多平臺(tái)協(xié)同的遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈網(wǎng)絡(luò)化制導(dǎo)研究

馬晨 崔顥 陳辛

DOI：10.12132/ISSN.1673-5048.2019.0007

摘要：遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈飛行距離遠(yuǎn)、時(shí)間長(zhǎng)，若按照傳統(tǒng)復(fù)合制導(dǎo)方式進(jìn)行中制導(dǎo)，對(duì)制導(dǎo)鏈路的作用距離和范圍提出了較高的要求，并且遠(yuǎn)距離飛行容易受到敵方干擾、制導(dǎo)平臺(tái)容易被摧毀，這都對(duì)導(dǎo)彈中末制導(dǎo)截獲概率有著極大的影響。網(wǎng)絡(luò)化制導(dǎo)系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)為中心，利用多個(gè)傳感器的目標(biāo)指示信息對(duì)導(dǎo)彈進(jìn)行制導(dǎo)，具有很強(qiáng)的抗干擾以及抗毀傷能力，可大幅提升系統(tǒng)作戰(zhàn)效能。本文從閉合遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈的殺傷鏈出發(fā)，對(duì)支持遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈打擊的網(wǎng)絡(luò)化制導(dǎo)及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，通過(guò)構(gòu)建戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)抗仿真系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)制導(dǎo)過(guò)程進(jìn)行驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈;制導(dǎo)鏈路;截獲概率;網(wǎng)絡(luò)化制導(dǎo);對(duì)抗仿真系統(tǒng);武器協(xié)同技術(shù)

中圖分類號(hào)：TJ765文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-5048（2019）04-0067-08

0引言

預(yù)警機(jī)是現(xiàn)代空戰(zhàn)的重要支撐節(jié)點(diǎn)，在聯(lián)合作戰(zhàn)、預(yù)警探測(cè)、作戰(zhàn)指揮等各方面扮演著重要的角色，是現(xiàn)代空戰(zhàn)體系的核心。摧毀敵方預(yù)警機(jī)是使對(duì)手喪失制空能力，實(shí)現(xiàn)“擊要破體”的重要手段。而預(yù)警機(jī)作為高價(jià)值空中目標(biāo)，往往活動(dòng)于作戰(zhàn)空域后方，因此要想對(duì)其實(shí)施有效打擊，傳統(tǒng)空空導(dǎo)彈不能滿足攻擊需求，需要開(kāi)展遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈能力的研究。多平臺(tái)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)化制導(dǎo)作戰(zhàn)方式，能通過(guò)武器協(xié)同數(shù)據(jù)鏈，將分布在戰(zhàn)場(chǎng)上的各類傳感器聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成一個(gè)巨大的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)。不僅能提高信息探測(cè)精度，同時(shí)能解決單一平臺(tái)抗毀能力差、容易受干擾等缺點(diǎn)，進(jìn)而大幅提高遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈的作戰(zhàn)效能[1-3]。

本文從遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈的多平臺(tái)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)化制導(dǎo)能力需求出發(fā)，研究支持遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈攻擊的打擊體系、動(dòng)態(tài)組網(wǎng)、多源信息融合等技術(shù)，利用戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)抗XSim仿真軟件，構(gòu)建典型作戰(zhàn)場(chǎng)景，通過(guò)戰(zhàn)術(shù)對(duì)抗仿真，驗(yàn)證多平臺(tái)協(xié)同的遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈網(wǎng)絡(luò)化制導(dǎo)的可行性。

1國(guó)外發(fā)展情況

冷戰(zhàn)期間，為應(yīng)對(duì)蘇聯(lián)海軍、空軍低空掠海飛行反艦導(dǎo)彈的飽和攻擊，美國(guó)約翰-霍普金斯（JohnsHopkins）大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室提出使用空基雷達(dá)協(xié)同防空艦射艦空導(dǎo)彈進(jìn)行跨地平線攻擊的設(shè)想，這一設(shè)想發(fā)展成為后來(lái)的協(xié)同交戰(zhàn)系統(tǒng)（CEC）[4]。CEC是實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈網(wǎng)絡(luò)化制導(dǎo)的典型代表，其利用戰(zhàn)場(chǎng)戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)將傳感器和武器系統(tǒng)連接在一起，使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的傳感器共享目標(biāo)信息，并對(duì)網(wǎng)內(nèi)所有火控計(jì)算機(jī)的信息進(jìn)行自動(dòng)更新，從而使武器系統(tǒng)與目標(biāo)交戰(zhàn)（如發(fā)射導(dǎo)彈和指揮飛機(jī)攻擊等）不局限于單個(gè)武器系統(tǒng)，而是協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各武器系統(tǒng)以最佳方式、最佳位置、最適合的武器系統(tǒng)來(lái)對(duì)付敵方目標(biāo)。除此之外，CEC系統(tǒng)能連接網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有探測(cè)節(jié)點(diǎn)，形成一條各節(jié)點(diǎn)同步的目標(biāo)航跡，解決了傳統(tǒng)單一傳感器被干擾、摧毀而造成的殺傷鏈斷裂的問(wèn)題。

在CEC基礎(chǔ)上，美國(guó)海軍提出了海軍一體化防空火控項(xiàng)目（NIFCCA）[5]，如圖1所示。該項(xiàng)目基于數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)構(gòu)建數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò)獲取信息優(yōu)

勢(shì)，構(gòu)建分布式探測(cè)-跟蹤-火控-打擊的防空攔截鏈，實(shí)現(xiàn)編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)和超視距防空作戰(zhàn)能力，是美軍典型的網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)系統(tǒng)。

NIFC-CA的作戰(zhàn)流程遵循了美國(guó)國(guó)防部體系結(jié)構(gòu)框架（DODAF），并被分成海上（FTS）、空中（FTA）以及濱海陸地（FTL）三種殺傷鏈，見(jiàn)表1。陸地殺傷鏈為空海殺傷鏈的引申，因此僅對(duì)空海殺傷鏈進(jìn)行描述。在海上殺傷鏈，各協(xié)同作戰(zhàn)平臺(tái)進(jìn)行獨(dú)立搜索，確認(rèn)威脅目標(biāo)后，自動(dòng)生成最優(yōu)協(xié)同防空交戰(zhàn)，并通過(guò)綜合防空火力控制系統(tǒng)組織火力通道，完成協(xié)同防空交戰(zhàn)任務(wù)。在空中殺傷殺傷鏈遠(yuǎn)程傳感器傳感器網(wǎng)主動(dòng)制導(dǎo)導(dǎo)彈海上（FTS）E-2D預(yù)警機(jī)、聯(lián)合對(duì)陸攻擊巡航導(dǎo)彈防御浮空式網(wǎng)絡(luò)化傳感器系統(tǒng)（JLENS）協(xié)同交戰(zhàn)能力（CEC）“標(biāo)準(zhǔn)-6”艦空導(dǎo)彈空中（FTA）E-2D預(yù)警機(jī)、F-18E/F戰(zhàn)斗機(jī)Link-16數(shù)據(jù)鏈AIM-120D先進(jìn)中程主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)空空導(dǎo)彈陸地（FTL）E-2D預(yù)警機(jī)、JLENS、TPS-59雷達(dá)、G/ATOR低/空任務(wù)定向雷達(dá)復(fù)合目標(biāo)跟蹤網(wǎng)、CTN（安裝CEC設(shè)備的陸戰(zhàn)隊(duì)機(jī)動(dòng)車輛）低空補(bǔ)盲武器系統(tǒng)（AIM-120D導(dǎo)彈的陸基型）鏈，協(xié)同平臺(tái)搜索到目標(biāo)之后，利用Link-16數(shù)據(jù)鏈，將探測(cè)傳感器的信息回傳到火力平臺(tái)上，為火控提供實(shí)時(shí)通信能力。

目前，NIFC-CA主要包含5個(gè)部分：①E-2D“先進(jìn)鷹眼”預(yù)警機(jī)，作為中心節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)航空母艦打擊群的空中裝備與航空母艦聯(lián)隊(duì)的所有其他飛機(jī)保持聯(lián)接，同時(shí)還負(fù)責(zé)與航空母艦打擊群的其他艦隊(duì)通信;②聯(lián)合對(duì)陸攻擊巡航導(dǎo)彈防御浮空式網(wǎng)絡(luò)化傳感器系統(tǒng)（JLENS），負(fù)責(zé)高空多目標(biāo)的探測(cè)、跟蹤和識(shí)別，并為防空系統(tǒng)提供告警;③協(xié)同交戰(zhàn)能力（CEC），用于海上、空中和濱海陸地作戰(zhàn)單元與武器系統(tǒng)的聯(lián)接，支持火控級(jí)精度的復(fù)合跟蹤，實(shí)現(xiàn)對(duì)威脅目標(biāo)的協(xié)同打擊;④宙斯盾（AEGIS）作戰(zhàn)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)艦艇的綜合作戰(zhàn)、指揮控制以及訓(xùn)練等作戰(zhàn)任務(wù);⑤“標(biāo)準(zhǔn)-6”導(dǎo)彈，可利用空、海、天等遠(yuǎn)程傳感器的信息，通過(guò)網(wǎng)內(nèi)作戰(zhàn)平臺(tái)的制導(dǎo)交接，實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)的接力制導(dǎo)，摧毀目標(biāo)。

在美軍2016年6月發(fā)布的《2016-2025年海軍航空兵愿景》中提出，未來(lái)會(huì)將F-35C、EA-18G、無(wú)人機(jī)等納入前出作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)，在與海上艦艇協(xié)同、集成后，形成航空母艦編隊(duì)的一體化防空火控能力，并最終形成整個(gè)海軍的一體化防空火力能力。

2遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈網(wǎng)絡(luò)化制導(dǎo)分析

多平臺(tái)協(xié)同的遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈網(wǎng)絡(luò)化制導(dǎo)是通過(guò)多平臺(tái)組網(wǎng)形成作戰(zhàn)體系，對(duì)被攻擊目標(biāo)進(jìn)行偵察、探測(cè)、攻擊和評(píng)估的作戰(zhàn)方式，在遠(yuǎn)程打擊敵方預(yù)警機(jī)等空中高價(jià)值目標(biāo)時(shí)，其作戰(zhàn)能力相對(duì)單一平臺(tái)有顯著提升。本文主要對(duì)網(wǎng)絡(luò)化制導(dǎo)的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究：支持遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈制導(dǎo)的多源信息融合技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化動(dòng)態(tài)組網(wǎng)技術(shù)。

2.1多源信息融合技術(shù)

在針對(duì)預(yù)警機(jī)等高價(jià)值目標(biāo)的攻擊過(guò)程中，往往需要空空導(dǎo)彈對(duì)超遠(yuǎn)距離外目標(biāo)實(shí)施打擊，而在這一攻擊過(guò)程中，單平臺(tái)制導(dǎo)攻擊方式已經(jīng)不能滿足遠(yuǎn)距離制導(dǎo)的需求，因此，必須利用體系內(nèi)多種探測(cè)平臺(tái)為導(dǎo)彈提供目標(biāo)信息，確保整個(gè)攻擊過(guò)程中的信息支持。

但由于體系中多探測(cè)平臺(tái)提供的目標(biāo)信息存在多源信息時(shí)空不一致、信息維度缺失、信息非周期延遲等問(wèn)題，需要對(duì)多源信息進(jìn)行融合處理，獲得唯一的導(dǎo)彈中制導(dǎo)信息，確保遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈攻擊的閉環(huán)。多源信息融合方法由時(shí)空配準(zhǔn)、多目標(biāo)跟蹤、異步異質(zhì)信息融合等環(huán)節(jié)組成，其總體框架結(jié)構(gòu)如圖2所示。

遠(yuǎn)程打擊網(wǎng)絡(luò)化制導(dǎo)過(guò)程中，由于各傳感器偏差引起的測(cè)量誤差，對(duì)導(dǎo)彈中末制導(dǎo)交接班截獲概率有較大影響，多源信息時(shí)空對(duì)準(zhǔn)主要解決測(cè)量誤差的問(wèn)題。其中，多源信息的時(shí)間對(duì)準(zhǔn)算法，通常使用最小二乘法、內(nèi)插外推法、曲線擬合法以及濾波法等[6-10]。考慮到內(nèi)插外推法簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，因此可采用內(nèi)插外推法進(jìn)行多源信息的時(shí)間對(duì)準(zhǔn);空間對(duì)準(zhǔn)主要內(nèi)容為坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，可利用最大似然法對(duì)目標(biāo)狀態(tài)值、傳感器系統(tǒng)偏差和傳感器姿態(tài)偏差進(jìn)行配準(zhǔn);在系統(tǒng)野值方面，可采用卡爾曼濾波算法來(lái)剔除野值。

多目標(biāo)跟蹤算法主要實(shí)現(xiàn)各個(gè)探測(cè)節(jié)點(diǎn)對(duì)多個(gè)目標(biāo)的航跡生成及更新，不僅提高了信息更新的頻率，同時(shí)解決了數(shù)據(jù)鏈中斷的問(wèn)題。多目標(biāo)跟蹤算法通常包括NN（最近鄰域法）、PDA（概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)）、MHT（多假設(shè)目標(biāo)跟蹤）等[11-14]，其中MHT算法被認(rèn)為是理想條件下數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的最優(yōu)算法[12]，同時(shí)其計(jì)算原理簡(jiǎn)單，能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)計(jì)算。MHT算法流程如圖3所示。

根據(jù)已有目標(biāo)航跡，生成若干目標(biāo)假設(shè)，使用N-best方法進(jìn)行航跡的快速分配，并在最后一次求解的假設(shè)中，使用剪枝算法Prune對(duì)航跡進(jìn)行迭代，不斷形成新的預(yù)測(cè)與假設(shè)。

為了提高低信息精度條件下空空導(dǎo)彈遠(yuǎn)程打擊的能力，開(kāi)展多源信息異步異質(zhì)融合方法的研究。在多源信息異步融合算法中，對(duì)于目標(biāo)狀態(tài)未更新的情況，可建立當(dāng)前時(shí)刻的偽量測(cè)，并采用去相關(guān)卡爾曼濾波的方法獲得目標(biāo)狀態(tài)估計(jì);對(duì)于目標(biāo)狀態(tài)已更新的情況，則可采用遞推的方法，對(duì)采樣時(shí)刻到當(dāng)前融合時(shí)刻的所有目標(biāo)狀態(tài)進(jìn)行更新。對(duì)于異質(zhì)融合，則可采用拓展卡爾曼濾波的方法對(duì)量測(cè)進(jìn)行融合處理。

2.2網(wǎng)絡(luò)化動(dòng)態(tài)組網(wǎng)技術(shù)

在網(wǎng)絡(luò)化動(dòng)態(tài)組網(wǎng)技術(shù)的研究中，由于空中作戰(zhàn)平臺(tái)普遍存在移動(dòng)速度快、作戰(zhàn)半徑廣等特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的高速移動(dòng)可能造成已建立的網(wǎng)絡(luò)連接失效，若網(wǎng)絡(luò)重新連接的時(shí)間較長(zhǎng)，將嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的可用性;同時(shí)網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)體系也存在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量多、跨域分布，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)渥兓忍匦?，因此，如何通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化動(dòng)態(tài)組網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)體系內(nèi)已有資源、平臺(tái)間的相互支援、協(xié)作，成為遠(yuǎn)程空中打擊的重要途徑或方法。

在多源信息網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)自組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)會(huì)利用各類傳感器、數(shù)據(jù)庫(kù)等資源，通過(guò)實(shí)時(shí)共享作戰(zhàn)過(guò)程中的目標(biāo)位置、姿態(tài)、威脅度等信息，實(shí)現(xiàn)跨越低軌天基、地基、空基三個(gè)層次的立體化網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)各作戰(zhàn)平臺(tái)之間的戰(zhàn)技配合作戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)化動(dòng)態(tài)組網(wǎng)技術(shù)集成應(yīng)用了空間信息網(wǎng)絡(luò)、武器協(xié)同鏈、信息融合以及復(fù)合制導(dǎo)等技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)多源信息平臺(tái)的動(dòng)態(tài)快速接入應(yīng)用，以及面向精確制導(dǎo)應(yīng)用的高效信息分發(fā)。多源信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)包含以下幾點(diǎn)功能：①根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)快速構(gòu)建作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò);②平臺(tái)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)入網(wǎng)、退網(wǎng)，而不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成影響;③各作戰(zhàn)平臺(tái)與導(dǎo)彈之間的通信鏈路隨意切換，不需要平臺(tái)重新退網(wǎng)、入網(wǎng);④根據(jù)信息優(yōu)先級(jí)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)信道等資源，從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝?、可靠性、抗干擾性。

網(wǎng)絡(luò)化動(dòng)態(tài)組網(wǎng)技術(shù)的研究主要包含網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的制定、作戰(zhàn)平臺(tái)的多址接入技術(shù)。

現(xiàn)有無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有OLSR，DSDV，AODV，DSR等[15-16]。DSDV協(xié)議能消除路由環(huán)路的產(chǎn)生，同時(shí)加快了收斂速度。當(dāng)傳輸節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)能直接得到路由的信息，減少了數(shù)據(jù)包的傳輸時(shí)延，滿足需求[17]。但是該協(xié)議在建立過(guò)程中，每一個(gè)移動(dòng)終端都會(huì)建立一個(gè)路由，這樣就會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成很大的負(fù)擔(dān)。因此可選用DSDV協(xié)議，同時(shí)將基于跳數(shù)的路徑代價(jià)改為基于鏈路發(fā)送功率和速率的代價(jià)，這樣每個(gè)節(jié)點(diǎn)就可以通過(guò)與相鄰節(jié)點(diǎn)交換信息，建立網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的傳輸路徑。

常用的多址接入技術(shù)有輪詢，F(xiàn)DMA，TDMA，CSMA，SPMA，SDMA，OFDMA等[18-20]，通常為了提高接入性能，往往會(huì)采用多種接入機(jī)制混合使用[21]。由于SPMA接入?yún)f(xié)議相比于其他協(xié)議能快速訪問(wèn)信道，接入時(shí)延更低，同時(shí)具有更高的協(xié)議接入靈活性，具備較強(qiáng)的業(yè)務(wù)優(yōu)先適配和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖赃m應(yīng)能力，因此更適合高動(dòng)態(tài)、高實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)化動(dòng)態(tài)組網(wǎng)技術(shù)。

3基于體系對(duì)抗的網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)仿真

隨著空空導(dǎo)彈技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越需要從戰(zhàn)場(chǎng)需求的角度出發(fā)，考慮裝備在實(shí)際體系對(duì)抗中所能發(fā)揮的作用和能力，而傳統(tǒng)的仿真手段不能滿足這一需求[22-23]。因此需要對(duì)裝備體系化作戰(zhàn)進(jìn)行仿真，本文采用XSim體系對(duì)抗仿真軟件進(jìn)行仿真分析。XSim是一款具有高度二次開(kāi)發(fā)接口的作戰(zhàn)對(duì)抗仿真軟件，該軟件支持組件的模塊化設(shè)計(jì)，能實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)仿真、動(dòng)態(tài)推演以及作戰(zhàn)結(jié)果的綜合分析評(píng)估等多方面功能需求。

3.1仿真場(chǎng)景構(gòu)建

作戰(zhàn)場(chǎng)景設(shè)置：敵我雙方奪取某海域制空權(quán)，敵方作戰(zhàn)群在我方海域執(zhí)行情報(bào)搜索任務(wù);我方作戰(zhàn)單元在我方海域執(zhí)行巡邏任務(wù)。敵方作戰(zhàn)單元入侵我方領(lǐng)土后，由我方空海天作戰(zhàn)平臺(tái)協(xié)作制導(dǎo)遠(yuǎn)程攻擊空空導(dǎo)彈，攻擊敵方預(yù)警機(jī)作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)。我方主要作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)設(shè)置有：前出探測(cè)機(jī)、預(yù)警機(jī)及其護(hù)航戰(zhàn)斗機(jī)群、艦船以及天基衛(wèi)星群;敵方作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)設(shè)置有：預(yù)警機(jī)及其護(hù)航戰(zhàn)斗機(jī)群。在仿真過(guò)程中，設(shè)置我方探測(cè)信息不連續(xù)，模擬實(shí)戰(zhàn)中信號(hào)中斷情況，同時(shí)模擬敵方對(duì)我方探測(cè)平臺(tái)的干擾作用，用以檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)關(guān)鍵技術(shù)的作用。

3.2仿真模型

根據(jù)作戰(zhàn)場(chǎng)景，建立各作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)的實(shí)體模型，仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要實(shí)體模型有：飛機(jī)模型、艦船模型、天基衛(wèi)星模型等?？栈w行模型包括我方導(dǎo)彈發(fā)射機(jī)、巡邏機(jī)、預(yù)警機(jī)，以及敵方預(yù)警機(jī)群模型?？紤]到網(wǎng)絡(luò)化制導(dǎo)條件下導(dǎo)彈工作模式的變化，需要對(duì)空空導(dǎo)彈模型以及衛(wèi)星模型、多源信息融合模型、通信仿真模型進(jìn)行開(kāi)發(fā)。各模型構(gòu)建方法及模型間關(guān)系如圖4所示。

3.2.4通信仿真模型

通信仿真模型利用多個(gè)不同探測(cè)器獲得的目標(biāo)信息，經(jīng)過(guò)打包處理，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇湛諏?dǎo)彈上的通信端機(jī)，由導(dǎo)彈上的處理系統(tǒng)形成更高精度的目標(biāo)信息供導(dǎo)彈飛行。該模塊仿真模擬真實(shí)情況中的延遲、丟包、傳輸速率等網(wǎng)絡(luò)特征，并提供信息透?jìng)髂芰?。在仿真過(guò)程中，每個(gè)通信仿真模型對(duì)應(yīng)于一個(gè)平臺(tái)上的通信端機(jī)，各通信仿真模型之間相互獨(dú)立，并接受仿真總控的周期調(diào)度。

組網(wǎng)通信模型主要包含信息維護(hù)、節(jié)點(diǎn)的入網(wǎng)、數(shù)據(jù)的調(diào)度。其中信息維護(hù)主要包含仿真時(shí)間的維護(hù)以及各節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的維護(hù);節(jié)點(diǎn)的入網(wǎng)通過(guò)與鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)現(xiàn)以及信息的交換，并采用分布式入網(wǎng)認(rèn)證的方式對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行快速認(rèn)證，進(jìn)而接入網(wǎng)絡(luò);數(shù)據(jù)的調(diào)度主要包含節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送以及中繼。節(jié)點(diǎn)會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)進(jìn)行判斷，選擇接收或丟棄數(shù)據(jù)，同時(shí)數(shù)據(jù)在發(fā)送時(shí)就會(huì)判斷其優(yōu)先級(jí)，并根據(jù)情況選擇其對(duì)應(yīng)的傳輸信道，確保重要信息的高效分發(fā)。

3.3仿真結(jié)果

觀察仿真對(duì)抗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，我方空空導(dǎo)彈在友方作戰(zhàn)單元的信息支持下，實(shí)現(xiàn)了多源信息的融合，其融合結(jié)果如圖6所示。由圖可以看出，融合前各探測(cè)器中均存在探測(cè)精度較差的信息，但經(jīng)過(guò)多源信息融合系統(tǒng)融合后，目標(biāo)航跡基本能與目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡重合，且為一條連續(xù)的航跡信息。圖7為網(wǎng)絡(luò)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，圖中各平臺(tái)間的指揮控制關(guān)系由虛線連接，平臺(tái)之間的通信過(guò)程由實(shí)線連接。由圖可知，導(dǎo)彈在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，能接受來(lái)自不同作戰(zhàn)平臺(tái)提供的信息。

各平臺(tái)信息狀況如圖8所示。通過(guò)圖8可發(fā)現(xiàn)，我方探測(cè)平臺(tái)在信息探測(cè)階段由于外界環(huán)境等原因，造成探測(cè)信息的中斷或信息不連續(xù)的情況，但在多源信息融合系統(tǒng)之后，通信階段均能夠提供完整的目標(biāo)信息;同時(shí)由于敵方干擾機(jī)對(duì)我方探測(cè)平臺(tái)實(shí)施干擾，造成我方探測(cè)機(jī)出現(xiàn)通信缺失的情況。通過(guò)仿真結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，即使敵方對(duì)我方某一區(qū)域內(nèi)平臺(tái)實(shí)施干擾，我方導(dǎo)彈仍能在未受干擾平臺(tái)的接力制導(dǎo)下完成導(dǎo)彈的制導(dǎo)工作。

在以上作戰(zhàn)想定下，分別改變導(dǎo)彈發(fā)射機(jī)高度、速度以及目標(biāo)機(jī)動(dòng)等信息，計(jì)算得到導(dǎo)彈中末制導(dǎo)交接班截獲概率，結(jié)果如表2所示。結(jié)果顯示，截獲概率均值能達(dá)到0.926，即使在極端環(huán)境下，截獲概率也均能達(dá)到0.885，相比于傳統(tǒng)制導(dǎo)方式，其末段截獲性能得到極大的提升。

4結(jié)論

遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)是未來(lái)空空導(dǎo)彈發(fā)展的必然趨勢(shì)，多平臺(tái)傳感器間火控級(jí)精度的協(xié)同制導(dǎo)，能極大提高對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)的連續(xù)有效跟蹤，進(jìn)而提高導(dǎo)彈命中率，提高體系作戰(zhàn)效能。本文以遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)為背景，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)中多源信息融合、多源信息動(dòng)態(tài)組網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并通過(guò)體系對(duì)抗仿真軟件對(duì)典型場(chǎng)景進(jìn)行仿真分析。由仿真結(jié)果可知，多平臺(tái)的協(xié)同作戰(zhàn)能為導(dǎo)彈提供完整的目標(biāo)信息，同時(shí)導(dǎo)彈中末制導(dǎo)交接班截獲概率相較于傳統(tǒng)制導(dǎo)方式有較大提升，能滿足遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)的需求。

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