韓 俊,唐玉文,姜思宇,郭聞博
(空軍預(yù)警學(xué)院,湖北 武漢 430019)
電子對抗偵察的最終目的是為了得到高質(zhì)量的情報(bào),為后續(xù)電子對抗行動(dòng)提供決策依據(jù)和數(shù)據(jù)支援。而單一平臺(tái)獨(dú)立偵察時(shí),受地理位置和設(shè)備性能限制,只能獲取到有限的信號,因而難以形成全面、準(zhǔn)確、可靠的情報(bào)。所以,情報(bào)融合就成了聯(lián)合偵察中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它可以最大限度地發(fā)揮各個(gè)平臺(tái)的優(yōu)勢,挖掘片段信號中無法獲取的更高層次的情報(bào),最大限度發(fā)揮偵察力量聯(lián)合運(yùn)用的作戰(zhàn)效能[1-4]。
偵察情報(bào)融合首先要基于全脈沖數(shù)據(jù)中的到達(dá)角、載頻和脈寬等參數(shù)進(jìn)行分選。對于不能唯一確定的雷達(dá)信號,充分利用脈內(nèi)波形數(shù)據(jù),基于脈內(nèi)調(diào)制特征進(jìn)行唯一分選。最后,結(jié)合偵察實(shí)施情況和設(shè)備性能特點(diǎn)進(jìn)行結(jié)果比對和情報(bào)融合。
通過嚴(yán)密的任務(wù)籌劃和協(xié)同,基本能夠保證多域偵察結(jié)果一致,但因偵察設(shè)備性能的不同和平臺(tái)所處位置的區(qū)別會(huì)造成偵察結(jié)果有一定的差異。由于這些差異的存在,導(dǎo)致情報(bào)融合存在著“融不上、融不準(zhǔn)”的突出問題,因此,還需要進(jìn)一步科學(xué)定量地對差異信息進(jìn)行分析判斷,進(jìn)而為更精確、更可靠、更及時(shí)的情報(bào)印證與融合提供支撐。
對差異信息進(jìn)行分析判斷主要包括以下幾個(gè)方面:①分析各類型設(shè)備對參數(shù)測量性能的影響。包括各設(shè)備之間在測量誤差和測量范圍上的差異以及采用不同接收機(jī)體制帶來的差異等。如超外差接收機(jī)、信道化接收機(jī)、數(shù)字接收機(jī)等,它們在測頻精度和截獲概率上性能各異,需要具體設(shè)備具體分析。②分析不同偵察高度偵收效果的區(qū)別。如空中平臺(tái)機(jī)動(dòng)性強(qiáng),偵收范圍大,可以收到雷達(dá)的中高空波束;地面平臺(tái)不受質(zhì)量限制,容量大,處理能力強(qiáng),主要偵收中低空波束。另外,還需考慮空、地、海不同層次的背景信號差異。③分析不同偵察方位偵收效果的區(qū)別。主要體現(xiàn)為偵收到的雷達(dá)水平波束范圍不同,各方位融合可以重現(xiàn)雷達(dá)的方位掃描規(guī)律。④分析不同偵察距離偵收效果的區(qū)別。如不同距離內(nèi)偵收的信號信噪比差異較大,因此,參數(shù)測量的可靠性以及對“低截獲概率”雷達(dá)的偵收效果等都存在較大差異。
為了減小設(shè)備差異造成的影響,使用兩種方法對其測量精度進(jìn)行校正:①射頻信號源方式。利用高精度的射頻標(biāo)準(zhǔn)信號源產(chǎn)生基準(zhǔn)信號,注入或輻射輸入至偵察設(shè)備,由偵察設(shè)備偵測出該基準(zhǔn)信號各項(xiàng)參數(shù)。由于基準(zhǔn)信號參數(shù)已知,將兩者比對即可完成精度校驗(yàn)。該工作方式下基準(zhǔn)信號樣式設(shè)置靈活,精度容易保證。②真實(shí)輻射源方式。以實(shí)際設(shè)備作為輻射源產(chǎn)生基準(zhǔn)信號,輻射輸入至偵察設(shè)備,由高精度的示波器、頻譜儀或矢量信號分析儀將偵察設(shè)備處的該雷達(dá)信號各項(xiàng)參數(shù)測出,形成基準(zhǔn)信號數(shù)據(jù),同時(shí)由偵察設(shè)備偵測出該雷達(dá)信號各項(xiàng)參數(shù),兩者比對完成精度校驗(yàn)。
各偵察單元分別對偵收的雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后,對聯(lián)合偵收的每部雷達(dá)進(jìn)行匯總和數(shù)據(jù)融合,以降低錯(cuò)誤信息和不確定信息對結(jié)果的影響,提高情報(bào)的可靠性和實(shí)用性。主要包括偵察定位與方位信息融合、雷達(dá)信號詳細(xì)信息及使用特點(diǎn)融合等方面。
對于新體制雷達(dá),尤其是相控陣體制的雷達(dá),僅利用單個(gè)偵察設(shè)備(傳感器)很難實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)信號的連續(xù)全面?zhèn)蓽y與處理,給偵察方造成了很大的困難,亟需進(jìn)行多站情報(bào)融合處理。多傳感器情報(bào)融合是在單傳感器情報(bào)分析的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,其優(yōu)勢在于通過對多個(gè)偵察平臺(tái)分析結(jié)果的融合,實(shí)現(xiàn)情報(bào)分析方法的疊加和驗(yàn)證,降低錯(cuò)誤信息和不確定信息對分析結(jié)果的影響,提高情報(bào)可靠性。
圖1為聯(lián)合偵察情報(bào)融合印證模型,從圖1中可以看出,多傳感器識(shí)別系統(tǒng)由一個(gè)單傳感器識(shí)別系統(tǒng)、一個(gè)融合判別系統(tǒng)、一個(gè)多傳感器融合系統(tǒng)和一個(gè)融合評估系統(tǒng)4個(gè)主要部分組成。其中,單傳感器識(shí)別系統(tǒng)為現(xiàn)有單傳感器雷達(dá)輻射源信號識(shí)別系統(tǒng);融合判別系統(tǒng)主要是判斷單傳感器識(shí)別結(jié)果是否來自同一雷達(dá)輻射源信號,如來自同一輻射源,則進(jìn)行后續(xù)的多傳感器融合,否則不能進(jìn)行融合處理;多傳感器融合系統(tǒng)以相關(guān)數(shù)據(jù)融合技術(shù)作為支撐,對N個(gè)來自同一輻射源的單傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合,得出最后的多傳感器識(shí)別結(jié)論;融合評估系統(tǒng)主要對融合結(jié)果進(jìn)行綜合評估,如結(jié)果滿意則對融合結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)輸出,如結(jié)果不滿意則需調(diào)整各個(gè)單傳感器參數(shù),重新進(jìn)行單傳感器識(shí)別,再進(jìn)行融合處理。以上4個(gè)子系統(tǒng)中,融合判別系統(tǒng)和多傳感器融合系統(tǒng)是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
圖1 聯(lián)合偵察情報(bào)融合印證模型圖
可以脈內(nèi)調(diào)制特征作為判定依據(jù),確定不同偵察設(shè)備偵測的信號是否來自同一部雷達(dá)。對于相控陣體制的雷達(dá)而言,其波位變化十分靈活,在不同的波位內(nèi),甚至一個(gè)波位內(nèi)的多個(gè)相參處理間隔(CPI)周期內(nèi),都經(jīng)常會(huì)使用不同的常規(guī)參數(shù)進(jìn)行工作,若僅依靠脈沖重復(fù)間隔(PRI)、脈寬等常規(guī)參數(shù)進(jìn)行判定十分困難。但是脈沖內(nèi)部的脈內(nèi)調(diào)制特征通常不會(huì)快速變化,因此可以作為判定依據(jù)。
單一平臺(tái)、單一偵察設(shè)備的作戰(zhàn)效能往往十分有限,因此,多域情報(bào)印證與融合的關(guān)鍵就在于對空、地等偵察單元偵收的雷達(dá)數(shù)據(jù)通過一定的技術(shù)手段進(jìn)行融合,以發(fā)揮各自平臺(tái)的偵察優(yōu)勢,提升整體作戰(zhàn)效能。所以,在融合判別系統(tǒng)確認(rèn)了各個(gè)偵察設(shè)備偵收到的雷達(dá)信號來自同一個(gè)目標(biāo)后,再采用證據(jù)融合理論[5]綜合處理多個(gè)單傳感器數(shù)據(jù),以有效提高識(shí)別結(jié)果的精度和可靠性。具體的多傳感器融合系統(tǒng)模型如圖2所示。
圖2 多傳感器融合系統(tǒng)模型圖
本文基于多域一體聯(lián)合偵察背景,研究了聯(lián)合情報(bào)偵察融合的幾個(gè)關(guān)鍵問題,包括多域偵收效果差異分析與校正、多域情報(bào)印證與融合等,通過多平臺(tái)偵收數(shù)據(jù)的融合判別可以有效提升情報(bào)偵察質(zhì)量,為電子對抗行動(dòng)提供有力支撐。