夏佩倫 武志東 野學(xué)范

(海軍潛艇學(xué)院 青島 266042)

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潛艇作戰(zhàn)多目標(biāo)感知和跟蹤問(wèn)題研究*

夏佩倫 武志東 野學(xué)范

(海軍潛艇學(xué)院 青島 266042)

對(duì)潛艇在多目標(biāo)環(huán)境下實(shí)施攻擊作戰(zhàn)中涉及的戰(zhàn)場(chǎng)感知和目標(biāo)跟蹤問(wèn)題進(jìn)行了探討。根據(jù)多目標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性定義了兩種多目標(biāo)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)。分別利用內(nèi)部信息和外部信息兩種情況,對(duì)多目標(biāo)態(tài)勢(shì)的感知與判斷的有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了分析,給出了判斷的基本原則和注意事項(xiàng)。結(jié)合潛艇及其信息特點(diǎn),對(duì)潛艇跟蹤多目標(biāo)的特有問(wèn)題和難度進(jìn)行了闡述。最后梳理了多目標(biāo)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)判斷和多目標(biāo)跟蹤的關(guān)系。

潛艇作戰(zhàn); 多目標(biāo); 戰(zhàn)場(chǎng)感知; 多目標(biāo)跟蹤

Class Number E925.66; E843

1 引言

現(xiàn)代潛艇一般都具有多目標(biāo)攻擊能力,即在一次攻擊過(guò)程中,對(duì)多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、跟蹤和射擊。多目標(biāo)攻擊的原理無(wú)疑是要以單目標(biāo)攻擊原理為基礎(chǔ)的,但前者要比后者復(fù)雜許多。多目標(biāo)攻擊存在一系列的單目標(biāo)攻擊原理所無(wú)法包容的內(nèi)容,而這些內(nèi)容在傳統(tǒng)的潛艇攻擊理論沒(méi)有系統(tǒng)的闡述,原因是它主要都是針對(duì)單目標(biāo)攻擊的[1]。為此,有必要對(duì)潛艇多目標(biāo)攻擊涉及的有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行全面深入的研究,以便為實(shí)際的攻擊提供指導(dǎo)。

2 多目標(biāo)態(tài)勢(shì)的類型

多目標(biāo)環(huán)境下,目標(biāo)之間存在不同的關(guān)系,從而導(dǎo)致了不同的多目標(biāo)態(tài)勢(shì)。多目標(biāo)態(tài)勢(shì)不同,潛艇攻擊決策和攻擊實(shí)施的許多內(nèi)容都可能會(huì)有較大不同,因此有必要對(duì)多目標(biāo)態(tài)勢(shì)加以區(qū)分。一般來(lái)說(shuō),多目標(biāo)態(tài)勢(shì)可分兩種情況,分別稱為編隊(duì)多目標(biāo)態(tài)勢(shì)和一般多目標(biāo)態(tài)勢(shì)。

編隊(duì)多目標(biāo)是指多個(gè)目標(biāo)從屬于同一個(gè)編隊(duì)。這種多目標(biāo)態(tài)勢(shì)的特點(diǎn)是,編隊(duì)中的多個(gè)目標(biāo)構(gòu)成一個(gè)整體,它們一般是為完成某一統(tǒng)一的任務(wù)而集結(jié)到一起,因此,它們受到統(tǒng)一的指揮,行動(dòng)高度協(xié)調(diào)一致。這種類型的海上編隊(duì)有很多,如運(yùn)輸船隊(duì)和護(hù)航戰(zhàn)斗艦艇編成的護(hù)航運(yùn)輸編隊(duì)、由航母及其所屬戰(zhàn)斗和防衛(wèi)艦艇構(gòu)成的航母編隊(duì)、由反潛戰(zhàn)斗艦艇構(gòu)成的反潛巡邏編隊(duì)等。編隊(duì)多目標(biāo)一般具有以下特點(diǎn):編隊(duì)隊(duì)形在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持不變;在直航情況下,編隊(duì)中所有目標(biāo)的速度和航向保持一致;編隊(duì)中如果有慢速目標(biāo)(如運(yùn)輸船),則整個(gè)編隊(duì)速度不高,不會(huì)超過(guò)慢速目標(biāo)的最高速度。潛艇攻擊人員可以利用這些特點(diǎn)來(lái)識(shí)別、跟蹤編隊(duì),也可在攻擊決策中加以利用。

一般多目標(biāo)態(tài)勢(shì)是指在潛艇感知或關(guān)注的戰(zhàn)場(chǎng)中出現(xiàn)的多個(gè)目標(biāo)彼此沒(méi)有明顯的關(guān)系,各目標(biāo)的行動(dòng)沒(méi)有統(tǒng)一指揮的跡象,各目標(biāo)的速度、航向各不相同,相對(duì)位置也是變的。這種情況在平時(shí)未經(jīng)清場(chǎng)的海上訓(xùn)練海區(qū)多見(jiàn)。由于各目標(biāo)之間沒(méi)有明顯的關(guān)系,因此對(duì)各目標(biāo)的識(shí)別、跟蹤和攻擊都需要分別進(jìn)行,彼此沒(méi)有太多的信息可以用于相互支撐和印證。

毫無(wú)疑問(wèn),在以上兩種多目標(biāo)態(tài)勢(shì)背景下進(jìn)行目標(biāo)攻擊,攻擊過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)都存在較大不同。編隊(duì)多目標(biāo)因?yàn)榫哂性S多共同的東西,這些東西理應(yīng)加以充分利用。實(shí)際的多目標(biāo)環(huán)境情況可能會(huì)是多種多樣的,既可能所有感知到的目標(biāo)都從屬于一個(gè)編隊(duì),也可能所有目標(biāo)彼此沒(méi)有關(guān)系,還可能其中部分目標(biāo)屬于一個(gè)編隊(duì)而剩余目標(biāo)為零散目標(biāo)。為此,潛艇攻擊人員在進(jìn)行態(tài)勢(shì)判斷時(shí)要設(shè)法分辨這些態(tài)勢(shì),尤其要設(shè)法判斷多個(gè)目標(biāo)中是否有某些目標(biāo)構(gòu)成一個(gè)編隊(duì)。

3 多目標(biāo)態(tài)勢(shì)感知和判斷

潛艇多目標(biāo)攻擊的首要任務(wù)是多目標(biāo)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的感知和判斷,即確認(rèn)確是多目標(biāo)態(tài)勢(shì),并盡量準(zhǔn)確地估計(jì)出目標(biāo)數(shù)量以及多目標(biāo)態(tài)勢(shì)的類型。主要途徑有兩條:一是通過(guò)潛艇自身所載探測(cè)傳感器進(jìn)行感知探測(cè);二是通過(guò)外部信息源來(lái)獲取有關(guān)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息。兩條途徑都存在一定的困難。

3.1 通過(guò)艇載傳感器感知

潛艇自身所載目標(biāo)探測(cè)傳感器是潛艇實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知的基本保障。由潛艇自身所載傳感器獲取的信息可以簡(jiǎn)稱為內(nèi)部信息?，F(xiàn)代潛艇裝備了越來(lái)越多的目標(biāo)探測(cè)傳感器,包括各種聲納、雷達(dá)、ESM、潛望鏡等,構(gòu)成多重探測(cè)物理媒介的多傳感器戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視系統(tǒng)。與其他軍用作戰(zhàn)平臺(tái)不同之處在于,潛艇使用這些傳感器常受到較大限制,包括戰(zhàn)術(shù)限制、環(huán)境限制等。如潛艇在水下航行只能依賴各種聲納進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視;潛艇作戰(zhàn)原則對(duì)隱蔽性的嚴(yán)格要求限制了暴露性傳感器(如雷達(dá))或傳感器暴露工作方式(如綜合聲納的主動(dòng)工作方式)的使用。

在實(shí)際的作戰(zhàn)環(huán)境中,潛艇一般處于水下航行狀態(tài),這樣潛艇一般只能依賴聲納被動(dòng)噪聲方式、偵察聲納、被動(dòng)測(cè)距聲納所構(gòu)成的多聲納系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視[2]。而一般聲納系統(tǒng)都存在觀察范圍小、測(cè)量誤差大、測(cè)量數(shù)據(jù)率低、多目標(biāo)分辨力差、易被干擾等問(wèn)題。在多目標(biāo)環(huán)境下,這些問(wèn)題會(huì)給態(tài)勢(shì)判斷帶來(lái)很大困難。如僅靠噪聲聲納獲取目標(biāo)方位,若聲納的多目標(biāo)方位分辨力不高,很容易會(huì)產(chǎn)生將相近方位上的多個(gè)目標(biāo)誤判為單目標(biāo)的錯(cuò)誤。因此,潛艇依賴自身的傳感器系統(tǒng)來(lái)支撐起對(duì)其周圍環(huán)境多目標(biāo)態(tài)勢(shì)的監(jiān)視任務(wù)并非易事。

對(duì)于多目標(biāo)態(tài)勢(shì)類型的判斷,就更為困難了。一般情況下,潛艇在水下首先是由綜合聲納感知探測(cè)到由遠(yuǎn)而近的噪聲目標(biāo)的。如果有多個(gè)噪聲目標(biāo)在大致相同的方向被探測(cè)到,且有著大致相同的運(yùn)動(dòng)方向;或者是噪聲在某個(gè)方位由弱變強(qiáng),并逐步分裂為多個(gè)噪聲源,應(yīng)考慮是編隊(duì)多目標(biāo)態(tài)勢(shì)。如果多目標(biāo)的出現(xiàn)沒(méi)有什么規(guī)律,且后續(xù)行為沒(méi)有明顯的關(guān)聯(lián)性,則可認(rèn)為是一般多目標(biāo)態(tài)勢(shì)。當(dāng)然,具體的判斷還要結(jié)合敵情通報(bào)信息來(lái)進(jìn)行;如果能夠獲取外部信息的話,還要充分利用外部信息來(lái)進(jìn)行。

3.2 通過(guò)外部信息感知

潛艇通過(guò)外部信息源來(lái)獲取有關(guān)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息是指利用通信系統(tǒng)和戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈,接收來(lái)自岸上或海上指揮所、友鄰作戰(zhàn)平臺(tái)等提供的戰(zhàn)場(chǎng)信息。通過(guò)這一途徑可以大大擴(kuò)展?jié)撏У膽?zhàn)場(chǎng)范圍和對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的掌控能力,是對(duì)其自身所感知的戰(zhàn)場(chǎng)范圍的極大擴(kuò)充。然而,它也存在很大的局限性,那就是受到潛艇對(duì)外通信困難這一瓶頸的制約。

潛艇無(wú)論采取怎樣的方式來(lái)進(jìn)行通信,都存在暴露自身、喪失隱蔽性的風(fēng)險(xiǎn)。因此,在利用外部信息的問(wèn)題上,潛艇同其他的軍用平臺(tái)存在一個(gè)根本的區(qū)別,就是潛艇一般只能偶爾上浮到可以進(jìn)行外部通信的深度進(jìn)行對(duì)外通信。這就意味著潛艇只能偶爾地獲得外部信息來(lái)構(gòu)建戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)。這種外部信息會(huì)隨著時(shí)間的推移而老化,從而逐步失去價(jià)值,直到得到新的外部信息的更新。

來(lái)自外部的信息存在一個(gè)可信度評(píng)估的問(wèn)題。有的信息源本身在提供信息時(shí)就同時(shí)給出該信息的可信度量,使用時(shí)可以加以參考。更多情況下,則是要由使用者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、本艇探測(cè)到的信息等各種因素來(lái)加以判斷。一般而言,由外界作戰(zhàn)信息獲取平臺(tái)(包括飛機(jī)、水面艦艇、衛(wèi)星等)實(shí)時(shí)提供的多目標(biāo)態(tài)勢(shì)信息是要比潛艇自身掌握的情況更為全面準(zhǔn)確的,因?yàn)樗鼈兲幵诒葷撏?yōu)越得多的觀察環(huán)境。

當(dāng)然,潛艇一般只能偶爾地接收外部信息,即不能保證實(shí)時(shí)獲取外部信息。因此,既使偶爾得到的外部信息也會(huì)隨時(shí)間的流失而老化,從而逐步失去價(jià)值。盡管如此,外部信息仍然是潛艇判斷多目標(biāo)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的珍貴資源。即便是存在老化現(xiàn)象,目標(biāo)數(shù)量、是否為編隊(duì)、目標(biāo)類型等信息在較長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)是基本可信的;目標(biāo)大致航向、速度等信息在一定時(shí)間內(nèi)也有重要參考價(jià)值。

3.3 多目標(biāo)態(tài)勢(shì)感知和判斷的原則和注意事項(xiàng)

通過(guò)上面的分析可以看出,潛艇獲取戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息的手段是比較有限的。要用這樣有限的手段和信息,判斷出潛艇周圍戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境是單目標(biāo)還是多目標(biāo),是編隊(duì)多目標(biāo)還是一般的多目標(biāo),絕非易事。為此,潛艇要想完成對(duì)外部多目標(biāo)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的感知和判斷,并且實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)的攻擊,必須要采取一切措施來(lái)收集、整理和解讀各種信息。要充分發(fā)掘各種傳感器的性能,同時(shí)設(shè)法提高傳感器使用人員的業(yè)務(wù)素養(yǎng),以實(shí)現(xiàn)在實(shí)際工作中將設(shè)備的探測(cè)能力與人的敏銳觀察力和判斷力融為一體的效果。

要充分利用來(lái)自戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈和外部通信設(shè)備的信息,在制定作戰(zhàn)預(yù)案時(shí)就要精心設(shè)計(jì)規(guī)劃好這方面的工作。在平時(shí)訓(xùn)練中多關(guān)注不同信息源提供的信息的特點(diǎn),掌握其信息的可信度。要充分利用敵情通報(bào)來(lái)進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和態(tài)勢(shì)的判斷,在戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視過(guò)程中注意將敵情通報(bào)信息與其他途徑獲取的信息的相互比對(duì)、驗(yàn)證和確認(rèn)。

在可以同時(shí)獲取內(nèi)外部信息的情況下,還存在一個(gè)兩類信息相互融合的問(wèn)題,即將兩類信息綜合起來(lái),構(gòu)建體現(xiàn)了二者信息的綜合的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)。在這種情況下,要注意摸索二者信息的規(guī)律性特征,為戰(zhàn)時(shí)的運(yùn)用打下基礎(chǔ)。

需要提醒注意的是,戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)是動(dòng)態(tài)的,它總是處在變化之中。首先,潛艇和目標(biāo)都處在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,潛艇本身以及潛艇所載傳感器的觀察范圍都是運(yùn)動(dòng)的。因此潛艇所能感知到的戰(zhàn)場(chǎng)范圍也是在不斷變化的。

其次,潛艇對(duì)所能感知的戰(zhàn)場(chǎng)范圍的掌握程度也是變化的。在監(jiān)視初期,因收集到的信息很有限,因而建立的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)很可能是模糊的、粗線條的。隨著監(jiān)視過(guò)程的持續(xù),有關(guān)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的信息不斷積累,以此構(gòu)建的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖也必然會(huì)越來(lái)越清晰。

最后,就目標(biāo)數(shù)量而言,可能會(huì)出現(xiàn)無(wú)目標(biāo)、單目標(biāo)、多目標(biāo)態(tài)勢(shì)的反復(fù)更替。目標(biāo)可能會(huì)不斷移入或移出監(jiān)視范圍、加之傳感器多目標(biāo)分辨力的限制、實(shí)際目標(biāo)探測(cè)過(guò)程中不可避免的虛警或漏檢,都可能導(dǎo)致態(tài)勢(shì)感知和判斷結(jié)果的變化。

4 多目標(biāo)跟蹤

多目標(biāo)態(tài)勢(shì)感知和判斷對(duì)于潛艇作戰(zhàn)決策而言還只是初步的。要完成對(duì)多目標(biāo)環(huán)境中的某些目標(biāo)的攻擊,其中涉及的攻擊決策和武器射擊等核心問(wèn)題都要求更為精細(xì)的目標(biāo)信息,尤其是其運(yùn)動(dòng)信息。這就要對(duì)目標(biāo)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析,即對(duì)目標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步的定位跟蹤,獲取其運(yùn)動(dòng)參數(shù)。

4.1 多目標(biāo)跟蹤的特點(diǎn)

總體而言,多目標(biāo)跟蹤式目標(biāo)跟蹤領(lǐng)域的一個(gè)難題,不論是編隊(duì)多目標(biāo)還是一般多目標(biāo)態(tài)勢(shì),實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)跟蹤都不是易事。既使是使用雷達(dá)這樣的測(cè)量精度高、數(shù)據(jù)率高、多目標(biāo)分辨力強(qiáng)的傳感器,多目標(biāo)跟蹤都需要面對(duì)許多難題[4～8]。

以聲納為主的潛艇多目標(biāo)跟蹤無(wú)疑要更為困難。況且現(xiàn)在潛艇并非使用單一傳感器進(jìn)行目標(biāo)探測(cè),而是利用多源多傳感器信息來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)跟蹤。它是一個(gè)典型的多源(傳感器)多目標(biāo)跟蹤問(wèn)題,其中涉及數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或參數(shù)估計(jì)與融合等諸多難題。這些難題都有一些解決辦法,但多是針對(duì)雷達(dá)類傳感器的,移植到聲納類傳感器難度都不小。

潛艇水下使用聲納探測(cè)目標(biāo),不僅所獲目標(biāo)信息質(zhì)量差、精度低、數(shù)據(jù)量小、多目標(biāo)分辨力低,而且往往只有被動(dòng)信息。即很多情況下只能獲得目標(biāo)的方位信息,沒(méi)有距離和其他信息。運(yùn)用這樣的信息進(jìn)行目標(biāo)跟蹤和信息融合,確實(shí)是有較大的挑戰(zhàn)性。為此,需要精心選擇或設(shè)計(jì)針對(duì)潛艇這一特殊平臺(tái)的多目標(biāo)跟蹤和融合的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、處理算法等[2,8～9]。

潛艇作戰(zhàn)一個(gè)揮之不去的困惑就是信息獲取途徑少、信息質(zhì)量差、信息量小。既使是單目標(biāo)攻擊,很多情況下,也很難在短時(shí)間內(nèi)得到令人滿意的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。因此,攻擊往往不能等到一切情況都很明朗的時(shí)候來(lái)定下決心并加以實(shí)施。多目標(biāo)攻擊時(shí)尤其是如此。要對(duì)潛艇實(shí)施多目標(biāo)跟蹤的能力有客觀的認(rèn)識(shí)。一般情況下,目標(biāo)跟蹤費(fèi)時(shí)較長(zhǎng),得到的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)仍可能存在精度不高的問(wèn)題。因此,要做好在信息環(huán)境不良、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)不全或精度不高的情況下實(shí)施攻擊的準(zhǔn)備。

4.2 編隊(duì)目標(biāo)跟蹤

編隊(duì)多目標(biāo)和一般多目標(biāo)兩種情形下進(jìn)行目標(biāo)跟蹤會(huì)有所不同。一般情況下,編隊(duì)目標(biāo)的跟蹤相對(duì)要容易一些。編隊(duì)目標(biāo)跟蹤的要點(diǎn)在于確認(rèn)其為一個(gè)編隊(duì)以及確認(rèn)編隊(duì)中的目標(biāo)數(shù)量。一旦確認(rèn)為編隊(duì)目標(biāo),則只要設(shè)法得到其中一個(gè)目標(biāo)的速度航向,則就相當(dāng)于知道了所有目標(biāo)的速度航向[10]。一般的多目標(biāo)跟蹤則要復(fù)雜很多,每個(gè)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)可以認(rèn)為是沒(méi)有關(guān)系的,因而需要分別來(lái)獲取。

使用系統(tǒng)計(jì)算目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)時(shí),若指控系統(tǒng)有條件的話,可考慮用兩個(gè)解算通道分別解算一個(gè)編隊(duì)中的兩個(gè)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)參數(shù),且兩個(gè)通道采用不同的算法。如一個(gè)通道采用純方位算法或多方位一距離算法;另一個(gè)通道采用純方位算法和多方位一速度算法。兩個(gè)通道中的距離和速度可以是假定的。解算過(guò)程中注意觀察和比對(duì)兩個(gè)通道的解算結(jié)果。兩者解算的目標(biāo)航向基本一致時(shí)說(shuō)明解算參數(shù)已基本收斂,這時(shí)再綜合兩個(gè)通道的解算結(jié)果適當(dāng)修正假定距離和速度,可望較快地得到較為準(zhǔn)確的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。

采用作圖方法繪算目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)時(shí),可先立足作出一個(gè)目標(biāo)(一般取方位變化最大的目標(biāo))的參數(shù)來(lái),其他目標(biāo)則要迅速記下其測(cè)量數(shù)據(jù),在騰出時(shí)間時(shí)將其畫在圖上。得出一個(gè)目標(biāo)的參數(shù)后,利用其速度、航向得出其他目標(biāo)的參數(shù),并以此判斷編隊(duì)類型。若知道目標(biāo)類型及其探潛裝備的性能等信息的話,還可通過(guò)作圖判斷是否能走出敵搜索帶。這些信息是艇指揮員進(jìn)行攻擊決策的重要基礎(chǔ)。

4.3 一般多目標(biāo)跟蹤

一般多目標(biāo)態(tài)勢(shì)下,由于認(rèn)為各目標(biāo)之間是沒(méi)有關(guān)系的,因此,對(duì)各目標(biāo)的跟蹤需要分別進(jìn)行。如果來(lái)自各目標(biāo)的測(cè)量信息是相互獨(dú)立的話,則各目標(biāo)的跟蹤也是獨(dú)立進(jìn)行的。

然而,在實(shí)際情況下,傳感器得到的多目標(biāo)測(cè)量信息往往是交織在一起的,在密集目標(biāo)環(huán)境尤其是如此,一般很難絕對(duì)分清測(cè)量信息來(lái)源。為此,需要有專門的技術(shù)來(lái)解決這一問(wèn)題,這就是數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)技術(shù)。

潛艇一般僅能獲得目標(biāo)的方位信息,僅僅依賴目標(biāo)方位進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián),困難較大,關(guān)聯(lián)準(zhǔn)確性不高。

在完成數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的解算并無(wú)更多特殊之處,只需按選定的算法設(shè)法保障滿足其解算條件即可。

5 多目標(biāo)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)判斷和目標(biāo)跟蹤的關(guān)系

至此還有必要說(shuō)明一下戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)判斷和目標(biāo)跟蹤的關(guān)系。毫無(wú)疑問(wèn),兩者是緊密聯(lián)系并相互交織在一起的。兩者有著共同之處,那就是都是要將潛艇周圍戰(zhàn)場(chǎng)范圍內(nèi)的目標(biāo)情況搞清楚,即所謂建立完整、清晰的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)。但兩者之間又存在不同的分工。

態(tài)勢(shì)判斷更注重全局的基本情況,包括所關(guān)注的戰(zhàn)場(chǎng)范圍內(nèi)目標(biāo)的數(shù)量、分布、敵我屬性、類型、關(guān)系、行為等。目標(biāo)跟蹤則側(cè)重局部性的情況,一般是選定的某些目標(biāo)的位置和運(yùn)動(dòng)信息。戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)判斷服務(wù)于宏觀的作戰(zhàn)決策,目標(biāo)跟蹤則是服務(wù)于針對(duì)選定目標(biāo)的具體作戰(zhàn)行動(dòng),如對(duì)其實(shí)施攻擊或防御。

一般戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)判斷是潛艇作戰(zhàn)過(guò)程的初期重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容,越早建立起較為明晰的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì),越有利于后續(xù)作戰(zhàn)過(guò)程的展開(kāi)。目標(biāo)跟蹤則是在選定交戰(zhàn)目標(biāo)后重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容,就是要重點(diǎn)關(guān)注所選定的目標(biāo),設(shè)法獲取其運(yùn)動(dòng)信息,解算其運(yùn)動(dòng)參數(shù),以便制定精細(xì)的交戰(zhàn)方案,如攻擊方案等。

兩者在不少情況下是相輔相成的,目標(biāo)跟蹤將目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)情況搞清楚了,戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)也就更明確了。戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)判斷得準(zhǔn)確了,目標(biāo)跟蹤就有了一個(gè)好的基礎(chǔ)。

6 結(jié)語(yǔ)

由于潛艇作戰(zhàn)在信息環(huán)境、戰(zhàn)術(shù)規(guī)則等方面存在的諸多限制,其多目標(biāo)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知與判斷及多目標(biāo)跟蹤面臨很大挑戰(zhàn)。本文以潛艇與多個(gè)海上艦船目標(biāo)交戰(zhàn)尤其是進(jìn)攻作戰(zhàn)為背景,就其中涉及的多目標(biāo)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知、判斷及多目標(biāo)跟蹤問(wèn)題進(jìn)行了原則性探討。試圖厘清一些基本概念,如多目標(biāo)態(tài)勢(shì)的類型、多目標(biāo)態(tài)勢(shì)感知判斷與多目標(biāo)跟蹤的關(guān)系等;揭示一些事實(shí),如潛艇作戰(zhàn)多目標(biāo)態(tài)勢(shì)感知判斷、多目標(biāo)跟蹤的特點(diǎn)及困難所在;提出一些建議,如潛艇作戰(zhàn)多目標(biāo)態(tài)勢(shì)感知判斷、多目標(biāo)跟蹤的一些原則、方法及注意事項(xiàng)。

態(tài)勢(shì)判斷及目標(biāo)跟蹤是潛艇作戰(zhàn)決策及火力控制的基礎(chǔ),因而直接關(guān)系到潛艇作戰(zhàn)的得失成敗。在潛艇多目標(biāo)實(shí)戰(zhàn)環(huán)境下,態(tài)勢(shì)判斷及目標(biāo)跟蹤問(wèn)題都變得十分復(fù)雜而困難,值得探究的問(wèn)題還有很多。期待更多研究人員更為廣泛深入的關(guān)注。

[1] 趙正業(yè).潛艇火控原理[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2003.

[2] Shar P, Li X R. Passive sonar fusion for submarine C2systems[J]. IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine,2000,15(3):29-34.

[3] Blackman S S. Multiple Target Tracking with Radar Applications[M]. Norwood, MA: Artech House,1986.

[4] Blackman S S, Popoli R. Design and Analysis of Modern Tracking Systems[M]. Norwood, MA: Artech House,1999.

[5] Bar-Shalom Y, Fortmann T E. Tracking and Data Association[M]. New York: Academic Press,1988.

[6] Bar-Shalom Y, Li X R. Estimation and Tracking: Principles, Techniques, and Software[M]. Boston, MA: Artech House,1993.

[7] Bar-Shalom Y, Li X R. Multitarget- Multisensor Tracking: Principles and Techniques[M]. Storrs, CT: YBS Publishing,1995.

[8] Shar P, Li X R. Some considerations of submarine sensor fusion[C]//Proc. of 1998 Int. Conf. on Information Fusion(FUSION’98), Las Vegas, August,1998:930-936.

[9] 夏佩倫.潛艇信息融合的一個(gè)框架[J].艦船電子工程,2001,21(5):18-23.

[10] 夏佩倫,朱偉良.編隊(duì)目標(biāo)的僅方位跟蹤[J].電光與控制,2007,14(4):82-84.

Multitarget Perception and Tracking for Submarine Combat

XIA Peilun WU Zhidong YE Xuefan

(Navy Submarine Academy, Qingdao 266042)

This paper studies issues concerning the perception and tracking of attacking of multitarget for submarine engaging more than one target simultaneously. Using characteristics such as correlation among the targets, two categories of multitarget battlefield scenarios are differentiated. The perception and conformation of these battlefield scenarios, with internal and external information, are then analyzed respectively. Multitarget tracking with information sources special for submarine characteristics is also discussed. The relationship between multitarget battlefield scenario perception and multitarget tracking are finally examined.

submarine combat, multitarget, battlefield perception, multitarget tracking

2015年3月3日,

2015年4月29日

夏佩倫,男,教授,研究方向:目標(biāo)跟蹤、信息融合和潛艇攻擊。武志東,男,講師,研究方向:潛艇攻擊。野學(xué)范,男,講師,研究方向:潛艇攻擊。

E925.66; E843

10.3969/j.issn.1672-9730.2015.09.001