戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)一致性分析：

① 作戰(zhàn)編隊(duì)局部航跡與空中預(yù)警直升機(jī)全局航跡一致。預(yù)警直升機(jī)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后對(duì)作戰(zhàn)編隊(duì)進(jìn)行目標(biāo)指示，作戰(zhàn)飛機(jī)利用機(jī)載觀瞄或雷達(dá)搜索發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后生成局部航跡并向預(yù)警直升機(jī)報(bào)告，預(yù)警直升機(jī)將其與自身傳感器探測(cè)的目標(biāo)局部航跡進(jìn)行關(guān)聯(lián)、融合，以生成預(yù)警直升機(jī)的全局航跡，并將關(guān)聯(lián)融合結(jié)果反饋?zhàn)鲬?zhàn)飛機(jī)，從而保持了態(tài)勢(shì)一致性。

② 地面指揮中心、預(yù)警直升機(jī)和飛行編隊(duì)作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)一致。空地、空空各平臺(tái)之間因?yàn)樽鲬?zhàn)信息的分發(fā)、融合處理及融合結(jié)果交互實(shí)現(xiàn)了敵方目標(biāo)航跡以及屬性信息共享，通過統(tǒng)一標(biāo)繪原則實(shí)現(xiàn)了敵方態(tài)勢(shì)展現(xiàn)一致，疊加己方平臺(tái)飛行航跡和指揮關(guān)系后實(shí)現(xiàn)了作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)的一致。

5結(jié)束語

全分布式融合處理面臨幾方面的挑戰(zhàn)，包括接入的情報(bào)信源多，來自陸?？仗祀姸喾N傳感器，種類繁多，數(shù)據(jù)量大，情報(bào)處理差異性大[12]；多節(jié)點(diǎn)輸入信息差異較大造成傳統(tǒng)算法不適應(yīng)；節(jié)點(diǎn)信息共用造成后續(xù)節(jié)點(diǎn)信息冗余；后續(xù)節(jié)點(diǎn)估計(jì)和噪聲受共用節(jié)點(diǎn)多次影響等等。還需要從消除信息冗余、濾除共用信息節(jié)點(diǎn)估計(jì)和噪聲對(duì)后續(xù)節(jié)點(diǎn)多次影響、尋求多源大差異信息的柔性融合方法等方面入手進(jìn)行研究解決。

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梁健女，(1976—)，高級(jí)工程師。主要研究方向：信息處理。

陳晧暉男，(1974—)，高級(jí)工程師。主要研究方向：指揮自動(dòng)化和裝備定型。

引用格式：梁健,陳晧暉.基于全分布式處理的統(tǒng)一態(tài)勢(shì)生成技術(shù)研究[J].無線電工程,2016,46(1):12-15,24.

Research on Uniform Situation Generation Technology

Based on Full Distributed Processing

LIANG Jian1,CHEN Hao-hui2

(1.The54thResearchInstituteofCETC,ShijiazhuangHebei050081,China;

2.EquipmentDevelopmentOfficeofArmyAviation,PLAGeneralStaffHeadquarters,Beijing100012,China)

AbstractAs the basis for Joint Operation Command,battlefield information sharing plays a very important role.This paper briefs readers on the military demands on uniform situation,analyses the demerits of traditional processing methods,and then brings forward the key technologiesto achieve uniform situation:full distributed information fusion,uniform situation plotting and uniform information distribution data link.With project experience combined,the paper analyses problems in engineering applications and the correspondent solutions.Finally,the practical application of theuniform situation generation technology based on full distributed processing is introduced through a Command and Control system.

Key wordsuniform situation;information fusion;situation plotting;full distributed processingg

作者簡(jiǎn)介

收稿日期：2015-10-14

中圖分類號(hào)E994

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1003-3106(2016)01-0012-04

doi:10.3969/j.issn.1003-3106.2016.01.03