靶場復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)方法研究

王國松+馬冬冬+劉宗福

摘要：在復(fù)雜電磁環(huán)境下開展電子裝備適應(yīng)性試驗(yàn)和基地化訓(xùn)練，電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)與運(yùn)用水平是檢驗(yàn)試驗(yàn)和訓(xùn)練效果的關(guān)鍵因素，目前靶場電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)與實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練需求相比還有差距，在構(gòu)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、理論體系和基礎(chǔ)研究上還有待加強(qiáng)。本文從復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)存在的問題和任務(wù)需求出發(fā)，開展復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)能力分析，提出復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)應(yīng)對策略及方法，為提升復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)的精細(xì)化水平提供參考。

關(guān)鍵詞：靶場；復(fù)雜電磁環(huán)境；構(gòu)設(shè)方法

中圖分類號：TN97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）11-0041-02

隨著裝備技術(shù)和信息化作戰(zhàn)樣式的發(fā)展，復(fù)雜電磁環(huán)境下裝備試驗(yàn)和部隊(duì)訓(xùn)練在靶場地位日益凸顯，在復(fù)雜電磁環(huán)境下開展電子裝備適應(yīng)性試驗(yàn)和基地化訓(xùn)練，電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)與運(yùn)用水平是檢驗(yàn)試驗(yàn)和訓(xùn)練效果的關(guān)鍵因素[1]。經(jīng)過多年的裝備建設(shè)，靶場已初步形成了構(gòu)建復(fù)雜電磁環(huán)境的能力，但隨著軍事訓(xùn)練任務(wù)拓展和被試訓(xùn)裝備性能提升，現(xiàn)有復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)條件和方法在精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化、體系化、專業(yè)化發(fā)展上還需進(jìn)一步提升。

1 當(dāng)前復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)存在的問題

靶場目前具備一定的復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)能力，可在一定區(qū)域構(gòu)設(shè)可調(diào)可控的雷達(dá)及通信信號背景環(huán)境、多種樣式的雷達(dá)和通信干擾環(huán)境、火控及末制導(dǎo)雷達(dá)等威脅環(huán)境，但隨著試訓(xùn)任務(wù)拓展和理論研究的深入，逐漸暴露出了一些復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)方面亟待解決的問題。

（1）構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)仍需探討。目前靶場電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)中雷達(dá)信號環(huán)境主要以電磁脈沖數(shù)量來描述，缺少電磁信號較為精細(xì)的構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)，如時、頻、能、空、極化、調(diào)制等域的標(biāo)準(zhǔn)，對被試訓(xùn)裝備有效接收帶寬內(nèi)的信號情況考慮不多。另外，在電磁環(huán)境的定量分級描述從不同的角度會有不同的方法，且每種描述方式也都有一定的局限性，經(jīng)過相關(guān)資料研究表明，電磁環(huán)境度量具有多種觀點(diǎn)和表述方式，迄今沒有定論，所以靶場復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)仍需進(jìn)一步研究探討。（2）理論體系不夠完善。復(fù)雜電磁環(huán)境理論體系是靶場試驗(yàn)、訓(xùn)練的基本理論依據(jù)和大綱，靶場所有工作均需圍繞該理論體系開展研究。理論體系應(yīng)該包括復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)成總體框架體系、關(guān)鍵技術(shù)體系、構(gòu)建過程體系、裝備映射體系等，不同體系縱橫交錯立體發(fā)展，相互促進(jìn)，融合生成，帶動靶場理論方法研究、工程技術(shù)研究、試訓(xùn)方法改進(jìn)、裝備建設(shè)論證等工作深入開展，逐漸形成標(biāo)準(zhǔn)化體系推廣應(yīng)用。（3）基礎(chǔ)研究有待加強(qiáng)。復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)需要大量基礎(chǔ)研究作支撐，地域海域空域電磁環(huán)境分布，水文氣象變化規(guī)律，地形地貌數(shù)據(jù)情況等均可以作為復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)基本依據(jù)，應(yīng)不斷搜集、分析、處理、歸納、提煉。其中，復(fù)雜電磁環(huán)境監(jiān)測作為評估構(gòu)建電磁環(huán)境的重要手段，因靶場監(jiān)測設(shè)備數(shù)量和站點(diǎn)布置受到保障條件制約，很難形成以任務(wù)為牽引開展環(huán)境監(jiān)測與部署，電磁環(huán)境監(jiān)測在任務(wù)準(zhǔn)備期規(guī)劃研究、監(jiān)測站部署研究、監(jiān)測信號分析利用等還有待加強(qiáng)。

2 構(gòu)建復(fù)雜電磁環(huán)境的必要性

美軍開展復(fù)雜電磁環(huán)境研究較早，現(xiàn)已規(guī)定所有武器系統(tǒng)必須經(jīng)過復(fù)雜電磁環(huán)境試驗(yàn)要求，在賓尼法尼亞州建有復(fù)雜電磁環(huán)境試驗(yàn)場，在歐文堡國家訓(xùn)練中心擁有一支約2500人的專業(yè)電子藍(lán)軍部隊(duì)。英國北海試驗(yàn)訓(xùn)練基地配備了先進(jìn)的“空戰(zhàn)情況分析與評估系統(tǒng)”，輪訓(xùn)部隊(duì)可以在這里進(jìn)行電子對抗、低空與中空作戰(zhàn)對抗、對地攻擊對抗等多種課目的對抗訓(xùn)練；在普格瓦綜合訓(xùn)練基地編有一支訓(xùn)練有素、裝備精良的“假想敵”部隊(duì)，基地配備了現(xiàn)代化的電子、光學(xué)對抗訓(xùn)練系統(tǒng)，輪訓(xùn)部隊(duì)可以與“假想敵”部隊(duì)進(jìn)行地面攻防作戰(zhàn)和電子對抗演練。另外，韓、日等國軍隊(duì)也都建立了成體系的訓(xùn)練靶場，這些國家軍隊(duì)的基地化訓(xùn)練已經(jīng)經(jīng)常化和制度化。

國內(nèi)各電子靶場都看到了復(fù)雜電磁環(huán)境建設(shè)的重要性，近年都在大力推進(jìn)復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)理論研究和裝備建設(shè)研究，初步建成了以電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)、監(jiān)測和威脅目標(biāo)模擬為主的電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)裝備體系，但在針對性和逼真度上，以及體系化、專業(yè)化發(fā)展上還存在較大差距。隨著靶場使命任務(wù)的深化和職能拓展，復(fù)雜電磁環(huán)境下的試驗(yàn)訓(xùn)練作為重要課題受到普遍重視。復(fù)雜電磁環(huán)境研究需要不斷跟蹤研究國內(nèi)外靶場和先進(jìn)武器裝備發(fā)展步伐，適時調(diào)整復(fù)雜電磁環(huán)境變量，更新數(shù)據(jù)庫，改進(jìn)構(gòu)建精度、類型、模式，加快理論研究步伐，讓理論研究成果繼續(xù)支撐復(fù)雜電磁環(huán)境試驗(yàn)訓(xùn)練場建設(shè)。

3 構(gòu)設(shè)方法研究

3.1 環(huán)境分級方法研究

當(dāng)前，電磁環(huán)境復(fù)雜程度的參量指標(biāo)有：環(huán)境噪聲電平、頻段占用度、時間占用度、空間覆蓋率、功率通量密度、信號場強(qiáng)、信號類型、頻譜密度、干擾場強(qiáng)、脈沖流密度、信號密度等，但通常都用頻譜占用度、時間占用度、空間覆蓋率來評判電磁環(huán)境的復(fù)雜程度等級[2]。

（1）頻譜占用度。在一定時間和空間范圍內(nèi)，電磁信號功率密度譜的平均值超過指定的電磁環(huán)境門限所占有的頻帶與作戰(zhàn)用頻范圍的比值，用FO表示。

（2）時間占有度。在一定的空間和頻率范圍內(nèi)，電磁環(huán)境的信號功率密度譜的平均值超過指定的電磁門限所占用的時間長度與作戰(zhàn)時間段的比值，用TO表示。

（3）空間覆蓋率。在一定時間和頻率范圍內(nèi)，電磁環(huán)境的信號功率密度譜的平均值超過指定的電磁環(huán)境門限S0所占用的空間范圍與作戰(zhàn)空間范圍的比值，用SO表示。

（4）電磁環(huán)境X。

X范圍為0-1，根據(jù)三個指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果，確定復(fù)雜度等級，即簡單復(fù)雜電磁環(huán)境、輕度復(fù)雜電磁環(huán)境、中度復(fù)雜電磁環(huán)境、重度復(fù)雜電磁環(huán)境。

3.2 環(huán)境構(gòu)設(shè)體系研究

復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)是基于裝備試驗(yàn)和部隊(duì)訓(xùn)練對復(fù)雜電磁環(huán)境的需求，體系化環(huán)境構(gòu)建應(yīng)同步考慮試訓(xùn)理論方法、裝備規(guī)劃論證和人員培養(yǎng)。電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)是復(fù)雜電磁環(huán)境下實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)，貫穿于訓(xùn)練籌劃、組織實(shí)施、動作協(xié)同、指揮導(dǎo)調(diào)、考核評估等關(guān)鍵過程[3]。大致可以分為以下九個步驟，過程框圖1所示。endprint

第一步：明確訓(xùn)練對象。首先確定電磁環(huán)境的作用對象，當(dāng)存在多個訓(xùn)練對象時，做最大化處理。第二步：確定訓(xùn)練對象電磁環(huán)境感應(yīng)能力。根據(jù)訓(xùn)練對象的性能指標(biāo)，分離出與電磁環(huán)境相關(guān)的響應(yīng)區(qū)間，包括時、頻、空、能量四域，進(jìn)而確定電磁環(huán)境的應(yīng)力范圍，為構(gòu)設(shè)電磁環(huán)境提供依據(jù)。第三步：構(gòu)設(shè)電磁環(huán)境態(tài)勢。根據(jù)訓(xùn)練對象對電磁環(huán)境的訓(xùn)練需求，構(gòu)設(shè)環(huán)境態(tài)勢，確定整個態(tài)勢電磁輻射源數(shù)量、信號參數(shù)、脈沖密度等，形成輻射源集合。第四步：電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)裝備任務(wù)資源分配。針對構(gòu)設(shè)的電磁環(huán)境態(tài)勢，根據(jù)保障裝備的實(shí)際能力，合理分配構(gòu)設(shè)要素。第五步：裝備合理布站。根據(jù)電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)態(tài)勢和裝設(shè)備保障能力，區(qū)分背景環(huán)境信號和威脅目標(biāo)信號，確定裝備布站方式。第六步：環(huán)境態(tài)勢控制策略。根據(jù)作戰(zhàn)進(jìn)程，制定環(huán)境態(tài)勢動態(tài)控制策略，支持輻射源參數(shù)修訂。第七步：生成電磁環(huán)境。按照實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練要求，根據(jù)戰(zhàn)斗進(jìn)程模擬生成復(fù)雜電磁信號環(huán)境，根據(jù)指揮導(dǎo)調(diào)進(jìn)行動態(tài)控制。第八步：監(jiān)測電磁環(huán)境。通過對生成的電磁環(huán)境指標(biāo)監(jiān)測，判斷是否滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，并反饋?zhàn)饔糜凇吧呻姶怒h(huán)境單元。第九步：評估電磁環(huán)境效應(yīng)。通過訓(xùn)練對象，監(jiān)測、采集和評判電磁環(huán)境作用情況，并反饋?zhàn)饔糜凇碍h(huán)境態(tài)勢控制策略”單元，為動態(tài)調(diào)整電磁環(huán)境應(yīng)力提供依據(jù)。

4 結(jié)語

復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)是一個不斷積累和探索的過程，應(yīng)按照體系方法，分級標(biāo)準(zhǔn)和基礎(chǔ)研究支撐環(huán)境構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化、系統(tǒng)化。本文從復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)存在的問題和任務(wù)需求出發(fā)，開展復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)能力分析，提出復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)應(yīng)對策略及方法，為提升復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)的精細(xì)化水平提供參考。

參考文獻(xiàn)

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Abstract：The development of electronic equipment adaptability test and training base in the complicated electromagnetic environment， electromagnetic environment construction and application level is a key factor in testing and training effect， the range of electromagnetic environment construction and combat training demand there is still a gap， in the construction of standard， theoretical system and basic research needs to be strengthened. Starting from the existing problems and task requirements of complex electromagnetic environment construction， this paper analyzes the complex electromagnetic environment configuration ability， and puts forward the coping strategies and methods of complex electromagnetic environment construction， so as to provide reference for improving the fine level of complex electromagnetic environment construction.

Key Words：range； complex electromagnetic environment； construction methodendprint