民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)在機(jī)載C2平臺(tái)上的應(yīng)用研究

霍 偉，崔繼先，王 昶

(中國(guó)電子科學(xué)研究院，北京 100041)

0 引 言

以預(yù)警機(jī)為代表的機(jī)載C2(command and control，指揮控制)平臺(tái)已成為現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)中的核心裝備。該類平臺(tái)一般具備情報(bào)探測(cè)、信息處理、指揮控制、信息傳輸、電子對(duì)抗等多種功能，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)監(jiān)視、目標(biāo)跟蹤識(shí)別、指揮作戰(zhàn)等多種作戰(zhàn)任務(wù)，同時(shí)在民用領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用。其中，全面、快速、準(zhǔn)確的獲取任務(wù)區(qū)域內(nèi)的多維目標(biāo)信息是機(jī)載C2平臺(tái)完成多種各類任務(wù)的基礎(chǔ)。目前，以空中、海面目標(biāo)監(jiān)視為代表的民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)已很成熟，能夠有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)的目標(biāo)的監(jiān)視與識(shí)別。機(jī)載C2平臺(tái)系統(tǒng)需充分接入、應(yīng)用民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)所能提供的目標(biāo)信息，支持機(jī)載C2平臺(tái)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)/任務(wù)目標(biāo)的綜合探測(cè)和識(shí)別，增強(qiáng)任務(wù)區(qū)域內(nèi)綜合態(tài)勢(shì)感知能力。

本文對(duì)主要的民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行分析，結(jié)合機(jī)載C2平臺(tái)的特點(diǎn)進(jìn)行民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)信息在機(jī)載C2平臺(tái)上的應(yīng)用研究，并對(duì)民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)在機(jī)載C2平臺(tái)上的應(yīng)用進(jìn)行進(jìn)一步探討。

1 民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)分析

機(jī)載C2平臺(tái)探測(cè)、識(shí)別的實(shí)體目標(biāo)按照空間位置可分為陸地目標(biāo)、海面目標(biāo)、空中目標(biāo)、空間目標(biāo)、水下目標(biāo)五類。對(duì)這五大類目標(biāo)中的民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)建立情況分析如下。

陸地目標(biāo)：陸地目標(biāo)包括固定目標(biāo)、移動(dòng)目標(biāo)兩類，陸地目標(biāo)范圍很廣，固定目標(biāo)、移動(dòng)目標(biāo)均未建立起成熟、完備的目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)。

海面目標(biāo)：海面目標(biāo)主要為各類民用船舶。其中，民用船舶已建立其完備的船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS-Automatic Identification System)，可對(duì)近岸、公海上的民用船舶進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)視、識(shí)別。

空中目標(biāo)：空中目標(biāo)主要為各類民用有人、無(wú)人飛機(jī)、浮空器等。其中，對(duì)于民航飛機(jī)已建立了廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)(ADS-B)，能夠?qū)γ窈綑C(jī)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)視、識(shí)別。

空間目標(biāo)：包括氣象、導(dǎo)航、遙感、偵察等各類衛(wèi)星，該類目標(biāo)在軌運(yùn)行，一般情況下位置固定，目前民用上尚無(wú)建立統(tǒng)一監(jiān)視系統(tǒng)的需求。

水下目標(biāo)：指水下航行器，主要為潛艇。目前民用上尚無(wú)建立統(tǒng)一監(jiān)視系統(tǒng)的需求。

綜上，在民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)上，空中目標(biāo)、海面目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)已建立完畢、成熟運(yùn)行，陸地、空間、水下目標(biāo)尚無(wú)完備的民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)。本文重點(diǎn)對(duì)空中目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)(ADS-B)、海面目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)(AIS)在機(jī)載C2平臺(tái)上的應(yīng)用進(jìn)行研究，并對(duì)其他目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)在機(jī)載C2平臺(tái)上的應(yīng)用進(jìn)行有針對(duì)性的探討。

2 應(yīng)用目的分析

戰(zhàn)場(chǎng)內(nèi)目標(biāo)包括合作目標(biāo)和非合作目標(biāo)兩類，合作目標(biāo)包括軍用合作目標(biāo)和民用合作目標(biāo)兩種，民用目標(biāo)的掌握是戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知的重要內(nèi)容之一，對(duì)民用目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)視、識(shí)別后，可降低軍用目標(biāo)和其他非合作目標(biāo)的監(jiān)視、識(shí)別難度。同時(shí)，軍用空中C2平臺(tái)也越來(lái)越多的承擔(dān)著各類非軍事活動(dòng)任務(wù)，民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)的應(yīng)用將會(huì)支持對(duì)任務(wù)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)情況的透徹掌握，支持各類非軍事活動(dòng)任務(wù)的完成。

機(jī)載C2平臺(tái)承擔(dān)著態(tài)勢(shì)感知、目標(biāo)識(shí)別、指揮協(xié)同等任務(wù)，空中目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)(ADS-B)、海面目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)(AIS)信息接入后，可支持在機(jī)載C2平臺(tái)上述任務(wù)的完成，主要應(yīng)用包括六大類，如表1所示。

表1 接入空、海目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)支持完成的任務(wù)

3 空中目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)在機(jī)載C2平臺(tái)上的應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)定位及原理

民用空中目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以民航機(jī)為主的空中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的監(jiān)視。廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視(ADS-B)基于GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和空-空、地-空數(shù)據(jù)鏈通信的航空器運(yùn)行監(jiān)視技術(shù)建立，經(jīng)國(guó)際航空組織的大力推進(jìn)，目前已經(jīng)被各航空公司廣泛采用。

ADS-B系統(tǒng)主要實(shí)施空對(duì)空監(jiān)視，裝備了ADS-B的飛機(jī)可通過(guò)數(shù)據(jù)鏈廣播其自身的精確位置和其它數(shù)據(jù)，提供的信息包括速度、高度及飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等。ADS-B接收機(jī)與外部空中交通管理系統(tǒng)、其它飛機(jī)的機(jī)載ADS-B結(jié)合起來(lái)，支持空地精確、實(shí)時(shí)的沖突信息的形成[1]。

ADS-B消息數(shù)據(jù)格式采用脈沖位置調(diào)制(PPM)編碼，消息傳輸波形如下：

圖1 ADS-B消息傳輸波形

3.2 在機(jī)載C2平臺(tái)上的集成

ADS-B系統(tǒng)是一個(gè)集通信與監(jiān)視于一體的信息系統(tǒng)，由信息源、信息傳輸通道和信息處理與顯示三部分組成。ADS-B的信息以ADS-B報(bào)文形式，通過(guò)空-空、空-地?cái)?shù)據(jù)鏈廣播式傳播。

信息傳輸通道是ADS-B技術(shù)重要的組成部分，目前支持ADS-B實(shí)現(xiàn)的主要數(shù)據(jù)鏈包括甚高頻數(shù)據(jù)鏈模式4(VDLMode4)、萬(wàn)能電臺(tái)數(shù)據(jù)鏈(UAT)、1090 MHz S模式擴(kuò)展電文數(shù)據(jù)鏈(1090 ES)三種，主要參數(shù)如表2所示。

表2 三種支持ADS-B實(shí)現(xiàn)的主要數(shù)據(jù)鏈

機(jī)載C2平臺(tái)上設(shè)備眾多，以預(yù)警機(jī)為例，典型系統(tǒng)由機(jī)載航電、雷達(dá)、敵我識(shí)別、二次雷達(dá)、紅外、電子對(duì)抗、通信、指揮控制、綜合顯示等組成，盡力減輕系統(tǒng)重量為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容之一，ADS-B功能在機(jī)載C2平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)應(yīng)盡量與機(jī)載C2平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)備相結(jié)合。基于VDLMode4的ADS-B系統(tǒng)可結(jié)合原機(jī)載C2平臺(tái)自身的VHF頻段數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行設(shè)計(jì)，基于UAT的ADS-B系統(tǒng)可基于覆蓋其工作頻段的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)來(lái)綜合設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，基于1090ES數(shù)據(jù)鏈的ADS-B系統(tǒng)工作頻點(diǎn)與二次雷達(dá)相同，可基于機(jī)載二次雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

在具體設(shè)計(jì)中需對(duì)機(jī)載C2平臺(tái)的射頻收發(fā)、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)處理、綜合顯示相關(guān)系統(tǒng)/設(shè)備進(jìn)行綜合考慮。射頻天線及射頻傳輸設(shè)備可與機(jī)載平臺(tái)其他系統(tǒng)同頻段、同極化的天線進(jìn)行共用；信號(hào)接收處理設(shè)備一般采用單獨(dú)設(shè)備/模塊進(jìn)行集成；ADS-B信息的接收控制由機(jī)載C2平臺(tái)的傳輸管理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一控制管理；信息的處理應(yīng)用與機(jī)載C2平臺(tái)的信息綜合處理與顯示系統(tǒng)統(tǒng)一設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

圖2 ADS-B系統(tǒng)在機(jī)載C2平臺(tái)上的典型實(shí)現(xiàn)

ADS-B系統(tǒng)在機(jī)載C2平臺(tái)上的典型實(shí)現(xiàn)原理如下，陰影部分表示需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)或優(yōu)化改進(jìn)。

3.3 信息處理與應(yīng)用方式

3.3.1 信息選擇

飛機(jī)裝備ADS-B系統(tǒng)后，可向外廣播以下幾類監(jiān)視信息[2]：

(1)標(biāo)識(shí)號(hào)

(2)狀態(tài)矢量

(3)狀態(tài)和趨勢(shì)信息

(4)分類號(hào)

(5)其他種類信息

上述每類信息包含多個(gè)組成要素，機(jī)載C2平臺(tái)通過(guò)加裝ADS-B接收系統(tǒng)可獲得目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)、識(shí)別等信息。為有針對(duì)性的支持機(jī)載C2平臺(tái)目標(biāo)探測(cè)、信息識(shí)別等任務(wù)，需要對(duì)接收的ADS-B信息進(jìn)行有針對(duì)性的選擇。

機(jī)載C2平臺(tái)對(duì)于ADS-B信息的使用，用于空中目標(biāo)監(jiān)視時(shí)，ADS-B系統(tǒng)提供的狀態(tài)矢量、狀態(tài)和趨勢(shì)信息中包含的民用目標(biāo)運(yùn)動(dòng)信息發(fā)揮重要作用；用于目標(biāo)識(shí)別時(shí)，ADS-B系統(tǒng)提供的識(shí)別號(hào)、分類號(hào)信息中包含的民航機(jī)類型、大小等信息發(fā)揮作用。

實(shí)際使用中，將可用的ADS-B信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，形成ADS-B目標(biāo)航跡，主要包含信息如表3。

表3 ADS-B信息表

3.3.2 信息處理

機(jī)載C2平臺(tái)ADS-B信息處理包括ADS-B信息解析、信息關(guān)聯(lián)、信息存儲(chǔ)與檢索、信息顯示、多信息源相關(guān)處理等環(huán)節(jié)，具體如圖3所示。

圖3 機(jī)載C2平臺(tái)ADS-B信息處理流程

ADS-B信息接收與解析：以機(jī)載相控陣接收為例。由機(jī)載天線陣接收的多通道信號(hào)首先到達(dá)ADS-B波束合成，經(jīng)過(guò)波束形成網(wǎng)絡(luò)加權(quán)，形成多路不同指向的波束數(shù)據(jù)信息。再進(jìn)入ADS-B譯碼單元進(jìn)行S模式譯碼處理。ADS-B譯碼單元執(zhí)行譯碼操作，開(kāi)始進(jìn)行校驗(yàn)，然后經(jīng)過(guò)譯碼單元后進(jìn)入ADS-B處理模塊實(shí)現(xiàn)ADS-B報(bào)文匯總，上報(bào)ADS-B信息處理系統(tǒng)。

ADS-B信息關(guān)聯(lián)：對(duì)同一目標(biāo)的ADS-B狀態(tài)矢量、狀態(tài)和趨勢(shì)、識(shí)別號(hào)、分類號(hào)等信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)合并。

ADS-B信息查詢檢索：對(duì)接收的所有ADS-B信息進(jìn)行列表顯示，可設(shè)定條件如被監(jiān)視飛機(jī)類型、速度、大小等進(jìn)行查詢檢索。

ADS-B信息顯示：信息處理系統(tǒng)在態(tài)勢(shì)圖上進(jìn)行ADS-B點(diǎn)顯示，多個(gè)ADS-B報(bào)送點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，形成目標(biāo)ADS-B航跡。

多信息源綜合處理：機(jī)載C2平臺(tái)裝備的ADS-B信息接收系統(tǒng)一般與機(jī)載一次雷達(dá)、二次雷達(dá)信息進(jìn)行綜合處理，形成綜合航跡。三種信息源信息互補(bǔ)，各信息源特點(diǎn)如表4。

表4 信息源特點(diǎn)分析

3.3.3 信息應(yīng)用

(1)支持形成綜合態(tài)勢(shì)

ADS-B系統(tǒng)報(bào)送的航跡信息作為機(jī)載C2平臺(tái)多傳感器信息源中的一種，與其他信息源的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，形成綜合航跡，并結(jié)合任務(wù)區(qū)域環(huán)境形成綜合態(tài)勢(shì)。單獨(dú)ADS-B系統(tǒng)掌握的航跡作為單源航跡出現(xiàn)，彌補(bǔ)一次雷達(dá)、二次雷達(dá)等傳感器探測(cè)盲區(qū)，完備任務(wù)區(qū)域綜合態(tài)勢(shì)圖。

(2)支持目標(biāo)綜合識(shí)別

機(jī)載C2平臺(tái)獲取ADS-B信息后，如該信息與雷達(dá)等其他傳感器探測(cè)航跡相關(guān)成功后，將為目標(biāo)提供詳細(xì)的識(shí)別信息。首先，該目標(biāo)將被標(biāo)記為民用目標(biāo)，這在實(shí)際作戰(zhàn)目標(biāo)屬性判別上十分有用。其次，將為目標(biāo)提供詳細(xì)的識(shí)別信息，判斷目標(biāo)的類型(滑翔機(jī)、超輕型、無(wú)人飛行器等)，確定飛行器的大小(輕型、小型、大型、高漩渦式大型等)。

(3)空中航跡顯示過(guò)濾

可根據(jù)ADS-B信息屬性進(jìn)行系統(tǒng)航跡篩選顯示，如不顯示與ADS-B航跡相關(guān)的目標(biāo)、不顯示小于一定速度的目標(biāo)等，這對(duì)機(jī)載C2平臺(tái)執(zhí)行各類任務(wù)意義重大。

3.4 需考慮的重點(diǎn)問(wèn)題

(1)資源分配

對(duì)在機(jī)載C2平臺(tái)通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)VDLMode4和UAT的ADS-B系統(tǒng)，需考慮原通信功能與ADS-B功能的復(fù)用問(wèn)題，涉及到收發(fā)資源的調(diào)度、系統(tǒng)復(fù)用時(shí)各設(shè)備間的協(xié)調(diào)一致性、射頻傳輸設(shè)備的復(fù)用問(wèn)題。對(duì)于在機(jī)載C2平臺(tái)二次雷達(dá)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)基于1090ES的ADS-B系統(tǒng)，需考慮掃描式二次雷達(dá)系統(tǒng)與ADS-B信息接收的波束協(xié)同控制問(wèn)題。

(2)多系統(tǒng)間干擾

機(jī)載C2平臺(tái)上多加裝大功率的主動(dòng)探測(cè)傳感器、遠(yuǎn)距離的通信設(shè)備，如雷達(dá)、塔康、戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈等，在這些大功率設(shè)備工作時(shí)不可避免的會(huì)對(duì)機(jī)載ADS-B系統(tǒng)產(chǎn)生影響，可能會(huì)導(dǎo)致無(wú)法正常接收，需在機(jī)載C2平臺(tái)全機(jī)電磁兼容和系統(tǒng)資源調(diào)度分配、信息處理上進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)考慮。

4 海面目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)在機(jī)載C2平臺(tái)上的應(yīng)用

4.1 系統(tǒng)定位及原理

船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)簡(jiǎn)稱AIS(Automatic Identification System)，其主要功能是將船舶的標(biāo)識(shí)信息、位置信息、運(yùn)動(dòng)參數(shù)等與船舶航行安全有關(guān)的數(shù)據(jù)，通過(guò)VHF數(shù)據(jù)鏈路廣播給周圍的船舶，并可接收與處理來(lái)自其他船舶和岸基AIS發(fā)出的數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)本海區(qū)船舶的識(shí)別和監(jiān)視。AIS屬于數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，是一種無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。

AIS通信屬于時(shí)分多址系統(tǒng)，它包括兩個(gè)信道(信道A: CH87和信道B: CH88)。每個(gè)信道以1min作為一個(gè)超幀,一個(gè)超幀包含了2250個(gè)時(shí)隙,每個(gè)時(shí)隙內(nèi)含256BIT(占時(shí)約26.67ms)，整個(gè)超幀的結(jié)構(gòu)如圖1所示。任一通信臺(tái)站都可以按照一定的時(shí)隙選擇算法選用一個(gè)或者數(shù)個(gè)時(shí)隙發(fā)送報(bào)文，而接收臺(tái)站則需要進(jìn)行時(shí)隙同步之后，按照網(wǎng)絡(luò)時(shí)隙進(jìn)行數(shù)據(jù)接收。

圖4 AIS幀結(jié)構(gòu)

4.2 在機(jī)載C2平臺(tái)上的集成

為實(shí)現(xiàn)對(duì)AIS信息的接收與處理，機(jī)載AIS的基本功能需求包括AIS信息接收、AIS信息處理、AIS信息顯示，對(duì)應(yīng)的設(shè)備包括接收天線與濾波、信號(hào)接收與處理機(jī)、控制管理機(jī)等。典型的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下。

圖5 機(jī)載船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)組成框圖

在機(jī)載C2平臺(tái)通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)AIS信息的接收可基于系統(tǒng)中已有的VHF頻段通信數(shù)據(jù)鏈，通過(guò)共用接收天線，加裝AIS信號(hào)處理設(shè)備、改進(jìn)控制管理與顯示設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4.3 信息處理與應(yīng)用方式

4.3.1 信息選擇

AIS發(fā)送的信息由靜態(tài)信息、動(dòng)態(tài)信息、航次相關(guān)信息以及安全相關(guān)短電文四種。

·靜態(tài)信息包括：海上移動(dòng)業(yè)務(wù)識(shí)別碼MMSI、呼號(hào)和船名、IMO序號(hào)、船長(zhǎng)和船寬、船舶類型等。

·動(dòng)態(tài)信息包括：船位、世界協(xié)調(diào)時(shí)UTC、對(duì)地航向、對(duì)地航速、船首向、航行狀態(tài)(需要時(shí)由人工輸入，包括主機(jī)動(dòng)力航行、錨泊、失控、操作能力受限、系泊、吃水受限、擱淺等)，回旋速率等。

·航次相關(guān)信息包括：船舶吃水、危險(xiǎn)貨物、目的港和預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間ETA、航線計(jì)劃、船上人員(擴(kuò)展文電)等。

·安全相關(guān)短消息：與安全有關(guān)，采用固定或自動(dòng)格式的文本電文，應(yīng)盡可能短。

AIS系統(tǒng)發(fā)送的信息眾多，機(jī)載C2平臺(tái)利用AIS系統(tǒng)同時(shí)監(jiān)控的船舶數(shù)量可能很龐大，總需要處理的信息量就很多。為了減輕機(jī)載C2平臺(tái)后端信息處理的網(wǎng)絡(luò)傳輸和數(shù)據(jù)處理壓力，可對(duì)接收的AIS信息進(jìn)行選擇。

機(jī)載C2平臺(tái)對(duì)于AIS信息的使用，用于海面目標(biāo)監(jiān)視時(shí)，AIS系統(tǒng)提供的動(dòng)態(tài)信息中包含的船舶運(yùn)動(dòng)信息發(fā)揮重要作用；用于目標(biāo)識(shí)別時(shí)，AIS系統(tǒng)提供的靜態(tài)信息中包含的船舶類型、大小等信息發(fā)揮作用。對(duì)安全相關(guān)短消息進(jìn)行解析，可掌握船舶的安全情況，用于搜索救援。

實(shí)際使用中，將動(dòng)、靜態(tài)信息關(guān)聯(lián)，形成AIS綜合航跡，主要包含信息如下：

表5 AIS航跡主要信息內(nèi)容

4.3.2 信息處理

機(jī)載C2平臺(tái)AIS信息處理包括AIS信息解析、信息關(guān)聯(lián)、信息存儲(chǔ)與檢索、信息顯示、與其他信息源相關(guān)等環(huán)節(jié)，具體如圖6所示。

圖6 AIS信息處理流程圖

AIS信息接收與解析：AIS接收系統(tǒng)對(duì)接收的AIS信號(hào)進(jìn)行濾波、解調(diào)，按照《船載自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)技術(shù)特性》解析船舶發(fā)送的報(bào)文，上報(bào)AIS信息處理系統(tǒng)。

AIS信息校驗(yàn)：AIS裝機(jī)升空后，大量AIS信息可能導(dǎo)致AIS報(bào)文信息解碼錯(cuò)誤，AIS接收機(jī)對(duì)接收到的AIS信息進(jìn)行校驗(yàn)，只上報(bào)解碼正確信息，保證上報(bào)的AIS信息的正確性。

動(dòng)靜態(tài)信息關(guān)聯(lián)：對(duì)同一目標(biāo)的AIS動(dòng)、靜態(tài)信息通過(guò)用戶識(shí)別碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)合并。

AIS信息查詢檢索：對(duì)接收的所有AIS點(diǎn)信息進(jìn)行列表顯示，可設(shè)定條件如船舶類型識(shí)別碼、區(qū)域、船舶類型、船舶尺寸等進(jìn)行查詢檢索。

AIS信息顯示：信息處理系統(tǒng)在態(tài)勢(shì)圖上進(jìn)行AIS點(diǎn)顯示，多個(gè)AIS報(bào)送點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，形成目標(biāo)AIS航跡。

AIS信息上報(bào)控制：AIS信息作為民船信息，數(shù)據(jù)量大，在報(bào)送機(jī)載C2平臺(tái)系統(tǒng)后端的綜合處理時(shí)，可綜合考慮民用船舶運(yùn)動(dòng)情況、AIS報(bào)文的發(fā)送速度進(jìn)行報(bào)送周期控制，避免出現(xiàn)大周期信息頻繁上報(bào)，增加后端處理壓力的情況。AIS各類報(bào)文報(bào)送頻度如表6[3]。

表6 AIS報(bào)文頻度

4.3.3 信息應(yīng)用

(1)支持形成綜合態(tài)勢(shì)

AIS系統(tǒng)報(bào)送的航跡信息作為機(jī)載C2平臺(tái)多傳感器信息源中的一種，需要與其他信息源的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，形成綜合航跡，并結(jié)合任務(wù)區(qū)域環(huán)境形成綜合態(tài)勢(shì)。典型的為與機(jī)載雷達(dá)航跡的綜合處理。機(jī)載雷達(dá)未發(fā)現(xiàn)的AIS目標(biāo)單獨(dú)作為航跡出現(xiàn)，彌補(bǔ)雷達(dá)探測(cè)盲區(qū)，完備任務(wù)區(qū)域綜合態(tài)勢(shì)圖。

(2)支持目標(biāo)綜合識(shí)別

機(jī)載C2平臺(tái)獲取AIS信息后，如該信息與雷達(dá)等其他傳感器探測(cè)航跡相關(guān)成功后，將為目標(biāo)提供詳細(xì)的識(shí)別信息。首先，該目標(biāo)將被標(biāo)記為民用目標(biāo)，這在實(shí)際作戰(zhàn)目標(biāo)屬性判別上十分有用。其次，將為目標(biāo)提供詳細(xì)的識(shí)別信息，判斷目標(biāo)船的類型(搜救船、執(zhí)法船、引航船)等，確定船舶的大小、噸位等。

(3)海面航跡顯示過(guò)濾

海面目標(biāo)，尤其是近海目標(biāo)眾多，機(jī)載C2平臺(tái)探測(cè)到的目標(biāo)將充滿整個(gè)屏幕，操作員無(wú)法進(jìn)行操作及應(yīng)用。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)AIS信息屬性進(jìn)行篩選顯示，如不顯示與AIS相關(guān)的目標(biāo)、不顯示小于一定噸位的目標(biāo)等，這對(duì)機(jī)載C2平臺(tái)執(zhí)行各類任務(wù)意義重大。

4.4 需考慮的重點(diǎn)問(wèn)題

(1)資源分配

在系統(tǒng)重量、裝機(jī)資源緊張情況下，AIS信息接收與機(jī)載VHF數(shù)據(jù)鏈可共用接收天線，此時(shí)需考慮AIS信息接收與正常數(shù)據(jù)通信兩者之間的沖突問(wèn)題。在具體實(shí)現(xiàn)上可通過(guò)設(shè)計(jì)信息傳輸調(diào)度管理功能，通過(guò)調(diào)度機(jī)載多條數(shù)據(jù)鏈的信息傳輸資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)AIS信息接收的合理資源分配。

(2)AIS信息沖突

機(jī)載AIS接收機(jī)在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)若同時(shí)接收到來(lái)自海面多個(gè)船只的AIS信號(hào)時(shí)，可能會(huì)發(fā)生信號(hào)間的干擾(沖突)，導(dǎo)致無(wú)法正確接收信號(hào)。在系統(tǒng)信息獲取策略上需予以考慮，在獲取時(shí)間、資源分配和目標(biāo)監(jiān)視能力之間取得平衡。如通過(guò)增長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間提高目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)概率：機(jī)載AIS設(shè)備的信號(hào)覆蓋半徑300 km情況下，觀測(cè)10min，對(duì)于海面的800艘船,有80%的可能性發(fā)現(xiàn)其中至少642艘,有90%的可能性發(fā)現(xiàn)至少625艘[4]。在資源允許的條件下，可考慮采用具有方向性的AIS天線，可結(jié)合機(jī)載具備機(jī)械調(diào)整方向覆蓋范圍的傳感器系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如紅外光電探測(cè)系統(tǒng)等。

5 深入研究重點(diǎn)

(1)適應(yīng)新形勢(shì)與新技術(shù)發(fā)展，全面挖掘信息源，擴(kuò)大信息接入范圍

上文重點(diǎn)討論了空中、海面民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)在機(jī)載C2上的應(yīng)用。機(jī)載C2平臺(tái)任務(wù)定位不斷擴(kuò)展和變化，各領(lǐng)域民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)不斷發(fā)展完備，且物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展并在各個(gè)領(lǐng)域普及應(yīng)用，未來(lái)機(jī)載C2平臺(tái)系統(tǒng)需要更廣泛的接入民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)系統(tǒng)，考慮與展望如下：

①機(jī)載C2平臺(tái)參與的任務(wù)包括反潛、反導(dǎo)作戰(zhàn)，機(jī)載C2平臺(tái)系統(tǒng)需要隨時(shí)關(guān)注、考慮接入水下、空間目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)信息。

②對(duì)于陸地目標(biāo)，由于地雜波的影響，機(jī)載傳感器探測(cè)能力下降嚴(yán)重，高速公里、鐵路上的目標(biāo)速度快，與巡航導(dǎo)彈目標(biāo)運(yùn)動(dòng)特性相近，軍、民用目標(biāo)區(qū)分困難?？煽紤]在機(jī)載C2平臺(tái)上接入列車運(yùn)行信息(時(shí)刻表)，支持目標(biāo)的探測(cè)與識(shí)別。同時(shí)，未來(lái)車聯(lián)網(wǎng)將逐漸普及，陸地車輛目標(biāo)將得到實(shí)時(shí)監(jiān)視，為機(jī)載C2平臺(tái)掌握陸地目標(biāo)信息成為可能。

③當(dāng)前，各類應(yīng)用的無(wú)人機(jī)發(fā)展迅速，各國(guó)已出臺(tái)無(wú)人機(jī)區(qū)域飛行管理制度，成熟的無(wú)人機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將很快建成。機(jī)載C2平臺(tái)上應(yīng)考慮接入此類信息，這對(duì)于其執(zhí)行重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)活動(dòng)安保任務(wù)意義重大。

④對(duì)于區(qū)域目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)，如亞馬遜監(jiān)視系統(tǒng)、智慧城市系統(tǒng)，已建立了完備的探測(cè)、偵察、通信、處理等系統(tǒng)，機(jī)載C2平臺(tái)在此類區(qū)域執(zhí)行任務(wù)，應(yīng)充分接入此類區(qū)域的監(jiān)視系統(tǒng)，并成為體系的一員貢獻(xiàn)信息，合作共贏。

⑤隨著賽博戰(zhàn)的實(shí)戰(zhàn)化，機(jī)載C2平臺(tái)需要考慮賽博空間目標(biāo)監(jiān)視信息的接入與應(yīng)用，以支持其作為空中核心節(jié)點(diǎn)執(zhí)行各類任務(wù)。

機(jī)載C2平臺(tái)接入潛在的各類目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)可監(jiān)控、識(shí)別的目標(biāo)如表7所示。

(2)關(guān)注民用信息監(jiān)視系統(tǒng)接入后的信息對(duì)抗與反對(duì)抗

各類民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)為了便于推廣使用，系統(tǒng)構(gòu)成、標(biāo)準(zhǔn)、信息格式等公開(kāi)，系統(tǒng)偽節(jié)點(diǎn)的加入相對(duì)容易。接入民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)信息的機(jī)載C2平臺(tái)執(zhí)行軍事、安保任務(wù)時(shí)，要對(duì)信息的真實(shí)性(目標(biāo)的類型、位置、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等)進(jìn)行多種方式的確認(rèn)核實(shí)，避免被信息欺騙。如空中目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)(ADS-B)接入要警惕被偽裝的有人、無(wú)人飛行器，海面目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)(AIS)接入時(shí)要考慮偽裝成民船的水面目標(biāo)等，其他目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)的接入時(shí)也要考慮同樣的問(wèn)題。

表7 各類目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)可監(jiān)控、識(shí)別的目標(biāo)

(3)以任務(wù)特征為主要考慮，確定具體的接入方式

各類民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)均為成體系建設(shè)，能夠自成體系獨(dú)立運(yùn)行，機(jī)載C2平臺(tái)在接入民用目標(biāo)時(shí)，主要有兩種方式，需要根據(jù)機(jī)載C2平臺(tái)接入民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)的目的和使用方式進(jìn)行選擇。兩種接入方式如下：

①作為民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)成員，加裝相應(yīng)的信息收發(fā)設(shè)備，接入相關(guān)信息，上文討論的ADS-B、AIS系統(tǒng)接入機(jī)載C2平臺(tái)均屬于這種方式。這種方式的好處是能夠相對(duì)獨(dú)立的接入民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)信息，便于在不同任務(wù)區(qū)域執(zhí)行任務(wù)，缺點(diǎn)是由于機(jī)載平臺(tái)上的使用特點(diǎn)，有些目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)的信息接收會(huì)產(chǎn)生損失。

②機(jī)載C2平臺(tái)利用已有或加裝數(shù)傳系統(tǒng)，與民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)主站進(jìn)行信息通信，接入相關(guān)信息。這種方式的好處是獲取的目標(biāo)信息全面，且對(duì)于機(jī)載平臺(tái)的要求低。缺點(diǎn)是在接入系統(tǒng)建設(shè)時(shí)需要對(duì)合作臺(tái)站提出要求，增加或改造數(shù)傳鏈路；同時(shí)在使用時(shí)會(huì)受合作臺(tái)站的限制，通信范圍外的區(qū)域無(wú)法接入信息，一定程度上使用受限。

6 結(jié) 語(yǔ)

隨著各個(gè)領(lǐng)域軍民融合的快速發(fā)展，軍、民信息

系統(tǒng)正在相互利用，走向深度的融合。在機(jī)載C2平臺(tái)上接入民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)后，可有效的豐富探測(cè)手段，支持任務(wù)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)的完備掌握，支持機(jī)載C2平臺(tái)態(tài)勢(shì)感知、目標(biāo)識(shí)別、管理控制、搜索救援、情報(bào)支持等任務(wù)的完成。本文對(duì)空中目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)(ADS-B)、海面目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)(AIS)在機(jī)載C2平臺(tái)上的應(yīng)用進(jìn)行了具體研究，包括目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)定位分析、系統(tǒng)集成方式、信息處理與應(yīng)用方式、需要考慮的重點(diǎn)問(wèn)題等，為民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)在機(jī)載C2平臺(tái)上的應(yīng)用提供參考。文章還對(duì)新形勢(shì)與新技術(shù)發(fā)展下的目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)及其在機(jī)載C2平臺(tái)上的應(yīng)用進(jìn)行了展望和分析，對(duì)民用信息監(jiān)視系統(tǒng)接入的方式、接入后的信息對(duì)抗與反對(duì)抗等進(jìn)行了探討。

萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，機(jī)載C2平臺(tái)類裝備研制應(yīng)以裝備定位與執(zhí)行任務(wù)為主要考慮，有效的接入已成熟的民用目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)，緊密跟蹤在建、未來(lái)的新型目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)，以勝任其空中核心節(jié)點(diǎn)地位。