張西托 劉忠義 劉 平 劉 潔 張華睿

（海軍潛艇學(xué)院 青島 266044）

1 引言

在軍事領(lǐng)域中，打擊航母編隊的戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)一直是研究的熱點。航母編隊是一國海軍的標(biāo)志性力量［1～2］，戰(zhàn)略價值極高。它能不受岸上基地的限制，在遠(yuǎn)離軍事基地的廣闊海洋上實施大范圍機動作戰(zhàn)?？梢哉f，哪里有沖突熱點，哪里就能看到航母編隊的身影。因此，作為反制方，研究應(yīng)對航母編隊的技術(shù)具有重要的軍事應(yīng)用價值。

反艦導(dǎo)彈由于目標(biāo)小、速度快，具有很強的隱蔽性和突然性，一直是打擊航母編隊的主要武器［3～4］。在利用反艦導(dǎo)彈打擊航母編隊時，需首先摧毀編隊中的航母平臺。航母作為艦載機的搭載平臺，具有其它水面艦船無可比擬的重要性。一個航母編隊若損失航母，將失去絕大部分戰(zhàn)斗力。為了使反艦導(dǎo)彈達(dá)到最大的毀傷效果，應(yīng)優(yōu)先攻擊最高價值的目標(biāo)，即航母。但由于航母編隊擁有眾多的防護(hù)手段，傳統(tǒng)的探測設(shè)備無法抵近航母編隊探測，反艦導(dǎo)彈在突防之后只能依靠自身對航母進(jìn)行識別和定位。這種情況對反艦導(dǎo)彈的末制導(dǎo)能力提出了更高的要求，其不但要捕獲到目標(biāo)，還要對多個目標(biāo)進(jìn)行選擇。

目前對于末制導(dǎo)的研究主要可分為三大類［5］，一是利用雷達(dá)、紅外傳感器對目標(biāo)進(jìn)行探測，然后選擇回波能量或熱源輻射最強的目標(biāo)進(jìn)行攻擊。這類方法極易受到干擾，如反射箔條能形成強烈的回波信號，從而使得反艦導(dǎo)彈的雷達(dá)導(dǎo)引頭丟失真實的目標(biāo)，同樣的，熱源誘餌也會對紅外導(dǎo)引頭造成很大的影響。第二類為基于各種圖像信息對目標(biāo)進(jìn)行識別導(dǎo)引的技術(shù)，如雷達(dá)圖像、紅外圖像和可見光圖像等等。其利用圖像分析技術(shù)，將實時獲取到的目標(biāo)圖像與數(shù)據(jù)庫中預(yù)先存儲的航母圖像進(jìn)行匹配，并據(jù)此做出判斷。該類方法的識別導(dǎo)引正確率較低。航母的圖像信息與其姿態(tài)角密切相關(guān)，不同的姿態(tài)角其圖像特征變化巨大，而且在實際應(yīng)用中，也難以獲得敵方航母全面、詳盡的圖像信息，這些都給圖像匹配工作帶來了較大的困難；同時，依據(jù)圖像信息進(jìn)行制導(dǎo)時，對氣象條件的要求較高，在惡劣的海況條件下，其使用受到很大的限制。第三類為被動制導(dǎo)技術(shù)［6］。其主要通過彈載的雷達(dá)偵察機接收目標(biāo)平臺發(fā)射的雷達(dá)信號，經(jīng)過分析得到雷達(dá)類型，并根據(jù)雷達(dá)類型與搭載平臺的對應(yīng)關(guān)系，推算目標(biāo)身份。但是很多時候一種雷達(dá)可以搭載在多種艦船平臺上，雷達(dá)類型與搭載平臺之間并不存在一一對應(yīng)關(guān)系。此時，該類方法無法給出最終的識別結(jié)果，從而不能為反艦導(dǎo)彈進(jìn)行制導(dǎo)。

本文將以第三類方法為基礎(chǔ)，將敵我雙方的一般戰(zhàn)術(shù)原則引入到識別決策過程中，并據(jù)此提出了一種新的被動末制導(dǎo)方法。該方法在傳統(tǒng)方法不能發(fā)揮效力時，為反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)提供了一種可選策略。

2 被動末制導(dǎo)技術(shù)

在對抗處于攻擊末端的反艦導(dǎo)彈時，航母編隊中所搭載的防空雷達(dá)一般處在比較活躍的工作狀態(tài)。反艦導(dǎo)彈的速度快，隱蔽性好，航母編隊防空力量的反應(yīng)時間有限。為了應(yīng)對反艦導(dǎo)彈這種高速、高威脅目標(biāo)，航母編隊防空雷達(dá)需盡快對其進(jìn)行跟蹤與定位，然后才能加以摧毀。此時，編隊中各艘艦船均會最大可能的發(fā)揮其防空能力，利用其所搭載的防空雷達(dá)對反艦導(dǎo)彈進(jìn)行探測。這種情況給被動末制導(dǎo)技術(shù)創(chuàng)造了有利條件。同時，航母編隊中各艘艦船上的雷達(dá)存在差異性，而且使用原則也各不相同，據(jù)此可以實現(xiàn)反艦導(dǎo)彈被動末制導(dǎo)時對編隊中航母的識別，識別過程的示意圖如圖1所示。

圖1 識別過程示意圖

反艦導(dǎo)彈在接近航母時，彈載雷達(dá)偵察機會接收到各艘艦船上的防空雷達(dá)信號，經(jīng)過信號預(yù)處理得到信號特征參數(shù)，然后基于信號特征數(shù)據(jù)庫對雷達(dá)信號依次進(jìn)行雷達(dá)類型識別和平臺類型識別，若識別成功，能夠分辨出航母，則直接輸出識別結(jié)果。

若獲取到的信息量過少，或者數(shù)據(jù)庫不夠全面，在第一步無法給出有效的識別結(jié)果，則需進(jìn)入第二步，利用戰(zhàn)術(shù)輔助推理進(jìn)行識別。戰(zhàn)術(shù)輔助推理在信號特征識別的基礎(chǔ)上，引入敵方航母編隊一般作戰(zhàn)原則，推演出航母平臺對應(yīng)的位置，以此作為反艦導(dǎo)彈制導(dǎo)攻擊的目標(biāo)。

3 信號特征識別

信號特征識別主要依賴于雷達(dá)信號特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫。通過將接收到的輻射源信號與數(shù)據(jù)庫中的現(xiàn)有信號進(jìn)行比對、統(tǒng)計，若能夠匹配成功，就可判斷出是何種信號，然后依據(jù)數(shù)據(jù)庫中存儲的信號類型——雷達(dá)類型——平臺類型的對應(yīng)關(guān)系，推導(dǎo)出搭載輻射源的目標(biāo)平臺。

雷達(dá)信號特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫是后端識別推理的基礎(chǔ)，其完備性和準(zhǔn)確性對識別性能有非常直接的影響。它主要有三部分內(nèi)容：雷達(dá)信息表、信號信息表以及目標(biāo)信息表［7］。雷達(dá)信息表中包括雷達(dá)類型和雷達(dá)的各種屬性信息，如搭載該類雷達(dá)的平臺、國家地區(qū)等與作戰(zhàn)有關(guān)的信息。信號信息表中含有各種已知信號的特征參數(shù)和對應(yīng)的雷達(dá)類型等信息。例如，載頻（RF）、脈寬（PW）、重頻（PRF）、脈內(nèi)（INP）、輻射源到達(dá)方位角（AOA）等等特征參數(shù)，可根據(jù)實際情況進(jìn)行取舍。在選取數(shù)據(jù)庫中信號特征參數(shù)時，應(yīng)遵循三個原則［8］：

1）區(qū)分性。不同的雷達(dá)類型其發(fā)射的信號必然會存在不同之處，信號信息表中要重點關(guān)注此種信息，而對于不具有區(qū)分性的冗余數(shù)據(jù)，則應(yīng)該剔除。

2）穩(wěn)定性。信號信息表中的數(shù)據(jù)應(yīng)該具有一定的穩(wěn)定性，不能隨著時間的推移而發(fā)生改變。

3）可測性。要立足于彈載雷達(dá)偵察機的觀測能力，對需要大型化、高性能偵察設(shè)備的數(shù)據(jù)，則不能采用。

目標(biāo)信息表的數(shù)據(jù)主要為雷達(dá)偵察機觀測所得的輻射源信號數(shù)據(jù)，其與信號信息表的內(nèi)容應(yīng)大致相當(dāng)，以方便匹配處理。

在進(jìn)行信號匹配處理時，由于電磁環(huán)境復(fù)雜多變及各種干擾的存在，偵察設(shè)備測得的輻射源特征參數(shù)跟真值具有一定的偏差。在此，首先將接收信號與已知信號的各個參數(shù)進(jìn)行差值比對，如果各個參數(shù)差值均在設(shè)定的容差值范圍內(nèi)，則計算兩種信號之間的匹配程度，否則，直接認(rèn)為這兩種信號之間不能匹配。找出數(shù)據(jù)庫中與輻射源匹配程度最高的信號，即為信號識別結(jié)果［9］。在識別出信號后，根據(jù)信號信息表中的“雷達(dá)類型”，可以在雷達(dá)信息表中得到信號的雷達(dá)平臺屬性。

由于數(shù)據(jù)庫的不完備性和設(shè)備測量誤差，以及雷達(dá)類型與搭載平臺對應(yīng)關(guān)系的多樣性，信號特征識別并不能保證每次都能給出識別結(jié)果，此時就需利用戰(zhàn)術(shù)知識進(jìn)行輔助識別。

4 戰(zhàn)術(shù)輔助推理

航母編隊在應(yīng)對反艦導(dǎo)彈攻擊時會遵循一些基本的作戰(zhàn)原則，因此當(dāng)基于信號特征無法識別出航母時，可以根據(jù)戰(zhàn)術(shù)規(guī)則對航母進(jìn)行推理識別。

4.1 航母編隊作戰(zhàn)樣式

一個航母編隊的標(biāo)準(zhǔn)編成包括航母平臺和各種護(hù)航艦只，其基本作戰(zhàn)原則為：早期探測、先發(fā)制人、縱深防御、梯次配置［12］。因此，航母編隊在配置其所屬的防空兵力時，會構(gòu)成一個重點突出、全方位、立體化的縱深防御體系，如圖2所示。

圖2 航母編隊兵力配置示意圖

編隊在進(jìn)行兵力配置時通常以航母為中心，將其作為重點保護(hù)目標(biāo)，其它水面艦艇環(huán)繞航母分層部署，處于最內(nèi)層的是掩護(hù)幕艦艇，一般距航母5～10海里左右，是航母的最后防護(hù)力量。

4.2 戰(zhàn)術(shù)輔助推理方法

航母編隊的基本兵力配置陣型為戰(zhàn)術(shù)輔助推理提供了理論基礎(chǔ)，下面將通過分析其配置陣型，給出識別航母平臺的推理規(guī)則。

1）排除法

若數(shù)據(jù)庫比對法無法識別出航母，但是能夠確定其它輻射源信號不可能來自于航母，則可以通過排除法分離出航母，圖3是排除法示意圖。

假定彈載雷達(dá)偵察機接收到四個輻射源信號，分別記為A、B1、B2和B3，如果經(jīng)過數(shù)據(jù)庫比對B1、B2、B3不可能來自航母，而A無法判斷，則可以判定A來自航母。

2）類比法

航母雷達(dá)與護(hù)航艦艇雷達(dá)有所不同，而護(hù)航艦艇雷達(dá)的作戰(zhàn)任務(wù)相同、功能相近，信號特征一般會具有某種程度的相似性，據(jù)此可以分離出航母，圖4是類比法示意圖。

圖3 排除法示意圖

圖4 類比法示意圖

假定彈載雷達(dá)偵察機接收到四個輻射源信號，分別記為A、B1、B2和B3，如果B1、B2和B3為相似雷達(dá)信號，并且與A存在明顯差異，則可判定A來自航母。

3）角度法

彈載雷達(dá)偵察機能夠測量輻射源信號的到達(dá)方位角，而護(hù)航艦艇與航母的相對位置關(guān)系遵循一定的戰(zhàn)術(shù)原則，航母一般處于中心位置，護(hù)航艦艇圍繞航母分層部署，因此外層的輻射源信號不可能來自航母，圖5是角度法示意圖。

假定彈載雷達(dá)偵察機接收到來自四個方位的輻射源信號A、B1、B2、B3，則最外層的B1和B3不可能來自航母。角度法雖然不能唯一地標(biāo)定出航母，但是在僅有方位信息可用的情況下，仍然能對航母做出部分識別。

4）剔除無源干擾法

圖5 角度法示意圖

圖6 剔除無源干擾法示意圖

航母編隊在應(yīng)對反艦導(dǎo)彈攻擊時通常會釋放一些反射箔條等無源干擾物，這些干擾物會使主動雷達(dá)產(chǎn)生虛假目標(biāo)，而彈載雷達(dá)偵察機則不受無源干擾的影響，圖6是剔除無源干擾法示意圖。

假定A和A′是主動雷達(dá)探測到的兩個目標(biāo)，其中A′為干擾目標(biāo)，而在彈載雷達(dá)偵察機中，無源干擾A′會被自動消隱，因此可判定A為航母。

以上列舉的只是戰(zhàn)術(shù)輔助推理方法的一部分，其余的還有待進(jìn)一步的研究，對于已有的戰(zhàn)術(shù)輔助推理方法也要綜合使用才能獲得更好的識別結(jié)果。戰(zhàn)術(shù)輔助推理方法是一種通用的目標(biāo)識別方法，不局限于航母識別，也可推廣到其它目標(biāo)識別的領(lǐng)域。

5 結(jié)語

末制導(dǎo)是反艦導(dǎo)彈打擊航母編隊的一個關(guān)鍵問題，為了提高末制導(dǎo)的準(zhǔn)確性和攻擊效能，現(xiàn)代反艦導(dǎo)彈通常會采用多種制動方式相結(jié)合的復(fù)合工作模式，本文提出的被動末制導(dǎo)技術(shù)為反艦導(dǎo)彈打擊航母編隊的末制導(dǎo)提供了一種可選策略。

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