葉朝謀，丁建江，林周進(jìn)，王年生

（1.空軍預(yù)警學(xué)院，武漢 430019；2.解放軍95112部隊(duì)，廣東 佛山 528227；3.駐上海航天局八○四研究所軍事代表室，上海 201109）

雷達(dá)組網(wǎng)探測(cè)資源可監(jiān)控性分析*

葉朝謀1，2，丁建江1，林周進(jìn)3，王年生1

（1.空軍預(yù)警學(xué)院，武漢 430019；2.解放軍95112部隊(duì)，廣東 佛山 528227；3.駐上海航天局八○四研究所軍事代表室，上海 201109）

探測(cè)資源可監(jiān)控性是實(shí)現(xiàn)雷達(dá)組網(wǎng)系統(tǒng)資源優(yōu)化管理與控制的前提，與管控靈活性有著密切的關(guān)系。以雷達(dá)群組網(wǎng)系統(tǒng)為背景，綜合考慮組網(wǎng)探測(cè)資源可監(jiān)控性需求、技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)性等因素，深入分析了雷達(dá)組網(wǎng)系統(tǒng)指控中心、組網(wǎng)雷達(dá)及附屬設(shè)備等資源的可監(jiān)視性與可控性，并提出了探測(cè)資源可監(jiān)控性設(shè)計(jì)原則，這對(duì)組網(wǎng)管控系統(tǒng)及組網(wǎng)雷達(dá)的升級(jí)改造與研制具有一定的指導(dǎo)與參考價(jià)值。

雷達(dá)組網(wǎng)，資源管控，資源監(jiān)控

引言

雷達(dá)組網(wǎng)資源優(yōu)化管理與實(shí)時(shí)控制的實(shí)現(xiàn)，除了要求各探測(cè)資源滿足接口與信息交互格式外，還需具有一定可監(jiān)控性。探測(cè)資源可監(jiān)控性與資源管控系統(tǒng)的靈活性等有著密切聯(lián)系，是資源管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)需考慮的重要因素。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的雷達(dá)組網(wǎng)技術(shù)水平較高，但由于軍事保密等原因幾乎沒(méi)有相關(guān)公開文獻(xiàn)。而當(dāng)前國(guó)內(nèi)有關(guān)雷達(dá)組網(wǎng)探測(cè)資源可監(jiān)控性方面的研究不夠深入，僅有少數(shù)國(guó)內(nèi)公開文獻(xiàn)［1-7］對(duì)此有簡(jiǎn)單提及，但遠(yuǎn)不夠系統(tǒng)全面，因此，有必要對(duì)此進(jìn)行全面深入分析。

1 雷達(dá)組網(wǎng)系統(tǒng)探測(cè)資源

如下頁(yè)圖1所示，按所屬域類別劃分，探測(cè)資源可分為認(rèn)知域、信息域與物理域；按系統(tǒng)組成劃分，探測(cè)資源可分為信息處理、通信網(wǎng)絡(luò)、組網(wǎng)雷達(dá)、附屬設(shè)備以及數(shù)據(jù)庫(kù)等。

2 探測(cè)資源可監(jiān)控性分析

探測(cè)資源可監(jiān)控性可有多種不同劃分方法，如按可監(jiān)控程度可將探測(cè)資源分為以下幾個(gè)級(jí)別：①不可監(jiān)視資源；②可監(jiān)視資源，主要包括探測(cè)資源的設(shè)備性能狀態(tài)（一般可分為正常、性能下降或能耗程度、故障、未知等不同狀態(tài)程度），以及探測(cè)效果狀態(tài)；③可控資源，還可進(jìn)一步細(xì)分為可選與可調(diào)兩個(gè)級(jí)別，主要是探測(cè)資源的模式參數(shù)，且可控同時(shí)也兼具可監(jiān)視性。

圖1 雷達(dá)組網(wǎng)系統(tǒng)探測(cè)資源

根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模與技術(shù)體制等不同，各類雷達(dá)組網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)探測(cè)資源的可監(jiān)控性要求一般是不同的，且同一系統(tǒng)內(nèi)的不同管控節(jié)點(diǎn)對(duì)探測(cè)資源的可監(jiān)控性要求也不一定相同。本文以雷達(dá)群組網(wǎng)系統(tǒng)為典型背景，考慮工程技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)性等因素，從一般意義上深入分析探測(cè)資源可監(jiān)控性，相關(guān)結(jié)論對(duì)其他體制組網(wǎng)系統(tǒng)也具有重要參考意義。

2.1 組網(wǎng)指控中心資源可監(jiān)控性

組網(wǎng)指控中心主要執(zhí)行資源管控與信息融合兩大功能。

2.1.1 組網(wǎng)指控中心資源可監(jiān)視性

組網(wǎng)指控中心可監(jiān)視內(nèi)容主要包括：

（1）設(shè)備狀態(tài)：組網(wǎng)指控中心各分系統(tǒng)或分機(jī)設(shè)備狀態(tài)、系統(tǒng)各應(yīng)用軟件運(yùn)行狀態(tài)、時(shí)間能量消耗狀態(tài)、信息處理負(fù)載狀態(tài)等；組網(wǎng)雷達(dá)各分系統(tǒng)或分機(jī)設(shè)備狀態(tài)；通信鏈路設(shè)備狀態(tài)；附屬設(shè)備狀態(tài)。

（2）探測(cè)效果狀態(tài)：輸入目標(biāo)信息數(shù)量；輸入信息質(zhì)量狀態(tài)，主要包括對(duì)時(shí)間誤差、站址坐標(biāo)誤差、傳輸延時(shí)誤差、隨機(jī)測(cè)量誤差、高度誤差、探測(cè)概率、雜波干擾統(tǒng)計(jì)、正北精度、識(shí)別正確率等；系統(tǒng)探測(cè)效果，即組網(wǎng)探測(cè)系統(tǒng)實(shí)際上完成上級(jí)、友鄰或武器系統(tǒng)下達(dá)情報(bào)信息任務(wù)的程度，主要包括系統(tǒng)航跡融合更新率、融合信息質(zhì)量、綜合識(shí)別正確率、系統(tǒng)探測(cè)概率等；控制命令執(zhí)行狀態(tài)。

2.1.2 組網(wǎng)指控中心資源可控性

（1）資源管控系統(tǒng)可控性

資源管控系統(tǒng)可控內(nèi)容主要包括：

①優(yōu)化選擇與部署：組網(wǎng)雷達(dá)、通信網(wǎng)絡(luò)及附屬設(shè)備的選擇與優(yōu)化部署，以及相關(guān)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)參數(shù)設(shè)置。

②組網(wǎng)控制方式：如按一體化緊密程度可劃分為緊密方式、松散方式、散播方式等，分別對(duì)應(yīng)不同的情報(bào)保障任務(wù)。

③組網(wǎng)探測(cè)模式：如按目標(biāo)類型可分為常規(guī)目標(biāo)模式、低空目標(biāo)模式、高速高機(jī)動(dòng)目標(biāo)模式、反隱身模式等。

④雷達(dá)及附屬設(shè)備模式參數(shù)：雷達(dá)、通信與附屬設(shè)備的開關(guān)機(jī)、工作模式、工作參數(shù)。

（2）信息融合系統(tǒng)可控性

信息融合系統(tǒng)可控內(nèi)容主要包括：

①探測(cè)信息輸入：主要包括信息類型選擇，如選擇點(diǎn)跡或航跡等；上報(bào)區(qū)域，即設(shè)置雷達(dá)探測(cè)信息上報(bào)區(qū)域或禁報(bào)區(qū)域；檢測(cè)門限，即可分區(qū)設(shè)置組網(wǎng)雷達(dá)的最佳檢測(cè)門限。

②融合模式算法：主要包括融合區(qū)域，針對(duì)不同目標(biāo)、環(huán)境與輸入信息質(zhì)量等情況，進(jìn)行融合分區(qū)控制，實(shí)現(xiàn)在不同區(qū)域選擇相適應(yīng)的融合模式、算法及參數(shù)；融合模式選擇，點(diǎn)跡融合、航跡融合、點(diǎn)/航跡融合等不同融合模式的選擇；融合算法，針對(duì)常規(guī)目標(biāo)、強(qiáng)雜波環(huán)境、高速高機(jī)動(dòng)目標(biāo)、低可觀測(cè)目標(biāo)等不同目標(biāo)環(huán)境條件選擇合適的融合算法，如二維數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、多維數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、整體關(guān)聯(lián)、MHT關(guān)聯(lián)等關(guān)聯(lián)算法，Kalman、IMM、AGX等濾波算法以及綜合識(shí)別算法等等。

③融合參數(shù)：主要包括融合預(yù)處理參數(shù)；相關(guān)參數(shù)，如起始速度、起始夾角、起始高度、起始時(shí)間間隔、粗關(guān)聯(lián)門限、精關(guān)聯(lián)門限、雷達(dá)點(diǎn)跡時(shí)標(biāo)誤差容許門限、距離門限等；復(fù)合跟蹤參數(shù)，如重復(fù)判斷門限、虛假判斷參數(shù)、隸屬度判別參數(shù)等；平滑參數(shù)，如平滑系數(shù)、濾波參數(shù)等；系統(tǒng)誤差修正，如站址誤差、時(shí)間誤差、時(shí)延、測(cè)量誤差等修正校準(zhǔn)。

2.2 組網(wǎng)雷達(dá)可監(jiān)控性

不同技術(shù)體制雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)的可監(jiān)控程度有所差異，如常規(guī)雷達(dá)、相控陣?yán)走_(dá)、無(wú)源雷達(dá)、球載等升空平臺(tái)雷達(dá)等具有不同的可監(jiān)控性。本文主要以常規(guī)雷達(dá)與相控陣?yán)走_(dá)為例進(jìn)行分析。

2.2.1 組網(wǎng)雷達(dá)可監(jiān)視性

（1）設(shè)備狀態(tài)：雷達(dá)各分系統(tǒng)狀態(tài)如天饋、發(fā)射、接收、信號(hào)處理、終端、監(jiān)控、機(jī)電等設(shè)備狀態(tài)；雷達(dá)時(shí)間能量消耗狀態(tài)；雷達(dá)信息處理負(fù)載狀態(tài)；雷達(dá)通信鏈路設(shè)備狀態(tài)；雷達(dá)附屬資源設(shè)備狀態(tài)。

（2）探測(cè)效果狀態(tài)：獲取目標(biāo)信息的數(shù)量；獲取目標(biāo)信息的質(zhì)量狀態(tài)，主要包括雜波干擾統(tǒng)計(jì)、野值數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、信息幅度、噪聲電平、干擾環(huán)境、信息精度、識(shí)別正確率等；雷達(dá)探測(cè)效果；控制命令執(zhí)行狀態(tài)。

2.2.2 組網(wǎng)雷達(dá)可控性

組網(wǎng)雷達(dá)可控內(nèi)容主要包括：

（1）系統(tǒng)誤差：主要包括站址誤差、測(cè)量誤差、時(shí)間誤差。

（2）控制方式：主要包括人工控制、半自動(dòng)控制、自動(dòng)控制。

（3）開關(guān)機(jī)：開機(jī)、待機(jī)、關(guān)機(jī)控制。

（4）雷達(dá)工作模式：根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)有多種劃分方法，如按目標(biāo)類型可分為隱身目標(biāo)模式、小目標(biāo)模式、低空目標(biāo)模式等。

（5）扇區(qū)管理：將空間劃分為多個(gè)扇區(qū)，如對(duì)于常規(guī)雷達(dá)，可分別設(shè)置各扇區(qū)的發(fā)射與靜默狀態(tài)、信號(hào)波形、頻率、重復(fù)周期、接收與處理方式方法等工作模式及參數(shù)；對(duì)于相控陣?yán)走_(dá)，可分別設(shè)置各扇區(qū)的優(yōu)先級(jí)、搜索/跟蹤模式、數(shù)據(jù)率、頻率、波形、重復(fù)周期、接收與處理方式方法等工作模式與參數(shù)。

（6）區(qū)域管理：設(shè)置各空間區(qū)域內(nèi)的檢測(cè)門限以及點(diǎn)/航跡禁報(bào)區(qū)域等。

（7）天線系統(tǒng)：對(duì)于常規(guī)雷達(dá)，主要包括天線轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、天線俯仰，以及副瓣對(duì)消、副瓣匿影等輔助措施；對(duì)于相控陣?yán)走_(dá)，主要包括陣面指向、各分區(qū)或跟蹤目標(biāo)數(shù)據(jù)率、多波束方式以及各波束信號(hào)參數(shù)等。

（8）發(fā)射系統(tǒng)：主要包括①發(fā)射開關(guān)控制；②極化方式；③變頻方式；④重復(fù)頻率，如多重復(fù)頻率、重頻抖動(dòng)、重頻參差抖動(dòng)等；⑤功率管理；⑥信號(hào)波形及波形參數(shù)。

（9）接收系統(tǒng)：主要是對(duì)線性中放、對(duì)數(shù)中放、STC、常規(guī)AGC、噪聲AGC、IAGC、DAGC、雜波圖AGC以及特殊增益控制方式等的選擇。

（10）信號(hào)處理系統(tǒng)：主要包括①處理方式，如正常通道、非相參MTI、MTI/AMTI、MTD、PD等；②雷達(dá)檢測(cè)門限；③CFAR方式。

（11）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：雷達(dá)點(diǎn)跡數(shù)據(jù)處理的針對(duì)性較強(qiáng)，與雷達(dá)的工作參數(shù)及信號(hào)處理的方式如波束形狀、天線轉(zhuǎn)速、重復(fù)頻率、相參處理脈沖數(shù)等密切相關(guān)，需根據(jù)不同雷達(dá)工作參數(shù)設(shè)置相應(yīng)的野值剔除、歸并與凝聚處理算法、準(zhǔn)則和門限以及錄取方式等。對(duì)于航跡處理，包括跟蹤方式如正常跟蹤、記憶跟蹤、前沿跟蹤、幀間濾波、檢測(cè)前跟蹤方式等；關(guān)聯(lián)濾波算法如概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)濾波、最近鄰域關(guān)聯(lián)濾波、模糊關(guān)聯(lián)濾波、多因子綜合關(guān)聯(lián)濾波等；以及跟蹤波門大小等。

2.3 通信網(wǎng)絡(luò)及附屬設(shè)備可監(jiān)控性

通信網(wǎng)絡(luò)可監(jiān)控內(nèi)容主要包括：①通信方式，如光纖、軍/地程控交換、散射、微波；短波等方式；②通信鏈路開關(guān)；③通信路由；④傳輸速率；⑤傳輸數(shù)據(jù)格式。

附屬設(shè)備主要包括二次雷達(dá)、敵我識(shí)別器、告警設(shè)備、誘餌設(shè)備、干擾設(shè)備以及電站設(shè)備等。一般要求開關(guān)機(jī)與工作模式可監(jiān)控，有些甚至可進(jìn)行工作參數(shù)控制。

3 雷達(dá)組網(wǎng)探測(cè)資源可監(jiān)控性設(shè)計(jì)原則

實(shí)踐證明，組網(wǎng)雷達(dá)可監(jiān)控程度越高，組成的雷達(dá)組網(wǎng)探測(cè)系統(tǒng)靈活性就越好，系統(tǒng)戰(zhàn)場(chǎng)適應(yīng)能力越強(qiáng)，但同時(shí)管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度更大，費(fèi)用更高，管控操作也會(huì)更復(fù)雜。因此，雷達(dá)組網(wǎng)探測(cè)資源可監(jiān)控性設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)性及情報(bào)要求等多方面因素。一般而言，可監(jiān)控性設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)原則：

（1）可控操作模式化：組網(wǎng)系統(tǒng)需要調(diào)整的模式參數(shù)眾多，且不同雷達(dá)模式參數(shù)也不完全相同，因此，調(diào)整各項(xiàng)模式參數(shù)不僅需要耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，而且對(duì)操作人員的技術(shù)要求非常高。為了提高系統(tǒng)的靈活適應(yīng)性與協(xié)同控制操作簡(jiǎn)便性，一個(gè)可行的方法是針對(duì)不同目標(biāo)與環(huán)境特性，按系統(tǒng)設(shè)備組成對(duì)組網(wǎng)指控中心、各組網(wǎng)雷達(dá)與附屬設(shè)備等，分別進(jìn)行各項(xiàng)模式參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)并封裝成為各類組網(wǎng)探測(cè)模式，以便戰(zhàn)時(shí)有針對(duì)性地進(jìn)行調(diào)用與實(shí)時(shí)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)模式化組網(wǎng)協(xié)同控制，提高系統(tǒng)控制實(shí)時(shí)性與操作簡(jiǎn)便性。

（2）系統(tǒng)模塊通用化：為了滿足機(jī)動(dòng)組網(wǎng)要求以提高戰(zhàn)場(chǎng)適應(yīng)能力，各系統(tǒng)組成除了滿足組網(wǎng)信息接口和格式的通用化基本要求外，還要滿足入網(wǎng)雷達(dá)變動(dòng)時(shí)快速組網(wǎng)要求。因此，組網(wǎng)指控中心與組網(wǎng)雷達(dá)可控性設(shè)計(jì)還應(yīng)注意模塊化通用化能力，如設(shè)計(jì)工作模式可變的雷達(dá)通用信號(hào)處理機(jī)、通用組網(wǎng)終端等。

（3）可控要求分級(jí)化：考慮到組網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)已有雷達(dá)的適用性以及新研制雷達(dá)實(shí)現(xiàn)不同可控要求的經(jīng)費(fèi)需求，可視情提出適當(dāng)?shù)目杀O(jiān)控性需求。一般可采用定性分級(jí)方法，如低級(jí)可控性，對(duì)于老舊雷達(dá)可進(jìn)行改造升級(jí)達(dá)到能輸出航跡信息即可；高級(jí)可控性，對(duì)于新研雷達(dá)要求可輸出點(diǎn)/航跡信息，可進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控參數(shù)操作。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)雷達(dá)組網(wǎng)探測(cè)資源的可監(jiān)控性進(jìn)行了全面系統(tǒng)地深入分析并提出了可監(jiān)控性設(shè)計(jì)原則，對(duì)組網(wǎng)管控系統(tǒng)與組網(wǎng)雷達(dá)可控性改造或研制設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)與參考價(jià)值。隨著雷達(dá)組網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，組網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)資源管控的要求將日益提高，同時(shí)對(duì)組網(wǎng)探測(cè)資源的可監(jiān)控性要求也會(huì)更高。在雷達(dá)組網(wǎng)管控系統(tǒng)與組網(wǎng)雷達(dá)研制過(guò)程中要轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)理念，總體設(shè)計(jì)除了滿足組網(wǎng)信息接口和格式的基本要求外，更要對(duì)每個(gè)分系統(tǒng)進(jìn)行深入的控制靈活性設(shè)計(jì)和功能完善性設(shè)計(jì)，提升雷達(dá)組網(wǎng)探測(cè)的作戰(zhàn)性能。

［1］丁建江，周 琳，華中和.基于點(diǎn)跡融合與實(shí)時(shí)控制的雷達(dá)組網(wǎng)系統(tǒng)總體論證與設(shè)計(jì)［J］.軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程，2009，23（2）：21-24.

［2］王國(guó)宏，孫保良，車志宇.防空雷達(dá)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)［J］.海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，18（2）:201-205.

［3］邵錫軍，周 琳.預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)雷達(dá)組網(wǎng)技術(shù)研究［J］.現(xiàn)代雷達(dá)，2003，25（9）：1-4.

［4］Ng G W，Ng K H.Sensor Management-what，Why and How［J］.Information Fusion，2000，7（1）：67-75.

［5］丁建江，周 琳，華中和.雷達(dá)群組網(wǎng)對(duì)雷達(dá)的需求分析［J］.空軍雷達(dá)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，22（3）：157-160.

［6］Benaskeur A R，Rhéaume F.Adaptive Data Fusion and Sensor Management for Military Applications［J］.Aerospace Science and Technology，2007，11（4）：327-338.

［7］Xiong N，Svensson P.Multi-sensor Management for Information Fusion:Issues and Approaches［J］.Information Fusion，2002，9（2）：163-186.

Analysis of Monitoring Capability of Radar Network Detection Resource

YE Chao-mou1，2，DING Jian-jiang1，LIN Zhou-jin3，WANG Nian-sheng1
（1.Air Force Early Warning Academy，Wuhan 430019，China；2.Unit 95112 of PLA，F(xiàn)ushan 528227，China；
3.Military Representative Office in 802 Institute of Shanghai Bureau of Astronautics，Shanghai 200090，China）

Monitoring capability of detection resource is precondition to realize radar network resource optimization control and is closely related to control agility.Based on netted radar systems and in consideration of factors such as requirement of monitoring capability，technology feasibility and economy，monitoring capability of command center，radar and auxiliary equipments are analyzed and design principle of monitor capability of detection resource is presented.The results provide theoretical guidance and reference to reconstruction and design of resource control system and radar.

radar network，resource control，resource monitoring

TN95

A

1002-0640（2014）11-0001-03

2013-09-05

2013-11-07

軍隊(duì)“十二五”預(yù)研項(xiàng)目（51307010102）；全軍軍事學(xué)研究生課題（2011JY002-537；2012JY002-601）

葉朝謀（1980- ），男，湖北洪湖人，博士研究生，工程師。研究方向：雷達(dá)組網(wǎng)資源優(yōu)化管理與控制。