閆朝陽，費(fèi)華蓮

（中國電子科技集團(tuán)公司51 所，上海201802）

0 引 言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭越來越強(qiáng)調(diào)隱蔽攻擊。實(shí)際作戰(zhàn)中，往往要求實(shí)施嚴(yán)格的電磁靜默等反偵察控制以免暴露自己。在這種趨勢(shì)下，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行無源定位與跟蹤已成為一種重要的作戰(zhàn)方式。無源定位是利用偵察設(shè)備測(cè)量帶有輻射源的目標(biāo)（或反射電磁波的目標(biāo)）位置的一種定位技術(shù)。該技術(shù)具有作用距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍大、隱蔽性好、生存能力強(qiáng)、不會(huì)遭到敵方的電子干擾和反輻射攻擊以及可利用敵方的干擾信號(hào)進(jìn)行探測(cè)定位的優(yōu)點(diǎn)。在海戰(zhàn)中，現(xiàn)代艦載雷達(dá)面臨著電子干擾、反輻射導(dǎo)彈攻擊、隱身空防、低空突防四大威脅，利用艦載無源定位系統(tǒng)對(duì)海上敵固定或運(yùn)動(dòng)輻射源定位，可以在敵雷達(dá)探測(cè)到我艦之前先敵發(fā)現(xiàn)敵艦，先敵進(jìn)行導(dǎo)彈攻擊。

科技進(jìn)步和海戰(zhàn)需要并正在推動(dòng)艦載無源定位系統(tǒng)與技術(shù)的發(fā)展。根據(jù)參與定位的艦艇的數(shù)量，艦載無源定位可分為單艦無源定位和多艦無源定位兩大類；按探測(cè)目標(biāo)信號(hào)類型又可分為利用外輻射信號(hào)和利用目標(biāo)自身輻射信號(hào)2 類。隨著現(xiàn)代海戰(zhàn)場(chǎng)從大洋深處向近海的轉(zhuǎn)移以及作戰(zhàn)方式從“平臺(tái)中心戰(zhàn)”向“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”的轉(zhuǎn)變，艦載無源定位系統(tǒng)正向著多艦／多平臺(tái)綜合一體化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

1 單艦無源定位系統(tǒng)與技術(shù)

單艦無源定位的實(shí)現(xiàn)過程通常是用單艘運(yùn)動(dòng)的艦船對(duì)輻射源進(jìn)行連續(xù)的測(cè)量，在獲得一定量的定位信息積累的基礎(chǔ)上，進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理以獲取輻射源目標(biāo)的定位數(shù)據(jù)，從幾何意義上來說就是用多個(gè)定位曲線（面）交會(huì)來實(shí)現(xiàn)定位。單艦無源定位相對(duì)于多艦無源定位而言，具有結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)靈活的優(yōu)點(diǎn)，因此單艦無源定位一直受到重視，目前國外已有許多系統(tǒng)裝備。

1.1 單艦無源定位系統(tǒng)

1.1.1 AN／SLQ－32（V）系統(tǒng)

美國AN／SLQ－32 （V）系列從20 世紀(jì)70年代裝艦使用后，經(jīng)過了300 多次大大小小的改進(jìn)。最近的改造，不僅使其（V）1 ～（V）3 系統(tǒng)的性能進(jìn)一步提高，又使其增加了（V）4 和（V）5 兩個(gè)新成員，其中（V）1 和（V）2 型為無源系統(tǒng)，（V）3 ～（V）5 型增加了有源干擾功能，（V）4 型專用于裝備航空母艦。SLQ－32（V）電子支援措施（ESM）系統(tǒng)可以無源探測(cè)包括來自雷達(dá)制導(dǎo)的低飛反艦巡航導(dǎo)彈（ASCM）或相關(guān)艦載／海岸炮瞄目標(biāo)截獲雷達(dá)等威脅雷達(dá)輻射源，能識(shí)別雷達(dá)的類型，并可提供輻射源的方位角。

目前，美海軍正在根據(jù)海面電子戰(zhàn)改進(jìn)項(xiàng)目（SEWIP）對(duì)海軍現(xiàn)役的SLQ－32（V）進(jìn)行低風(fēng)險(xiǎn)、革命性的系列改進(jìn)。SEWIP Block 1A將提供改進(jìn)的控制器和顯示器（ICAD）技術(shù)及電子支援增強(qiáng)（ESE）系統(tǒng)，ESE 顯著增強(qiáng)了對(duì)抗ASCM的性能；SEWIP Block 1B將增加對(duì)特種輻射源的識(shí)別性能；SEWIP Block 1C將Block 1A和Block 1B改進(jìn)型集成到裝備有源對(duì)抗措施的SLQ－32 的航母和其它艦船上。

SEWIP Block 2 將利用商用現(xiàn)貨，研制替代SLQ－32 的接收機(jī)、天線和作戰(zhàn)系統(tǒng)界面，新型數(shù)字接收機(jī)將采用先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)、無源探測(cè)和識(shí)別更多較遠(yuǎn)距離處的射頻輻射源，并提供被測(cè)輻射源信號(hào)更精確的到達(dá)角信息。未來的SEWIP Block 3 和Block 4 將增強(qiáng)有源干擾能力和紅外干擾能力，改進(jìn)后的AN／SLQ－32（V）系統(tǒng)將至少會(huì)裝備到2025 年。

1.1.2 AN／BLQ－10 系統(tǒng)

美國洛克希德·馬丁公司新近研制的AN／BLQ－10 先進(jìn)潛艇戰(zhàn)術(shù)電子支援措施作戰(zhàn)系統(tǒng)，是海軍第一個(gè)具有威脅預(yù)警和情報(bào)收集功能的全綜合雷達(dá)和通信ESM。BLQ－10 （V）采用開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其雷達(dá)子系統(tǒng)采用了一對(duì)窄帶雷達(dá)調(diào)諧器，并有一個(gè)寬帶接收機(jī)，用于對(duì)雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、截獲、識(shí)別及精確定位；其通信子系統(tǒng)包括幾個(gè)接收機(jī)，能探測(cè)、截獲 HF、VHF、UHF 通信信號(hào)以及來自網(wǎng)絡(luò)的低截獲概率信號(hào)。

1.1.3 AN／ALR－66A（V）6 系統(tǒng)

美國通用和利頓公司合作研制的AN／ALR－66A（V）6 ，適用于水翼導(dǎo)彈巡邏艇，為之提供無源目標(biāo)指示和告警。它在C～J 頻段內(nèi)對(duì)輻射源具有高截獲概率，并能夠?qū)澄椅淦飨到y(tǒng)輻射源進(jìn)行精確定位和識(shí)別。

1.1.4 SLQ－380V 系統(tǒng)

西班牙英達(dá)拉公司20 世紀(jì)90 年代研制的SLQ－380（V）綜合型電子戰(zhàn)系統(tǒng)，由改進(jìn)型電子支援系統(tǒng)、綜合的干擾和欺騙系統(tǒng)及多威脅目標(biāo)定位系統(tǒng)組成，用來裝備小型水面艦艇、護(hù)衛(wèi)艦等，頻率范圍：0.5 ～2GHz （C／D 波段）和2 ～20GHz （E／J波段）。SLQ－380 （V）改進(jìn)型電子支援系統(tǒng)采用了多波束天線，可對(duì)箔條彈和紅外假目標(biāo)發(fā)射架、近程武器系統(tǒng)及干擾機(jī)進(jìn)行目標(biāo)定位。

1.2 單艦無源定位技術(shù)

單艦無源定位就是根據(jù)現(xiàn)有偵察系統(tǒng)所提供的參數(shù)（脈幅、脈寬、方位、重頻、波段和掃描周期等），對(duì)敵海上運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)向、測(cè)距，從而達(dá)到定位的目的。目前單艦無源定位的定位處理方法主要有以下幾種。

（1）單艦測(cè)向定位技術(shù)

測(cè)向（DOA）定位法是一種經(jīng)典的定位法。該方法依據(jù)三角定位的基本原理，利用運(yùn)動(dòng)的單個(gè)觀測(cè)站在不同位置測(cè)得的輻射源方位角信息，運(yùn)用交叉定位原理通過一定的定位算法確定出固定輻射源的位置。對(duì)于機(jī)動(dòng)的輻射源，無法實(shí)現(xiàn)交叉測(cè)向定位。定位過程實(shí)際上是對(duì)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的估計(jì)和擬合。現(xiàn)有的定位估計(jì)算法主要有極大似然法、最小二乘法和偽線性估計(jì)法等。

（2）單艦測(cè)到達(dá)時(shí)間差定位技術(shù)

單艦測(cè)到達(dá)時(shí)間差（TDOA）定位法的原理為：對(duì)于徑向運(yùn)動(dòng)的輻射源，由于輻射源距離未知，其輻射信號(hào)到定位艦時(shí)間的相對(duì)變化包含了輻射源的狀態(tài)信息。從該信息中獲得輻射源的速度信息和距離信息，進(jìn)而獲得其位置信息，可實(shí)現(xiàn)精確的無源定位。

（3）單艦測(cè)方位－測(cè)到達(dá)時(shí)間定位技術(shù)

上述單艦測(cè)向定位技術(shù)中已談到，當(dāng)定位對(duì)象為高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí)，單艦測(cè)向定位對(duì)此往往無能為力。為此，可利用到達(dá)角（DOA）和到達(dá)時(shí)間（TOA）測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行單艦無源定位和跟蹤。觀測(cè)站在測(cè)得輻射源信號(hào)的DOA和TOA后，假設(shè)輻射脈沖具有恒定的PRI 且相對(duì)于觀測(cè)站作非徑向運(yùn)動(dòng)，由于其到觀測(cè)站的距離發(fā)生了變化，即DOA發(fā)生變化，相應(yīng)引起脈沖TOA 的變化，所以從DOA和TOA中可以提取輻射源位置信息，實(shí)現(xiàn)精確的無源定位。

（4）單艦測(cè)方位－測(cè)多普勒頻率定位技術(shù)

單艦測(cè)方位－測(cè)多普勒頻率定位法是根椐運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，從觀測(cè)站和輻射源間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的徑向分量中提取出目標(biāo)多普勒頻率變化率信息，從切向分量中提取出目標(biāo)角度變化率信息，輔以方位信息，從而精確確定輻射源位置的一種方法。

2 多艦／空無源定位系統(tǒng)和技術(shù)

多站無源定位以偵察設(shè)備的復(fù)雜度來換取定位速度快、定位精度高的優(yōu)點(diǎn)，在陸地上得到廣泛應(yīng)用；但在海戰(zhàn)中多艦無源定位因其速度慢，機(jī)動(dòng)性能差，會(huì)面臨多艦之間的復(fù)雜時(shí)間同步、脈沖配對(duì)及信息傳輸?shù)纫幌盗须y題，發(fā)展比較緩慢。多艦多平臺(tái)無源定位當(dāng)前的發(fā)展主要集中在水面艦載ESM系統(tǒng)與艦載／升空平臺(tái)、岸基平臺(tái)和天基平臺(tái)ESM系統(tǒng)的交聯(lián)上，希望借助于艦載機(jī)的空中優(yōu)勢(shì)來擴(kuò)大和提高艦用ESM系統(tǒng)的反導(dǎo)作戰(zhàn)能力，構(gòu)成海陸空天立體化的電子防御體系。

2.1 多艦／空無源定位系統(tǒng)

國外為了提高艦載無源定位系統(tǒng)的定位精度，大多利用艦載直升機(jī)或無人機(jī)和預(yù)警機(jī)參與無源定位，拉大基線長度，從而有效地提高定位精度。隨著網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的不斷深入，艦載無源定位系統(tǒng)正向著多艦／多平臺(tái)綜合一體化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。美海軍正在構(gòu)建協(xié)同作戰(zhàn)能力（CEC）系統(tǒng)。美海軍未來聯(lián)合作戰(zhàn)能力將兼容ESM、電子情報(bào)、通信情報(bào)、雷達(dá)和紅外等多種傳感器，并計(jì)劃將海軍的CEC 與空軍的網(wǎng)絡(luò)中心協(xié)作目標(biāo)瞄準(zhǔn)（NCCT）結(jié)合，最終計(jì)劃在2025 年建成全軍的綜合電子信息系統(tǒng)（C4KISR），實(shí)現(xiàn)對(duì)全球任何目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)化精確探測(cè)、定位和打擊。

2.1.1 艦載SLQ－32 與直升機(jī)載 ALQ－142（I ）綜合一體化

國外典型艦／空一體化無源定位系統(tǒng)主要有美國海軍和國會(huì)研制的艦載SLQ－32V系統(tǒng)與新型直升機(jī)載無源定位系統(tǒng) ALQ－142 （I ）綜合一體化系統(tǒng)。這種新型直升機(jī)載定位系統(tǒng)是艦／空一體化電子戰(zhàn)系統(tǒng)的機(jī)載前端傳感器部分，在測(cè)向方面采用相位干涉儀天線陣列，所以其測(cè)向精度比原先采用羅特曼透鏡多波束比幅測(cè)向的ALQ－142（V）型更為先進(jìn)。ALQ－142（I ）系統(tǒng)測(cè)得的敵輻射源信號(hào)特征參數(shù)和方位參數(shù)通過數(shù)據(jù)鏈直接傳送到艦載SLQ－32（V）系統(tǒng)電子戰(zhàn)席位或送到艦上作戰(zhàn)情報(bào)中心（CIC），利用交叉定位法確定出敵輻射源的位置，使整個(gè)艦／空電子戰(zhàn)系統(tǒng)的探測(cè)距離超過雷達(dá)視距范圍。

2.1.2 艦載無人機(jī)載定位系統(tǒng)

國外正在研究艦載無人機(jī)載定位系統(tǒng)，無人機(jī)攜帶偵察設(shè)備對(duì)一定頻域和空域內(nèi)的各種電磁信號(hào)進(jìn)行搜索、測(cè)量和分析識(shí)別，可以把分析識(shí)別放在無人機(jī)上進(jìn)行，把信息傳送到艦上，以減輕無人機(jī)的載荷，這樣艦上偵察設(shè)備與無人機(jī)上的偵察設(shè)備配合使用，就可對(duì)敵輻射源進(jìn)行比較精確的定位。

2.1.3 AN／WLR－1H（V）7ESM 系統(tǒng)

美海軍為提高航母和海岸巡邏快艇的威脅告警能力開發(fā)的AN／WLR－1H（V）7ESM 系統(tǒng)，代表了目前ESM 海上電子情報(bào)（ELINT）和通信情報(bào)（COMINT）應(yīng)用的最新技術(shù)。雖然它與CEC 計(jì)劃無關(guān)，但系統(tǒng)具有構(gòu)建CEC 能力的潛力，能夠用來識(shí)別各種飛機(jī)和艦船上的特殊輻射源，對(duì)它們進(jìn)行跟蹤，并把輻射源的信息分發(fā)給戰(zhàn)斗群的其他艦船。

2.1.4 “沉默的哨兵”無源探測(cè)定位系統(tǒng)

1998 年10 月美國公開了洛克希德·馬丁公司經(jīng)過15 年潛心研究的利用商用調(diào)頻擴(kuò)播和電視信號(hào)、采用相干技術(shù)進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別的“沉默的哨兵”無源探測(cè)定位系統(tǒng)。系統(tǒng)對(duì)雷達(dá)截面積（RCS）為10m2空中目標(biāo)的探測(cè)和跟蹤距離達(dá)180km，方位覆蓋60°～360°，同時(shí)發(fā)現(xiàn)和跟蹤目標(biāo)的容量達(dá)200部，每秒可進(jìn)行8 次實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新。據(jù)報(bào)導(dǎo)，美國在2002 年7 月22 日將“沉默的哨兵3 ”安裝在運(yùn)動(dòng)速度為15kn 的艦船上進(jìn)行演示試驗(yàn)，試驗(yàn)裝置如圖1所示。

圖1 “沉默的哨兵3”艦上試驗(yàn)樣機(jī)

試驗(yàn)結(jié)果表明，“沉默的哨兵3 ”傳感器能夠作為有限覆蓋區(qū)域補(bǔ)盲提供空中監(jiān)視和跟蹤，對(duì)低空飛行、非協(xié)作、慢速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)及導(dǎo)彈進(jìn)行跟蹤，能對(duì)飛機(jī)、不對(duì)稱威脅和助推階段導(dǎo)彈提供連續(xù)監(jiān)視，采用低成本無人值守遙控管理?！俺聊纳诒? ”能對(duì)關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施提供近期作戰(zhàn)監(jiān)視。

2.1.5 美海軍CEC 系統(tǒng)與美軍CKISR 系統(tǒng)中的無源定位系統(tǒng)

從20 世紀(jì)90 年代以來，為了提高艦艇編隊(duì)的協(xié)調(diào)指控能力，實(shí)現(xiàn)從“平臺(tái)中心戰(zhàn)”向“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”的轉(zhuǎn)變，美國海軍率先提出了發(fā)展CEC 計(jì)劃，意在將航母戰(zhàn)斗群中各艦艇的探測(cè)跟蹤系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)和武器系統(tǒng)以及預(yù)警機(jī)等有機(jī)聯(lián)系起來。美海軍未來聯(lián)合作戰(zhàn)能力將兼容ESM、電子情報(bào)、通信情報(bào)、雷達(dá)和紅外等多種傳感器。美海軍和空軍正在實(shí)現(xiàn)CEC 與NCCT 網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。美軍計(jì)劃將在2025 年建成C4KISR 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全球任何目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)化精確探測(cè)、定位和打擊。

ISR 是C4KISR 系統(tǒng)的核心和保障。ISR 系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備的覆蓋范圍通常可分為3 級(jí)：第1 級(jí)ISR系統(tǒng)能覆蓋戰(zhàn)場(chǎng)的大部分地區(qū)。美軍通過NCCT計(jì)劃把海、陸、空、天基的升空傳感器如RC－135 “鉚釘”、“聯(lián)合星”、空中預(yù)警飛機(jī)、“全球鷹”無人機(jī)和海軍的EP－3 飛機(jī)這樣的平臺(tái)通過Link－16 數(shù)據(jù)鏈等連成網(wǎng)絡(luò)，以大大改進(jìn)對(duì)時(shí)敏目標(biāo)的探測(cè)、識(shí)別和定位能力，減小目標(biāo)定位誤差和瞄準(zhǔn)時(shí)間，擴(kuò)大現(xiàn)有傳感器的作用距離。第2 級(jí)ISR 系統(tǒng)包括那些對(duì)重點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行詳細(xì)監(jiān)視的系統(tǒng)如“捕食者”無人機(jī)，以及攜帶有各種傳感器的戰(zhàn)斗機(jī)和直升機(jī)，通過Ad－Hoc 自組網(wǎng)技術(shù)等連成網(wǎng)絡(luò)，支持第1 級(jí)系統(tǒng)。第3 級(jí)ISR 系統(tǒng)是進(jìn)入21 世紀(jì)以來，美軍針對(duì)在伊拉克城市作戰(zhàn)環(huán)境中缺乏靈活偵察手段，快速發(fā)展起來的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2.1.5.1 AN／ALQ－217AESM 系統(tǒng)

E－2D預(yù)警機(jī)是海軍擴(kuò)展防空任務(wù)的一個(gè)關(guān)鍵“使能器”，E－2D 的核心裝備是 AN／APY－9 雷達(dá)和AN／ALQ－217AESM 系統(tǒng)。AN／APY－9 雷達(dá)采用機(jī)械掃描與電掃描相結(jié)合的探測(cè)方式，完全能夠滿足美海軍無縫隙覆蓋360°空域的要求。AN／ALQ－217AESM系統(tǒng)能以很高的有效性和很低的成本精確識(shí)別和定位雷達(dá)。E－2D能與CEC 系統(tǒng)完全兼容，借助數(shù)據(jù)鏈將來自各種平臺(tái)的雷達(dá)跟蹤數(shù)據(jù)融合為一幅高質(zhì)量、實(shí)時(shí)合成的跟蹤圖像，通過Link－16 將監(jiān)視圖像分發(fā)給沒有裝備CEC 的平臺(tái)，提供一個(gè)無縫的空中戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)圖像。E－2D將成為美海軍網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)中極其重要的一個(gè)空中節(jié)點(diǎn)。

2.1.5.2 LR－100ESM／ELINT 系統(tǒng)及 ELINT 有效載荷

“全球鷹”裝有由利頓公司設(shè)計(jì)、諾斯羅普·格魯曼公司生產(chǎn)的LR－100 小型自動(dòng)化的ESM 電子情報(bào)（ELINT）系統(tǒng)。LR－100 重27kg，頻率覆蓋范圍為2 ～18GHz ，可對(duì)射頻輻射源進(jìn)行探測(cè)、識(shí)別和定位，并將輻射源的到達(dá)角、位置、頻率、脈沖重復(fù)頻率和脈沖寬度等參數(shù)顯示在坐標(biāo)上。“全球鷹”主要依靠該系統(tǒng)執(zhí)行戰(zhàn)場(chǎng)信號(hào)情報(bào)偵察任務(wù)。

“全球鷹”上還裝有由德國EADS 公司開發(fā)的ELINT 有效載荷，它是一種“高靈敏度傳感器”，可以對(duì)雷達(dá)輻射源進(jìn)行探測(cè)、定位和分類，探測(cè)距離達(dá)500km。它具有2 種工作模式：一種是自動(dòng)工作模式，在很寬的電磁頻譜范圍內(nèi)，對(duì)已知和未知輻射源進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視，從而建立電子作戰(zhàn)序列；另一種是人工模式，對(duì)特定的輻射源進(jìn)行詳細(xì)分析，并對(duì)所有被監(jiān)視的輻射源進(jìn)行記錄。接收到的輻射源信號(hào)在無人機(jī)上進(jìn)行預(yù)處理，然后通過下行鏈路傳送到地面，由電子情報(bào)地面支援站做進(jìn)一步分析。

“全球鷹”能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)快速戰(zhàn)場(chǎng)感知提供強(qiáng)有力的支持，其先進(jìn)的機(jī)載任務(wù)載荷能極大地提高對(duì)地面目標(biāo)持久和高精度的偵察監(jiān)視能力，以及對(duì)目標(biāo)的識(shí)別、跟蹤和快速定位能力。

2.1.5.3 海洋偵察衛(wèi)星“無源定位”任務(wù)載荷

美國“白云”系列、俄羅斯的海洋偵察衛(wèi)星和目前的“微衛(wèi)星編隊(duì)”是多星偵察系統(tǒng)，采用TDOA定位體制。多星定位體制的衛(wèi)星軌道一般為1 000km以上。在多星體制的偵察系統(tǒng)中，單顆衛(wèi)星僅配置信號(hào)參數(shù)測(cè)量單元，即采用一個(gè)用于信號(hào)參數(shù)測(cè)量的信號(hào)接收天線，而不需要測(cè)量信號(hào)DOA的復(fù)雜的天線陣列，它利用3 ～4 顆衛(wèi)星的位置差別得到信號(hào)TDOA 來完成對(duì)輻射源的定位。這種定位體制要求星座中各顆衛(wèi)星間有嚴(yán)格的時(shí)間同步。

2.1.5.4 借助互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程遙控編隊(duì)無源定位系統(tǒng)

國外一種基于Ad－h(huán)oc 無線網(wǎng)絡(luò)的“組網(wǎng)化無人機(jī)（UAV）通信、指揮與控制”（NetUAVC3）樣機(jī)進(jìn)行了試飛。該項(xiàng)目體現(xiàn)了外軍提出的一種受群集昆蟲特性啟發(fā)而形成的“群集情報(bào)”的概念?！叭杭盪AV的電子戰(zhàn)接收機(jī)具有數(shù)字式信息素自主功能，即把每臺(tái)接收機(jī)看作是存在于這個(gè)“群集”中的一個(gè)螞蟻，獲得的參數(shù)可作為另一臺(tái)接收機(jī)截獲信號(hào)時(shí)的引導(dǎo)。利用這種NetUAVC3架構(gòu)，操作員可以對(duì)遠(yuǎn)方“掛拖”在因特網(wǎng)上的“魚網(wǎng)式網(wǎng)絡(luò)”進(jìn)行遙控，對(duì)遠(yuǎn)方輻射源進(jìn)行定位偵察。該研究內(nèi)容包括，一種將“網(wǎng)絡(luò)級(jí)情報(bào)”和“任務(wù)級(jí)情報(bào)”融合到“自主飛行控制單元”中去的算法、演示“把UAV 的任務(wù)功能連接到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)上”的功能和由組網(wǎng)化UAV編隊(duì)對(duì)射頻輻射源定位的功能。

2.2 多艦／空無源定位技術(shù)

多艦／空無源定位的處理方法目前主要有以下幾種：

（1）多艦／空（編隊(duì)）測(cè)向交叉定位技術(shù)

多艦／空測(cè)向交叉定位法的基本原理是利用2個(gè)或2 個(gè)以上的艦／空平臺(tái)對(duì)同一目標(biāo)輻射源測(cè)得的方位信息，采用三角方法或最佳狀態(tài)估計(jì)法等算出目標(biāo)輻射源的位置。

（2）多艦／空（編隊(duì)）時(shí)差無源定位技術(shù)

多艦／空時(shí)差定位法的基本原理是利用已被精確測(cè)定了相互間位置、距離的3 個(gè)（或3 個(gè)以上）艦／空偵察設(shè)備去測(cè)量輻射源信號(hào)到達(dá)的時(shí)差，在二維平面內(nèi)，輻射源信號(hào)到2 個(gè)艦／空平臺(tái)的到達(dá)時(shí)間差確定了一組以2 個(gè)艦／空平臺(tái)的位置為焦點(diǎn)的雙曲線，2 個(gè)艦／空平臺(tái)的連線稱為基線，3 個(gè)（或3 個(gè)以上）艦／空平臺(tái)根據(jù)時(shí)差就可作出2 組（或2 組以上）雙曲線，2 組雙曲線相交得到2 個(gè)交點(diǎn)，再利用粗測(cè)向信息排除基線另一側(cè)的虛假定位點(diǎn)，就可確定輻射源的位置。測(cè)時(shí)差定位的優(yōu)點(diǎn)是定位精度較高；缺點(diǎn)是對(duì)偵察設(shè)備和時(shí)統(tǒng)設(shè)備的要求高，同時(shí)由于噪聲和誤差的存在，會(huì)出現(xiàn)多值模糊和無解的情況。

（3）二艦／空時(shí)差、測(cè)向交叉無源定位技術(shù)

利用時(shí)差的無源定位，通常要有3 個(gè)接收站以達(dá)到消除多值模糊和定位精度的要求。如果海上艦對(duì)艦的無源定位，要以3 條艦艇作為接收站，那它們之間的數(shù)據(jù)傳輸和時(shí)間同步都變得十分復(fù)雜，會(huì)影響定位的收斂時(shí)間和定位精度。

二艦／空測(cè)時(shí)差、測(cè)向定位法又稱雙曲線－直線交叉法，基本原理是利用已被精確測(cè)定了相互間位置、距離的2 個(gè)艦／空的偵察設(shè)備測(cè)輻射源信號(hào)到達(dá)的時(shí)差，做出一組雙曲線，然后用其中一個(gè)艦空平臺(tái)的測(cè)向線和雙曲線相交，交點(diǎn)即為輻射源的位置。該方法實(shí)際上是測(cè)向交叉定位法和測(cè)時(shí)差定位法的綜合，定位精度和要求的設(shè)備復(fù)雜度介于測(cè)向交叉定位法和測(cè)時(shí)差定位法之間。

（4）利用外輻射源的超視距探測(cè)定位技術(shù)

傳統(tǒng)的無源探測(cè)定位裝備主要是通過探測(cè)目標(biāo)輻射源信號(hào)來確定目標(biāo)的位置，但對(duì)保持電磁沉默狀態(tài)的目標(biāo)卻無法實(shí)現(xiàn)有效的探測(cè)和定位。于是，人們探索出新穎的利用廣播和電視等信號(hào)在被測(cè)目標(biāo)形成的反射信號(hào)來對(duì)目標(biāo)定位的無源探測(cè)定位技術(shù)。利用這種技術(shù)的典型代表是美國洛克希德·馬丁公司研究的“沉默的哨兵”無源探測(cè)定位系統(tǒng)，關(guān)鍵技術(shù)是無源相干定位（PCL）技術(shù)。該技術(shù)以IBM公司研究的算法為基礎(chǔ)，通過接收來自一個(gè)或多個(gè)調(diào)頻無線電臺(tái)、電視臺(tái)的直接路徑信號(hào)或散射信號(hào)，并利用目標(biāo)飛過時(shí)產(chǎn)生的反射信號(hào)載波和信號(hào)包絡(luò)定位空中目標(biāo)，同時(shí)借助可視化軟件和分析軟件將目標(biāo)顯示在三維顯示器上。目前，該技術(shù)在工程實(shí)現(xiàn)上還存在如何從很強(qiáng)的直達(dá)波和背景噪聲中檢出微弱信號(hào)以及如何解模糊，獲得精確的AOA 和TDOA等諸多問題。

（5）基于大氣波導(dǎo)的超視距無源探測(cè)定位技術(shù)

超視距無源探測(cè)定位技術(shù)系統(tǒng)利用對(duì)流層散射和大氣波導(dǎo)傳輸機(jī)理，來實(shí)現(xiàn)對(duì)千里以外的射頻信號(hào)探測(cè)和定位。大氣對(duì)流層可以對(duì)雷達(dá)輻射的電磁波產(chǎn)生散射，雖然這種散射信號(hào)很弱，但只要偵察接收機(jī)的靈敏度足夠高，還是可以截獲到雷達(dá)信號(hào)的，可以對(duì)雷達(dá)實(shí)施超視距偵察?，F(xiàn)主要有湍流理論、不相干反射理論和相干反射理論3 種理論可以在某種程度上解釋對(duì)流層遠(yuǎn)距離傳播的現(xiàn)象，與實(shí)測(cè)的結(jié)果大部分是相符的，但都還不能做出全面、完整的解釋，目前比較成熟的是湍流理論。所謂大氣波導(dǎo)就是由于特定區(qū)域的溫度和濕氣急劇地垂直變化使雷達(dá)波集中在對(duì)流層最低部位的一種反?，F(xiàn)象。大氣波導(dǎo)的出現(xiàn)可使陷獲在其中的電波以較小的損失（和在自由空間的衰減量級(jí)相當(dāng)）沿波導(dǎo)傳輸，所以，對(duì)通信系統(tǒng)和有源無源探測(cè)系統(tǒng)會(huì)造成嚴(yán)重影響。

在軍事應(yīng)用上，波導(dǎo)對(duì)于雷達(dá)和電子戰(zhàn)系統(tǒng)都是一把“雙刃劍”，一方面存在波導(dǎo)時(shí)，如果選用合適的頻率和發(fā)射角，能使雷達(dá)實(shí)現(xiàn)超視距探測(cè)；另一方面如果正確掌握波導(dǎo)位置、厚度和密度等，又可實(shí)現(xiàn)ESM系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)雷達(dá)的超視距探測(cè)、定位和干擾。

3 結(jié)束語

本文在大量收集國內(nèi)外有關(guān)艦載無源定位技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)利用外輻射源信號(hào)和利用目標(biāo)自身輻射信號(hào)的多艦／空和單艦無源定位系統(tǒng)、定位方法和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了較為全面的概述。多艦／空無源定位存在艦船機(jī)動(dòng)性差、多艦／空平臺(tái)之間面臨復(fù)雜時(shí)間同步、脈沖配對(duì)及信息傳輸?shù)纫幌盗须y題，目前發(fā)展較緩慢；單艦無源定位發(fā)展迅速，國外已有產(chǎn)品，國內(nèi)應(yīng)把握時(shí)機(jī)，爭取在關(guān)鍵技術(shù)上取得突破，

并形成裝備，與有源雷達(dá)協(xié)同工作、相互支持，在未來對(duì)敵斗爭中確?！爸齐姶艡?quán)”。

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