陳致遠(yuǎn)，沈堤，余付平，譚芮鍶，楊天雨，黃益恒

（1.空軍工程大學(xué) 空管領(lǐng)航學(xué)院，陜西 西安 710051；2.中國(guó)人民解放軍32145 部隊(duì)，河南 新鄉(xiāng) 453000）

0 引言

近幾場(chǎng)局部戰(zhàn)爭(zhēng)表明，敵我雙方往往會(huì)在某一地域空間內(nèi)采取多種手段進(jìn)行激烈的對(duì)抗，使得現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)呈現(xiàn)出了多維立體的態(tài)勢(shì)。特別是在戰(zhàn)場(chǎng)空域的使用上，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的空域使用者除了敵我雙方的戰(zhàn)斗機(jī)、直升機(jī)、無(wú)人機(jī)等作戰(zhàn)航空器外，還包括了導(dǎo)彈、高射炮等對(duì)空武器裝備，以及火箭彈、榴彈炮等地面間瞄火力裝備，涵蓋海陸空等各類作戰(zhàn)平臺(tái)。隨著越來(lái)越多的用空武器裝備的使用，使得有限的戰(zhàn)場(chǎng)空域資源愈發(fā)緊張，極大地增加了飛行沖突和誤擊誤傷風(fēng)險(xiǎn)。如何在錯(cuò)綜復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)中保護(hù)我方高價(jià)值目標(biāo)，最大程度的減少誤擊誤傷，提高對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)空域內(nèi)航空活動(dòng)的管理能力和聯(lián)合作戰(zhàn)效能，首先需要解決的就是空中目標(biāo)敵我識(shí)別的問(wèn)題，只有準(zhǔn)確識(shí)別每個(gè)在空目標(biāo)的敵我屬性，才能為防空決策的制定提供依據(jù)，從而達(dá)到預(yù)期的作戰(zhàn)目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，大量專家學(xué)者進(jìn)行了研究。經(jīng)歸納梳理，這些研究可以分為“理論研究”、“算法研究”、“裝備研究”3 個(gè)方面。其中，理論研究主要從具體實(shí)際出發(fā)，提出在進(jìn)行敵我識(shí)別時(shí)，除了使用敵我識(shí)別器（identification friend of foe，IFF）外，還要充分考慮上級(jí)命令、飛行計(jì)劃等開源情報(bào)信息的作用，力求擴(kuò)大敵我識(shí)別的信息來(lái)源，減少誤判風(fēng)險(xiǎn)。具有代表性的有王君［1］、張志強(qiáng)［2］、崇元［3］等提出的敵我識(shí)別理論模型；算法研究主要考慮在目標(biāo)各項(xiàng)數(shù)據(jù)已知的情況下，如何使用算法工具提高數(shù)據(jù)處理能力，力求從信息處理層面獲取較為可靠的結(jié)果。目前常用的算法工具主要有多源信息融合［4］、人工智能［5］、模糊理論［6］等；裝備研究則立足于提高敵我識(shí)別裝備的技戰(zhàn)術(shù)性能，力求在復(fù)雜態(tài)勢(shì)下也可以較好的探測(cè)到空中目標(biāo)信息并進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí) 別。具有代表性的是Lee［7］、Akkarat［8］、李 天 琪［9］等對(duì)雷達(dá)和IFF 的識(shí)別性能進(jìn)行的改進(jìn)研究。

總體看，以上研究分別從不同方面提高了空中目標(biāo)敵我識(shí)別的能力，但是這些研究更多是關(guān)注敵我識(shí)別的本身，未對(duì)敵我識(shí)別與戰(zhàn)場(chǎng)空域管理活動(dòng)的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行深入探索，不滿足未來(lái)聯(lián)合作戰(zhàn)的需求，限制了聯(lián)合作戰(zhàn)效能的提升。

基于上述考慮，以美軍在戰(zhàn)場(chǎng)空域控制方面的先進(jìn)做法為參考［10］，結(jié)合我國(guó)研究實(shí)際［11］，提出了一種基于空域協(xié)同的空中目標(biāo)綜合識(shí)別方法。該方法以提升聯(lián)合作戰(zhàn)效能為牽引，深入研究戰(zhàn)場(chǎng)空域控制體系下的空中目標(biāo)敵我識(shí)別活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了敵我識(shí)別與空域控制、空中交通管制、防空作戰(zhàn)的有機(jī)結(jié)合。能夠在保證精確識(shí)別空中目標(biāo)敵我屬性的同時(shí)，促進(jìn)空域管理活動(dòng)的有效實(shí)施，提高空域資源使用效率，降低誤擊誤傷風(fēng)險(xiǎn)。

1 戰(zhàn)場(chǎng)空域控制的基礎(chǔ)理論

自1918 年的默茲—阿爾貢戰(zhàn)役開始，美軍針對(duì)近距空中支援實(shí)施中暴露的問(wèn)題，開始進(jìn)行陸空一體化作戰(zhàn)的研究工作［12］。以1926 年美軍頒布的440-15 號(hào)條令為標(biāo)志［13］，美軍開始對(duì)戰(zhàn)區(qū)空域控制進(jìn)行探索。經(jīng)過(guò)近90 年的理論研究和實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)，美軍于2014 年頒布了第三版聯(lián)合條令JP3-52《Joint airspace control》［14］，標(biāo)志 著美軍戰(zhàn)場(chǎng) 空域控制體系的完善。

1.1 戰(zhàn)場(chǎng)空域控制的基本內(nèi)涵

隨著戰(zhàn)場(chǎng)上各類用空活動(dòng)的實(shí)施，使得有限的空域資源日趨緊張，制約作戰(zhàn)效能的發(fā)揮，因此必須對(duì)空域進(jìn)行管理?；诖?，美軍提出了“戰(zhàn)場(chǎng)空域控制”的理念［15］，即通過(guò)對(duì)空域用戶施加最少的限制條件，以實(shí)現(xiàn)安全高效的使用戰(zhàn)場(chǎng)空域使用。在組織體系方面，美軍主要指定聯(lián)合空中組成部隊(duì)指揮官同時(shí)擔(dān)任聯(lián)合空中作戰(zhàn)指揮官、區(qū)域防空指揮官和空域控制官，實(shí)現(xiàn)三者職能的有機(jī)統(tǒng)一，并依托戰(zhàn)區(qū)空地系統(tǒng)（theater air-ground system，TAGS）［16］實(shí)施戰(zhàn)場(chǎng)空域控制。在運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)方面，美軍通過(guò)頒布多軍種戰(zhàn)術(shù)技術(shù)條令［17］統(tǒng)一了控制程序和術(shù)語(yǔ)，對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)空域控制進(jìn)行了規(guī)范。通過(guò)上述形式，美軍對(duì)空域控制、防空作戰(zhàn)、空中交通管制進(jìn)行整合，促進(jìn)彼此間的互聯(lián)互通，減少了用空矛盾，降低了誤擊誤傷風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 戰(zhàn)場(chǎng)空域控制的作戰(zhàn)任務(wù)

為促進(jìn)聯(lián)合作戰(zhàn)效能提升，在實(shí)施戰(zhàn)場(chǎng)空域控制時(shí)需完成以下3 種作戰(zhàn)任務(wù)［18］：

（1）空情識(shí)別任務(wù)。即在確保同防空識(shí)別要求一致的前提下，依托空域控制程序輔助識(shí)別出空中目標(biāo)的敵我屬性，并評(píng)估其對(duì)己方的威脅程度。通過(guò)這種方式，可以為指揮官提供準(zhǔn)確的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息，有利于制定防空作戰(zhàn)決策和實(shí)施空域控制。

（2）作戰(zhàn)管制任務(wù)。即根據(jù)聯(lián)合空中作戰(zhàn)計(jì)劃（joint air operations plan，JAOP）和 空域控制計(jì)劃（airspace control plan，ACP），對(duì)航空器實(shí)施指揮控制與引導(dǎo)，同時(shí)對(duì)防空兵、野戰(zhàn)炮兵、艦艇等部隊(duì)的用空火力活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)管調(diào)控，及時(shí)消除彼此間的用空沖突，減少作戰(zhàn)限制。

（3）航路管制任務(wù)。即對(duì)民航和沒(méi)有任務(wù)的軍航進(jìn)行空中交通管制。平時(shí)，航路管制和作戰(zhàn)管制任務(wù)并行推進(jìn)，互相掌握計(jì)劃和動(dòng)態(tài)，確保飛行秩序通暢。戰(zhàn)時(shí)，應(yīng)由戰(zhàn)場(chǎng)空域控制部門統(tǒng)一進(jìn)行管制調(diào)控。無(wú)論何時(shí)，航路管制都應(yīng)服從于作戰(zhàn)管制，確保二者有機(jī)結(jié)合共同提高聯(lián)合作戰(zhàn)效能。

1.3 戰(zhàn)場(chǎng)空域控制的實(shí)施方法

美軍為確保戰(zhàn)場(chǎng)空域控制的抗干擾性和可持續(xù)性，通常采用主動(dòng)與程序相結(jié)合的方式實(shí)施空域控制［19］，如圖1 所示。

圖1 空域控制方法示意圖Fig.1 Schematic diagram of airspace control method

主動(dòng)控制是指空域控制部門通過(guò)IFF、雷達(dá)、通信系統(tǒng)［20］等手段，與空域用戶建立連接，對(duì)其進(jìn)行定位識(shí)別，并主動(dòng)對(duì)其用空行動(dòng)進(jìn)行控制。

程序控制是指空域控制部門通過(guò)空域控制計(jì)劃對(duì)各類空域進(jìn)行預(yù)先籌劃，并通過(guò)頒布空域控制指令（airspace control order，ACO）的形式對(duì)用空行動(dòng)進(jìn)行程序控制。目前美軍的程序控制措施有空域協(xié)同措施、火力支援協(xié)調(diào)措施、機(jī)動(dòng)控制措施、空中交通管制措施、空中基準(zhǔn)措施、防空措施、海上防御措施等7 類95 種［21］。

在進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)空域控制時(shí)，既要發(fā)揮主動(dòng)控制高效靈活的優(yōu)勢(shì)，積極對(duì)用空行動(dòng)進(jìn)行控制；也要發(fā)揮程序控制通用可靠的優(yōu)勢(shì)，一是為主動(dòng)控制能力薄弱的區(qū)域提供支撐，二是作為備用手段，避免敵方壓制導(dǎo)致的主動(dòng)控制失效。

2 基于空域協(xié)同的空中目標(biāo)綜合識(shí)別方法

根據(jù)前面介紹可知，空情識(shí)別不僅關(guān)系著空域控制的實(shí)施，還關(guān)系著己方的空防安全。為提高空情識(shí)別能力，下面圍繞戰(zhàn)場(chǎng)空域控制這條主線，通過(guò)分析美軍空中目標(biāo)敵我識(shí)別先進(jìn)思想，結(jié)合文獻(xiàn)［22］研究前景中介紹的敵我識(shí)別方法，對(duì)基于空域協(xié)同的空中目標(biāo)綜合識(shí)別方法進(jìn)行說(shuō)明。

2.1 美軍空中目標(biāo)敵我識(shí)別思想概述

美軍針對(duì)不同的作戰(zhàn)樣式設(shè)計(jì)了不同的敵我識(shí)別方法［23］，但其識(shí)別思想都是相通的，這里以美軍在防空戰(zhàn)斗中的敵我識(shí)別方法為例［24］進(jìn)行分析，如圖2 所示。

圖2 美軍防空戰(zhàn)斗空中目標(biāo)敵我識(shí)別流程Fig.2 U.S.Forces air defense combat air target identification process

通過(guò)圖2 可以看出，美軍進(jìn)行空中目標(biāo)敵我識(shí)別時(shí)先驗(yàn)證目標(biāo)不缺乏友性，如無(wú)法驗(yàn)證則驗(yàn)證目標(biāo)是缺乏友性的，接著再驗(yàn)證目標(biāo)是否具有敵性傾向，若有敵性傾向則驗(yàn)證目標(biāo)是否具有明確敵性，若目標(biāo)是具有明確敵性的敵人，就對(duì)其采取措施。美軍按照這種層層遞推的方式，設(shè)計(jì)出各識(shí)別階段對(duì)應(yīng)的身份標(biāo)牌，從待識(shí)別的“未知目標(biāo)（Bogey）”到低威脅的“我方目標(biāo)（Friend）”、“高友性傾向目標(biāo)（Paints）”，再 到 中 威 脅 的“ 低 友 性 傾 向 目 標(biāo)（Spades）”、“低敵性傾向目標(biāo)（Outlaw）”，最后到高威 脅 的“高 敵 性傾 向 目 標(biāo)（Bandit）”、“敵 方 目 標(biāo)（Hostile）”，用較為形象的術(shù)語(yǔ)實(shí)現(xiàn)了敵我識(shí)別和威脅評(píng)估的同步實(shí)施。

以上述思想為基礎(chǔ)，結(jié)合戰(zhàn)場(chǎng)空域控制的要求，美軍根據(jù)防空戰(zhàn)斗識(shí)別的原則，給出了一個(gè)通用的識(shí)別矩陣示例［25］，如圖3 所示。

圖3 美軍防空戰(zhàn)斗識(shí)別矩陣Fig.3 U.S.Forces air defense combat identification matrix

通過(guò)該識(shí)別矩陣可以看出美軍空中目標(biāo)敵我識(shí)別的整個(gè)過(guò)程嚴(yán)格遵循由驗(yàn)證不缺乏友性層層遞推直至識(shí)別出明確屬性的這條主線，以主動(dòng)和程序相結(jié)合的方式作為支撐保障，建立了一個(gè)完善的識(shí)別體系。整個(gè)過(guò)程中，不以一個(gè)階段的結(jié)果作為最終結(jié)果，而是根據(jù)流程對(duì)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新，以此實(shí)現(xiàn)空中目標(biāo)敵我識(shí)別能力的提升。

2.2 空情識(shí)別中典型程序控制措施的使用方法

為全面了解空中目標(biāo)綜合識(shí)別方法的前置手段空域協(xié)同措施的相關(guān)內(nèi)容，下面根據(jù)結(jié)合美軍戰(zhàn)斗防空識(shí)別思想和空域控制條令［26］對(duì)幾種典型程序控制措施的概念與使用方法進(jìn)行說(shuō)明，具體如圖4 所示。

圖4 為聯(lián)合作戰(zhàn)戰(zhàn)場(chǎng)空域控制態(tài)勢(shì)圖，該圖中共給出了空域協(xié)同措施、防空措施、空中基準(zhǔn)措施、機(jī)動(dòng)控制措施、火力支援措施等5 類典型的程序控制措施。

空域協(xié)同措施（air coordinating measures，ACM）共有空中通道、限制行動(dòng)空域、獨(dú)立協(xié)同措施等3 大類25 小類［27］。圖4 中分別給出了空中通道中的最小風(fēng)險(xiǎn)通道、低高度層穿越通道、空中走廊；限制行動(dòng)空域中的空中預(yù)警區(qū)、空中指揮與控制區(qū)、空中戰(zhàn)斗巡邏區(qū)等。最小風(fēng)險(xiǎn)通道（minimum-risk route，MRR）是提供給航空器低空快速穿越前方戰(zhàn)斗地帶時(shí)使用的單向空中走廊。該通道是根據(jù)已知的能夠?qū)νǖ乐泻娇掌魉a(chǎn)生的最小威脅建立的，能夠最大程度地降低已方防空對(duì)航空器的誤擊誤傷風(fēng)險(xiǎn)；低高度層穿越通道（low-level transit route，LLTR）是在我方前沿區(qū)域內(nèi)設(shè)置的雙向空中走廊，用于連接己方前沿與后方；空中走廊（air corridor，AIRCOR）是一種用于后方地域兩點(diǎn)之間通航的限制性空中通道，可以連接待戰(zhàn)地域、戰(zhàn)斗地域、加油區(qū)、武裝點(diǎn)以及其他友鄰區(qū)域?？罩蓄A(yù)警區(qū)（air?borne early warning area，AEW）和空中指揮與控制區(qū)（airborne command and control area，ABC）是提供給執(zhí)行空中預(yù)警和指揮控制任務(wù)的飛機(jī)使用的空域；空中戰(zhàn)斗巡邏區(qū)（combat air patrol，CAP）是用于己方戰(zhàn)斗機(jī)在重要保護(hù)區(qū)域上空進(jìn)行巡邏并意圖攻擊該區(qū)域的敵機(jī)進(jìn)行攔截和摧毀。

圖4 聯(lián)合作戰(zhàn)戰(zhàn)場(chǎng)空域控制態(tài)勢(shì)圖Fig.4 Battlefield airspace control situation map of joint operation

防空措施中有低空導(dǎo)彈交戰(zhàn)區(qū)（low-altitude missile engagement zone，LOMEZ）、戰(zhàn) 斗 機(jī) 交 戰(zhàn) 區(qū)（fighter engagement zone，F(xiàn)EZ）、導(dǎo)彈交戰(zhàn)區(qū)（missile engagement zone，MEZ）、聯(lián)合交戰(zhàn)區(qū)（joint engage?ment zone，JEZ）和基地防御區(qū)。前3 種防空措施的對(duì)空攻擊任務(wù)分別由戰(zhàn)斗機(jī)、導(dǎo)彈、低空導(dǎo)彈、多種防空系統(tǒng)（通常是戰(zhàn)斗機(jī)和導(dǎo)彈）擔(dān)任；基地防御區(qū)（base defense zone，BDZ）是在空軍基地周圍設(shè)立保護(hù)該基地的近程防空武器交戰(zhàn)區(qū)。

空中基準(zhǔn)措施中有敵我識(shí)別器開/關(guān)線和空中控制點(diǎn)。敵我識(shí)別器開/關(guān)線（IFF switch on/off line，IFF ON/OFF）通常與己方部隊(duì)前沿線一同設(shè)置，航空器在越過(guò)該線時(shí)應(yīng)開始或停止發(fā)射IFF 信號(hào)；空中控制點(diǎn)（air control point，ACP）是用于指揮控制及導(dǎo)航通信的點(diǎn)，也可以用于空中走廊的劃設(shè)［28］。

機(jī)動(dòng)控制措施中有己方部隊(duì)前沿線（forward line of own troops，F(xiàn)LOT）。該線用來(lái)標(biāo)識(shí)作戰(zhàn)中己方部隊(duì)的最前沿位置。

火力支援措施中有火力支援協(xié)調(diào)線（fire sup?port coordination line，F(xiàn)SCL）。該線一是用于規(guī)范地面火力使用，二是用于區(qū)分航空兵的對(duì)地打擊任務(wù)及戰(zhàn)斗范圍，如近距空中支援（close air support，CAS）和空中遮斷（air interdiction，AI）等［29］。

通過(guò)介紹可知，航空器的飛行活動(dòng)多是以空域協(xié)同措施為基準(zhǔn)的，對(duì)其敵我屬性的識(shí)別也多是圍繞航空器在空域協(xié)同措施中的飛行活動(dòng)展開的。其他4 類措施主要用于協(xié)助完成航空器的各類作戰(zhàn)任務(wù)。因此戰(zhàn)場(chǎng)空域控制體系下的空情識(shí)別可以稱為基于空域協(xié)同的空中目標(biāo)綜合識(shí)別。

2.3 基于空域協(xié)同的空中目標(biāo)綜合識(shí)別方法的基本理念

雖然美軍給出了上述空中目標(biāo)敵我識(shí)別方法，但其是基于美軍作戰(zhàn)特點(diǎn)設(shè)置的，不利于相關(guān)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用，下面在借鑒美軍先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合文獻(xiàn)［1-3］中的研究實(shí)際，提出了一種基于空域協(xié)同的空中目標(biāo)綜合識(shí)別方法。

空中目標(biāo)綜合識(shí)別是指在戰(zhàn)場(chǎng)空域控制的體系下，通過(guò)綜合使用IFF、雷達(dá)等各類技術(shù)手段和以各類空域協(xié)同措施為代表的程序手段，對(duì)空中目標(biāo)的敵我屬性進(jìn)行識(shí)別的過(guò)程?？罩心繕?biāo)綜合識(shí)別不僅需要識(shí)別空中目標(biāo)的敵我屬性，還要對(duì)其進(jìn)行威脅評(píng)估。這樣防空部門便可根據(jù)交戰(zhàn)規(guī)則選用合適的方法應(yīng)對(duì)不同威脅的空中目標(biāo)。

空中目標(biāo)綜合識(shí)別主要用于識(shí)別沿最小風(fēng)險(xiǎn)通道由敵方空域進(jìn)入己方空域的目標(biāo)。為便于理解，下面結(jié)合圖5 進(jìn)行說(shuō)明。

圖5 戰(zhàn)斗機(jī)前出與返程示意圖Fig.5 Schematic diagram of fighter aircraft forward and return

圖5 中為執(zhí)行近距空中支援任務(wù)的戰(zhàn)斗機(jī)前出返場(chǎng)過(guò)程中的航跡示意圖。己方部隊(duì)前沿線以左為己方空域，己方在該區(qū)域中擁有較強(qiáng)的空域控制能力；己方部隊(duì)前沿線以右為交戰(zhàn)區(qū)域，由于敵方的干擾壓制，己方的空域控制能力在該區(qū)域中會(huì)受到一定削弱。

通常情況下，航空器執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)需要經(jīng)歷“己方機(jī)場(chǎng)—作戰(zhàn)空域—返回本場(chǎng)”這個(gè)過(guò)程［30］。在航空器由己方機(jī)場(chǎng)前往作戰(zhàn)空域的過(guò)程中，一般不會(huì)發(fā)生誤擊誤傷，誤擊誤傷最大的風(fēng)險(xiǎn)，是在完成作戰(zhàn)任務(wù)后返回己方機(jī)場(chǎng)的這個(gè)過(guò)程中。因?yàn)楹娇掌髟诘竭_(dá)作戰(zhàn)空域前，己方已經(jīng)掌握該航空器的飛行計(jì)劃，其通信聯(lián)絡(luò)正常且IFF 應(yīng)答正確，因此該航空器一定是己方。當(dāng)航空器到達(dá)作戰(zhàn)空域后，對(duì)于在己方實(shí)際控制區(qū)域內(nèi)的航空器，仍可通過(guò)上述幾種方式來(lái)核驗(yàn)其身份。對(duì)于在己方實(shí)際控制區(qū)域外的航空器，在航空器越過(guò)敵我識(shí)別器開/關(guān)線之前，均可以通過(guò)上述手段證明其為己方。越過(guò)該線后，航空器離開己方防空導(dǎo)彈作戰(zhàn)區(qū)，更不會(huì)發(fā)生誤擊誤傷。

在航空器完成作戰(zhàn)任務(wù)返場(chǎng)時(shí)，為避免交戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)己方火力誤傷，此時(shí)航空器需要沿最小風(fēng)險(xiǎn)通道向我方飛行，由于受到敵方壓制，己方識(shí)別能力受限，因此主要將最小風(fēng)險(xiǎn)通道作為確保航空器安全返場(chǎng)的手段使用。在航空器越過(guò)敵我識(shí)別器開/關(guān)線即將進(jìn)入我方空域時(shí)，該區(qū)域?qū)嶋H上還會(huì)受到敵方壓制影響，此時(shí)技術(shù)手段可靠性有限，尤其是在敵我識(shí)別系統(tǒng)受損情況下，很有可能會(huì)被誤認(rèn)為敵方；若敵方破獲己方飛行航跡等信息，沿我方預(yù)先規(guī)劃的最小風(fēng)險(xiǎn)通道假扮我機(jī)，此時(shí)程序手段難以識(shí)別敵方目標(biāo)，勢(shì)必造成防空作戰(zhàn)處于被動(dòng)。因此在航空器進(jìn)入己方空域的過(guò)程中必須結(jié)合使用技術(shù)手段和程序手段，對(duì)空中目標(biāo)進(jìn)行綜合識(shí)別，實(shí)現(xiàn)兩種手段的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，最大程度的提高識(shí)別能力，防止誤擊誤傷，確保己方空防安全。

2.4 基于空域協(xié)同的空中目標(biāo)綜合識(shí)別方法的運(yùn)行流程

通常情況下，己方空防安全的壓力主要來(lái)源于敵方正面上的集中攻擊。因此，自航空器到達(dá)敵我識(shí)別器開/關(guān)線打開IFF 進(jìn)行應(yīng)答時(shí)開始，至航空器使用空域協(xié)同措施返回己方機(jī)場(chǎng)為止，空中目標(biāo)綜合識(shí)別必須貫穿這個(gè)過(guò)程始終。為便于理解，下面結(jié)合圖6 進(jìn)行說(shuō)明。

由圖6 可知，當(dāng)航空器到達(dá)敵我識(shí)別器開/關(guān)線時(shí)，需要打開IFF 進(jìn)行應(yīng)答，并嘗試與己方建立通信連接，己方會(huì)對(duì)該航空器的身份進(jìn)行核實(shí)。需要注意的是，當(dāng)航空器越過(guò)敵我識(shí)別器開/關(guān)線至降落機(jī)場(chǎng)后，其IFF 應(yīng)一直處于打開的狀態(tài)。

圖6 空域協(xié)同措施立體示意圖Fig.6 Three-dimensional schematic diagram of air coordinating measures

接著，航空器按照約定進(jìn)入最小風(fēng)險(xiǎn)通道，在該航線中應(yīng)嚴(yán)格遵守飛行標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)，己方會(huì)根據(jù)航空器的實(shí)際飛行參數(shù)和航跡，結(jié)合IFF 應(yīng)答情況識(shí)別其身份。需要注意的是，這里不局限于以上2種手段，可根據(jù)實(shí)際情況選擇其他手段進(jìn)行補(bǔ)充。

然后，航空器進(jìn)入低高度層穿越通道進(jìn)行機(jī)動(dòng)，由于低高度層穿越通道是雙向走廊，為避免相撞應(yīng)按照“東單西雙”的原則飛行。由于低高度層穿越通道是連接前沿與后方的重要樞紐，若敵方混入該通道，就會(huì)給己方帶來(lái)極大威脅，因此仍需對(duì)其進(jìn)行識(shí)別、監(jiān)視和跟蹤。同樣地，這里不局限于上述手段，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行補(bǔ)充。

最后，航空器進(jìn)入空中走廊準(zhǔn)備返場(chǎng)，此時(shí)航空器已遠(yuǎn)離前沿且經(jīng)被多種手段證明為己方，因此誤擊誤傷風(fēng)險(xiǎn)較小，此時(shí)己方主要對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視、定位和跟蹤，確保航空器可以安全的返回機(jī)場(chǎng)。

2.5 空中目標(biāo)綜合識(shí)別方法的判別邏輯

通過(guò)前面的分析可知，美軍設(shè)計(jì)了形象的術(shù)語(yǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)敵我識(shí)別和威脅評(píng)估的有機(jī)結(jié)合。為便于后續(xù)的工程化應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，這里設(shè)置“我方目標(biāo)（Friend）”、“高友性傾向目標(biāo)（Paints）”、“中等友性傾 向 目 標(biāo)（Acquaintance）”、“ 低 友 性 傾 向 目 標(biāo)（Spades）”、“屬性不明目標(biāo)（Chaos）”、“高敵性傾向目標(biāo)（Bandit）”、“敵方目標(biāo)（Foe）”等7 類身份標(biāo)牌來(lái)描述空中目標(biāo)的敵我屬性，下面對(duì)IFF 和空域協(xié)同措施種2 種手段結(jié)合情況下的判別邏輯進(jìn)行說(shuō)明，如圖7 所示。

圖7 中上下2 個(gè)部分描述了航空器剛到達(dá)敵我識(shí)別器開/關(guān)線和進(jìn)入我方空域后的綜合識(shí)別判別邏輯。通常情況下IFF 主要根據(jù)應(yīng)答次數(shù)進(jìn)行判斷［31］，空域協(xié)同措施則根據(jù)“高度、速度、航向”進(jìn)行判斷，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)整。

圖7 空中目標(biāo)綜合識(shí)別的判別邏輯Fig.7 Air target comprehensive identification and discrimination logic

當(dāng)航空器到達(dá)敵我識(shí)別開/關(guān)線打開IFF 后，此時(shí)航空器處于己方和敵方的交界地帶，IFF 會(huì)受到壓制。此時(shí)己方應(yīng)主動(dòng)使用其他手段驗(yàn)證其身份，若仍不符合識(shí)別規(guī)定，則認(rèn)為該目標(biāo)是“敵方目標(biāo)”。若符合識(shí)別規(guī)定，由于前置識(shí)別手段IFF 失效，應(yīng)賦予其“低友性傾向目標(biāo)”標(biāo)牌。為防止敵方進(jìn)行IFF 欺騙，即使符合應(yīng)答規(guī)定，仍不能認(rèn)為該目標(biāo)為“我方目標(biāo)”，應(yīng)認(rèn)為該目標(biāo)是具有友性傾向且威脅較低的“中等友性傾向目標(biāo)”。

對(duì)于識(shí)別為“中等友性傾向目標(biāo)”和“低友性傾向目標(biāo)”的航空器，允許進(jìn)入空域協(xié)同措施返航。航空器在空域協(xié)同措施中飛行時(shí)，需要綜合判斷其飛行參數(shù)和IFF 的應(yīng)答情況。通常情況下，己方在執(zhí)行任務(wù)前就已預(yù)先掌握標(biāo)準(zhǔn)飛行參數(shù)，在IFF 未受損的情況下，若符合空域協(xié)同措施和IFF 的相關(guān)規(guī)定，則可以識(shí)別為“我方目標(biāo)”。為避免航空器受損而引起的誤擊誤傷，對(duì)于能夠正常IFF 應(yīng)答但飛行姿態(tài)只能滿足部分標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)，應(yīng)認(rèn)為是“高友性傾向目標(biāo)”，同時(shí)應(yīng)采取其他手段盡快驗(yàn)證其身份。對(duì)于無(wú)法進(jìn)行IFF 應(yīng)答，且只滿足部分飛行標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)，應(yīng)認(rèn)為該目標(biāo)是具有一定敵性傾向且威脅較大的“高敵性傾向目標(biāo)”。若航空器既無(wú)法進(jìn)行IFF 應(yīng)答，又不滿足飛行標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)認(rèn)為是“敵方目標(biāo)”。此外，若航空器只能符合2 種識(shí)別手段的一種，則應(yīng)認(rèn)為該目標(biāo)是屬性不明的“屬性不明目標(biāo)”，必須對(duì)其重新識(shí)別，直至識(shí)別出明確的敵我屬性。

通過(guò)上述方式，使用符合人邏輯思維的術(shù)語(yǔ)來(lái)描述目標(biāo)的敵我屬性和威脅程度，動(dòng)態(tài)迭代更新有利于敵我屬性，可以較好地提高綜合識(shí)別能力。

3 基于空域協(xié)同的空中目標(biāo)綜合識(shí)別方法的工程化應(yīng)用思路

空中目標(biāo)綜合識(shí)別是一種較為復(fù)雜的系統(tǒng)性問(wèn)題，需采用定量與定性相結(jié)合的方法進(jìn)行研究［32］。這里以多源信息融合領(lǐng)域中的D-S 證據(jù)理論［33］和模糊數(shù)學(xué)領(lǐng)域中的隸屬度函數(shù)［34］、模糊推理［35］、直覺(jué)模糊集［36］為工具，對(duì)空中目標(biāo)綜合識(shí)別工程化應(yīng)用中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決思路，為后續(xù)的實(shí)例分析打下基礎(chǔ)。

3.1 工程化應(yīng)用中的關(guān)鍵問(wèn)題

為想確?？罩心繕?biāo)綜合識(shí)別的工程化應(yīng)用，必須解決以下2 個(gè)重要問(wèn)題：

（1）信息融合策略與轉(zhuǎn)換問(wèn)題?？罩心繕?biāo)綜合識(shí)別需要對(duì)各手段得到的信息進(jìn)行匯總從而得到綜合識(shí)別結(jié)果，因此需要選擇合適的信息融合策略；此外，由于各手段得到的信息沒(méi)有統(tǒng)一的量綱，為方便融合計(jì)算，還需選擇合適的工具將上述信息轉(zhuǎn)為規(guī)范的算法輸入語(yǔ)言。

（2）各手段間的不確定性信息處理問(wèn)題。受制于外部因素的影響，各手段得到的信息會(huì)存在一定程度的不確定性，必須選擇合適的融合方法降低不確定性信息的影響，提高識(shí)別結(jié)果的精確性。

經(jīng)綜合考慮，這里使用D-S 證據(jù)理論作為工程化應(yīng)用的算法支撐，D-S 證據(jù)理論是以基本概率賦值（basic probability assignment，BPA）為計(jì)算對(duì)象，通過(guò)D-S 組合規(guī)則對(duì)各BPA 進(jìn)行組合，即可得到融合結(jié)果。D-S 證據(jù)理論適用于不同的信息融合策略，能夠?qū)⒏黝愋畔⑥D(zhuǎn)化為統(tǒng)一的BPA，還可以有效降低數(shù)據(jù)中的不確定性信息的影響?；贒-S 證據(jù)理論進(jìn)行工程化應(yīng)用，則上述問(wèn)題即可轉(zhuǎn)化為DS 證據(jù)理論中的信息融合策略問(wèn)題、BPA 構(gòu)造問(wèn)題和證據(jù)融合問(wèn)題，下面以D-S 證據(jù)理論為主干，對(duì)空中目標(biāo)綜合識(shí)別工程化應(yīng)用思路進(jìn)行探討。

通過(guò)提供優(yōu)惠政策，使貧困縣獲得特殊的發(fā)展條件以減輕或部分抵消其自然條件和發(fā)展落后施加于地方發(fā)展的限制，在局部形成政策優(yōu)勢(shì)，在不同階段給予貧困地區(qū)不同的優(yōu)惠政策，如土地政策、進(jìn)出口政策、減免農(nóng)業(yè)稅，出讓部分中央政府和地方政府的收益給貧困地區(qū)和貧困戶，或者改善其發(fā)展環(huán)境、提高其競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展能力，或者直接增加其福祉。

為便于建模分析，下面給出的建模思路均是圍繞航空器在空域協(xié)同措施中的空中目標(biāo)綜合識(shí)別活動(dòng)展開的。根據(jù)美軍以空中目標(biāo)的IFF 應(yīng)答次數(shù)界定目標(biāo)友性或敵性傾向的思想，這里設(shè)定空中目標(biāo)的應(yīng)答次數(shù)為詢問(wèn)次數(shù)的一半以上即可認(rèn)為該目標(biāo)符合應(yīng)答規(guī)定且具有友性傾向，反之，則認(rèn)為該目標(biāo)具有敵性傾向。設(shè)定由IFF 和ACM 得出的識(shí)別結(jié)果依次為“我方目標(biāo)”、“高友性傾向目標(biāo)”、“高敵性傾向目標(biāo)”、“敵方目標(biāo)”等4 類識(shí)別術(shù)語(yǔ)。若綜合識(shí)別結(jié)果為“高友性傾向目標(biāo)”或“高敵性傾向目標(biāo)”且小于規(guī)定閾值，則認(rèn)為該目標(biāo)是“屬性不明目標(biāo)”，應(yīng)繼續(xù)識(shí)別。

3.2 空中目標(biāo)綜合識(shí)別的信息融合策略

為擴(kuò)展探測(cè)信息來(lái)源，目前國(guó)內(nèi)外通常以部署多部傳感器并進(jìn)行多周期識(shí)別的方式實(shí)施空中目標(biāo)綜合識(shí)別［37-38］，基于此，下面給出一種典型的空中目標(biāo)綜合識(shí)別的融合策略，具體如圖8 所示。

由圖8 可知，空中目標(biāo)綜合識(shí)別中信息融合典型思路是先以同類信息融合的方式分別對(duì)基于IFF得到的物理信息和基于空域協(xié)同措施的戰(zhàn)術(shù)信息進(jìn)行融合。得到對(duì)應(yīng)的融合結(jié)果后，再進(jìn)行異類信息融合，即可得到各時(shí)刻的綜合識(shí)別結(jié)果。為提高識(shí)別的可靠性，還需進(jìn)行多周期融合以得到最終的空中目標(biāo)綜合識(shí)別結(jié)果。需要注意的是，空中目標(biāo)綜合識(shí)別中需要使用的傳感器數(shù)量和連續(xù)識(shí)別時(shí)的探測(cè)次數(shù)應(yīng)根據(jù)作戰(zhàn)實(shí)際進(jìn)行確定。

圖8 空中目標(biāo)綜合識(shí)別的數(shù)據(jù)融合策略Fig.8 Data fusion strategy for air target comprehensive recognition

3.3 基于隸屬度函數(shù)和模糊推理的BPA 構(gòu)造

（1）基于隸屬度函數(shù)的敵我識(shí)別器的BPA 構(gòu)造

IFF 是根據(jù)空中目標(biāo)的應(yīng)答次數(shù)來(lái)判斷敵我屬性，它們之間是一種模糊線性關(guān)系，隸屬度函數(shù)可以較好地進(jìn)行處理。根據(jù)3.1 節(jié)的分析，這里設(shè)定各時(shí)刻IFF 共進(jìn)行10 次詢問(wèn)，若目標(biāo)應(yīng)答8 次以上，則認(rèn)為其具有明確的友性傾向，識(shí)別結(jié)果應(yīng)為“我方目標(biāo)”。若應(yīng)答5~7 次，則認(rèn)為該目標(biāo)為“高友性傾向目標(biāo)”。若應(yīng)答3~5 次，則認(rèn)為該目標(biāo)為“高敵性傾向目標(biāo)”。若應(yīng)答2 次以下則為“敵方目標(biāo)”。則“我方目標(biāo)”和“敵方目標(biāo)”的高斯隸屬度函數(shù)公式以及“高友性傾向目標(biāo)”和“高敵性傾向目標(biāo)”的高斯隸屬度函數(shù)公式為

式中：b和σ分別為高斯隸屬度函數(shù)的中心和寬度；a和c分別為IFF 詢問(wèn)次數(shù)的下限和上限。

圖9 隸屬度函數(shù)分布圖Fig.9 Distribution diagram of membership function

由于上述隸屬度分別反映了4 類標(biāo)牌的BPA 分配情況，對(duì)其歸一化即可得到的敵我識(shí)別器的BPA，公式為

式中：i= 1，2，3，4；λIFF為數(shù)據(jù)的可靠程度，由專家確定；yi和mIFF(xi)分別為“我方目標(biāo)”、“高友性傾向目標(biāo)”、“高 敵 性 傾 向 目 標(biāo)”、“敵 方 目 標(biāo)”等4 類標(biāo)牌的隸屬度和BPA。

（2）基于模糊推理的空域協(xié)同措施的BPA 構(gòu)造

空域協(xié)同措施中的敵我屬性判別是根據(jù)空中目標(biāo)的實(shí)際飛行參數(shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷的。由于空域協(xié)同措施中主要有“高度、速度、航向”等3 類參數(shù)，可以看出它們之間是一種多維的模糊關(guān)系，此時(shí)模糊推理工具可以較好的進(jìn)行處理。這里將目標(biāo)實(shí)際飛行參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的偏離程度ΔH，ΔV，ΔC作為輸入變量，將輸出變量確定為“我方目標(biāo)”FR、“高友性傾向目標(biāo)”PA、“高敵性傾向目標(biāo)”BA、“敵方目標(biāo)”FO，根據(jù)防空識(shí)別中航空器允許偏離標(biāo)準(zhǔn)航跡的范圍［39］，確定3 個(gè)飛行參數(shù)允許的變化范圍分別為［0，100］m，［0，50］km/h，［0，10°］，接著使用高斯隸屬度函數(shù)將其規(guī)范化處理為5 個(gè)等級(jí)的模糊子集［40］，即可得到各變量對(duì)應(yīng)的模糊輸入和輸出的隸屬度函數(shù)圖。下面給出部分模糊輸入和模糊輸出的隸屬度函數(shù)Matlab 仿真圖如圖10 所示。

圖10 基于Matlab 的模糊輸入與輸出的隸屬度函數(shù)圖Fig.10 Fuzzy input and output membership function graph based on Matlab

由圖可知，每個(gè)輸入變量均有5 個(gè)隸屬度函數(shù)，因 此 該 模 糊 系 統(tǒng)共 有N=NΔH·NΔV·NΔC= 125 個(gè) 模糊推理規(guī)則。結(jié)合2.5 節(jié)，建立模糊推理規(guī)則如表1所示。

表1 空中目標(biāo)綜合識(shí)別模糊推理規(guī)則Table 1 Air target comprehensive identification of fuzzy reasoning rules

為檢驗(yàn)所建模糊推理規(guī)則的合理性，下面使用Matlab 繪制這些模糊規(guī)則對(duì)應(yīng)的輸入輸出三維映射曲面圖，若映射曲面光滑則證明所建規(guī)則合理，下面給出了部分模糊輸入輸出的三維映射曲面圖如圖11 所示。

圖11 輸入輸出三維映射曲面Fig.11 Input and output 3D mapping surface

其中，ΔH，ΔV，ΔC分別對(duì)應(yīng)輸入變量的模糊輸入值；FR，PA，BA，F(xiàn)O分別對(duì)應(yīng)輸出變量的模糊輸出值，它們的取值范圍均為［0，1］。經(jīng)檢驗(yàn)，上述三維映射曲面較為光滑，說(shuō)明模糊推理規(guī)則是合理的。以重心法為解模糊算法，即可得到輸出變量FR，PA，BA，F(xiàn)O的模糊輸出值。

由于上述輸出值可以看做是輸出變量對(duì)應(yīng)證據(jù)的BPA 的組成部分，對(duì)其歸一化即可得到空域協(xié)同措施的BPA 為

式中：k= 1，2，3，4；λACM為數(shù)據(jù)的可靠程度，由專家確定；uk和mACM(Uk)為表示“我方目標(biāo)”、“高友性傾向 目 標(biāo)”、“高 敵 性 傾 向 目 標(biāo)”、“敵方目標(biāo)”等4 類標(biāo)牌的模糊輸出值和BPA。

3.4 基于證據(jù)理論和直覺(jué)模糊集的證據(jù)融合

（1）基于證據(jù)支持度的物理類證據(jù)融合

受制于IFF 自身性能和敵方壓制影響，多部IFF探測(cè)的信息并不完全相同，因此基于這些信息構(gòu)造的證據(jù)的可靠度也不相同，必須對(duì)其修正。由于IFF 只獲取應(yīng)答次數(shù)這類信息，因此使用證據(jù)支持度即可清晰反應(yīng)證據(jù)間的可靠程度。這里使用焦氏證據(jù)距離與沖突系數(shù)組合的方式來(lái)計(jì)算證據(jù)支持度，則焦氏證據(jù)距離的公式為［41］

式中：mi和mj為辨識(shí)框架Θ上的證據(jù)；mi和mj為其向量形式；--D為一個(gè)有2n× 2n個(gè)元素的相似性矩陣。則證據(jù)mIFFi和mIFFj間的組合沖突度為即可表示為

式中：kIFFij表示證據(jù)mIFFi和證據(jù)mIFFj間的證據(jù)沖突。根據(jù)式（6），即可得到2 個(gè)證據(jù)間的組合沖突度矩陣如下：

那么根據(jù)該組合沖突度即可計(jì)算出由證據(jù)mIFFi受到的支持程度，繼續(xù)計(jì)算即可得到基于證據(jù)支持度的證據(jù)權(quán)重為

將式（8）求得的證據(jù)權(quán)重與最大權(quán)重的比值作為折扣系數(shù)對(duì)證據(jù)mIFFi進(jìn)行折扣修正融合，即可得到物理類證據(jù)的融合結(jié)果。

（2）基于直覺(jué)模糊多屬性決策的戰(zhàn)術(shù)類證據(jù)融合

使用空域協(xié)同措施判別空中目標(biāo)敵我屬性需要綜合使用高度、速度、航向等3 類飛行參數(shù)的信息，此時(shí)使用證據(jù)理論會(huì)增大計(jì)算量，由于空中目標(biāo)綜合識(shí)別本質(zhì)上也是根據(jù)多時(shí)刻（專家集）的探測(cè)數(shù)據(jù)，確定敵我屬性（方案集）在識(shí)別手段（屬性集）中的評(píng)價(jià)值并進(jìn)行選優(yōu)，因此使用多屬性決策思想進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別是可行的。這里主要使用直覺(jué)模糊多屬性決策中的屬性信息集結(jié)方法實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)類證據(jù)的融合。相關(guān)研究表明［42］，直覺(jué)模糊集和證據(jù)理論在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的，公式為

式中：μA(x)和γA(x)分別表示元素x屬于直覺(jué)模糊集A的隸屬度和非隸屬度。根據(jù)式（9），首先將空域協(xié)同措施中的BPA 轉(zhuǎn)化為直覺(jué)模糊數(shù)dij=(μij，γij)。這里使用直覺(jué)模糊熵［43］和模糊熵組合的交叉熵［44］來(lái)處理屬性信集結(jié)中不確定性信息，公式為

式 中：ΔA(xi) =|μA(xi) -γA(xi)|；ES(A)為 交 叉 熵；EI(A)為直覺(jué)模糊熵；EF(A)為模糊熵。則屬性信息權(quán)重計(jì)算公式如下：

接著，將屬性信息轉(zhuǎn)化為直覺(jué)模糊框架下的BPA，公式為

將式（13）求得的證據(jù)權(quán)重與最大權(quán)重的比值作為折扣系數(shù)對(duì)由式（14）轉(zhuǎn)換后的BPA 進(jìn)行折扣修正與融合，即可得到戰(zhàn)術(shù)類證據(jù)的融合結(jié)果。

（3）基于證據(jù)動(dòng)態(tài)可靠性的多周期證據(jù)融合

進(jìn)行多周期證據(jù)融合時(shí)，首先應(yīng)進(jìn)行各時(shí)刻的異類證據(jù)融合，為避免沖突系數(shù)k的不足，這里使用信度熵度量異類證據(jù)之間的沖突程度。信度熵［45］是對(duì)香農(nóng)熵的推廣，信度熵越小，表明證據(jù)中含有的不確定性信息越少；反之，表明證據(jù)中的不確定性信息越多，其公式為

式中：|A|為焦元A的基數(shù)，表示焦元A中所含元素的個(gè)數(shù)。根據(jù)式（15）分別計(jì)算證據(jù)mIFF和證據(jù)mACM的權(quán)重，并將各證據(jù)權(quán)重與最大權(quán)重的比值作為折扣系數(shù)，對(duì)各證據(jù)進(jìn)行折扣修正與融合，即可得到各時(shí)刻的異類證據(jù)融合結(jié)果。

接著，使用直覺(jué)模糊框架下的證據(jù)動(dòng)態(tài)可靠性思想［42］來(lái)進(jìn)行多周期融合，即根據(jù)式（9）將各時(shí)刻的異類證據(jù)融合結(jié)果轉(zhuǎn)化為直覺(jué)模糊集，接著使用歐氏證據(jù)距離度量各直覺(jué)模糊集之間的相似度，公式為

根據(jù)式（16）即可求得由直覺(jué)模糊集計(jì)算出的證據(jù)mi和證據(jù)mj間的支持程度，接著構(gòu)造證據(jù)支持度矩陣SUP為

將矩陣各行相加即可得到證據(jù)mi的動(dòng)態(tài)可靠性，公式為

則證據(jù)mi的動(dòng)態(tài)可靠性權(quán)重為

將式（19）求得的權(quán)重作為折扣系數(shù)，對(duì)各時(shí)刻的證據(jù)進(jìn)行折扣修正與融合，即可得到最終的空中目標(biāo)綜合識(shí)別結(jié)果為

4 空中目標(biāo)綜合識(shí)別的工程化應(yīng)用實(shí)例

4.1 實(shí)例計(jì)算

設(shè)辨識(shí)框架Θ={x1，x2，x3，x4}，Θ中的元素依次表示FR，PA，BA，F(xiàn)O等4 類標(biāo)牌。設(shè)我方在前沿陣地分別使用三角形和梯形部署的方式，各部署了3部IFF 和雷達(dá)來(lái)進(jìn)行識(shí)別，規(guī)定所有設(shè)備都必須對(duì)空中目標(biāo)進(jìn)行至少3 個(gè)時(shí)刻的探測(cè)，所有返航的航空器必須按照標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)飛行。若綜合識(shí)別結(jié)果為“高友性傾向目標(biāo)”或“高敵性傾向目標(biāo)”且滿足|mPA-mBA| ≤0.2，則認(rèn)為該結(jié)果為“屬性不明目標(biāo)”需重新識(shí)別。為方便計(jì)算，這里主要以最小風(fēng)險(xiǎn)通道中的敵我識(shí)別對(duì)例進(jìn)行驗(yàn)證，設(shè)該次作戰(zhàn)任務(wù)中最小風(fēng)險(xiǎn)通道的標(biāo)準(zhǔn)飛行參數(shù)為航向270°、高度1 200 m、速度300 km/h。

已知己方部隊(duì)前沿線外共有3 批目標(biāo)沿最小風(fēng)險(xiǎn)航線向我方空域飛行，設(shè)定目標(biāo)1，2 為“我方目標(biāo)”，目標(biāo)3 為“敵方目標(biāo)”。IFF 的初步篩選要求為應(yīng)答6 次以上，經(jīng)探測(cè)3 批目標(biāo)的相關(guān)信息如下：

（1）目標(biāo)1

目標(biāo)1 航空器狀態(tài)良好，IFF 工作正常，未受到敵方壓制，在越過(guò)敵我識(shí)別器開/關(guān)線時(shí)進(jìn)行了7 次應(yīng)答，因此初步認(rèn)定該目標(biāo)是“中等友性傾向目標(biāo)”，可以指揮其進(jìn)入最小風(fēng)險(xiǎn)通道進(jìn)行識(shí)別。經(jīng)探測(cè)其相關(guān)數(shù)據(jù)如表2 所示。

表2 目標(biāo)1 的探測(cè)數(shù)據(jù)Table 2 Target 1 detection data

（2）目標(biāo)2

目標(biāo)2 受損嚴(yán)重，飛行姿態(tài)難以保持，IFF 工作正常，但受到一定壓制，在越過(guò)敵我識(shí)別器開/關(guān)線時(shí)進(jìn)行了5 次應(yīng)答，因此IFF 失效，經(jīng)驗(yàn)證目標(biāo)2 符合其他手段的識(shí)別要求，因此初步認(rèn)為該目標(biāo)是“低友性傾向目標(biāo)”，可以指揮其進(jìn)入最小風(fēng)險(xiǎn)通道進(jìn)行識(shí)別，但必須加強(qiáng)對(duì)該目標(biāo)的關(guān)注。經(jīng)探測(cè)其相關(guān)數(shù)據(jù)如表3 所示。

表3 目標(biāo)2 的探測(cè)數(shù)據(jù)Table 3 Target 2 detection data

（3）目標(biāo)3

目標(biāo)3 為“敵方目標(biāo)”，試圖混入最小風(fēng)險(xiǎn)通道對(duì)我實(shí)施打擊，在越過(guò)敵我識(shí)別器開/關(guān)線時(shí)，成功進(jìn)行IFF 應(yīng)答欺騙并進(jìn)行了6 次應(yīng)答，因此初步認(rèn)為該目標(biāo)是“中等友性傾向目標(biāo)”，可以指揮其進(jìn)入最小風(fēng)險(xiǎn)通道進(jìn)行識(shí)別。經(jīng)探測(cè)其相關(guān)數(shù)據(jù)如表4所示。

表4 目標(biāo)3 的探測(cè)數(shù)據(jù)Table 4 Target 3 detection data

根據(jù)的IFF 和雷達(dá)的部署位置和受壓制情況，結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)即可得到各時(shí)刻對(duì)應(yīng)的IFF 和ACM的數(shù)據(jù)可靠程度為

為便于說(shuō)明，簡(jiǎn)化具體的計(jì)算步驟，以目標(biāo)1 為例進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)式（1）~（3），可求得各時(shí)刻IFF 的BPA 為

為簡(jiǎn)化計(jì)算流程，首先根據(jù)式（5）~（8）和（9）~（14）分別對(duì)物理類證據(jù)和戰(zhàn)術(shù)類證據(jù)進(jìn)行修正與融合，接著根據(jù)式（15）~（20）可以得到各時(shí)刻修正后的異類證據(jù)融合結(jié)果以及多周期融合結(jié)果，最后以上述方法計(jì)算目標(biāo)2，3 的數(shù)據(jù)，可得3 批目標(biāo)的綜合識(shí)別結(jié)果如表5 所示。

表5 3 批目標(biāo)的識(shí)別結(jié)果Table 5 Three batches of target identification results

4.2 結(jié)果分析

（1）目標(biāo)1 的綜合識(shí)別結(jié)果為“我方目標(biāo)”。由于目標(biāo)1 未受損，IFF 工作正常，返航過(guò)程中受到壓制有限，因此整個(gè)識(shí)別過(guò)程中目標(biāo)1 的IFF 應(yīng)答結(jié)果是始終是符合要求的。在最小風(fēng)險(xiǎn)通道中飛行時(shí)，目標(biāo)1 預(yù)先掌握了進(jìn)入最小風(fēng)險(xiǎn)通道飛行時(shí)的相關(guān)要求，整個(gè)飛行過(guò)程中較為符合標(biāo)準(zhǔn)，因此最終的綜合識(shí)別結(jié)果為我方，符合預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景。

（2）目標(biāo)2 的綜合識(shí)別結(jié)果為“高友性傾向目標(biāo)”。目標(biāo)2 在返航過(guò)程中受到了壓制，在越過(guò)敵我識(shí)別器開/關(guān)線時(shí)未能產(chǎn)生有效應(yīng)答，但目標(biāo)2 符合其他手段的識(shí)別規(guī)定，因此暫時(shí)把目標(biāo)2 作為“低友性傾向目標(biāo)”目標(biāo)，允許其以“需要加強(qiáng)關(guān)注”的身份進(jìn)入最小風(fēng)險(xiǎn)通道，隨著目標(biāo)2 逐漸遠(yuǎn)離前沿，其受到的壓制也在減弱，因此在后續(xù)的識(shí)別過(guò)程中，目標(biāo)2 的IFF 應(yīng)答結(jié)果是符合要求的。在最小風(fēng)險(xiǎn)通道中飛行時(shí)，由于目標(biāo)2 受損嚴(yán)重，即使嘗試按照標(biāo)準(zhǔn)飛行，但還是產(chǎn)生了較大程度的波動(dòng)，因此該目標(biāo)的綜合識(shí)別結(jié)果為“高友性傾向目標(biāo)”，雖然與預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景有一定的差異，但識(shí)別結(jié)果表明目標(biāo)2 是具有一定“友性”傾向的，可以避免對(duì)目標(biāo)2 的誤擊誤傷。

（3）目標(biāo)3 的綜合識(shí)別結(jié)果為“高敵性傾向目標(biāo)”。該目標(biāo)試圖混入我方空域，因此在敵我識(shí)別器開/關(guān)線附近時(shí)成功進(jìn)行了IFF 欺騙應(yīng)答，隨著目標(biāo)3 逐漸遠(yuǎn)離前沿，我方的抗干擾能力不斷提升，目標(biāo)3 的IFF 應(yīng)答次數(shù)也不斷減少，呈現(xiàn)出了“敵性”傾向。由于目標(biāo)3 并未掌握最小風(fēng)險(xiǎn)通道的飛行參數(shù)，雖然整個(gè)識(shí)別過(guò)程中的飛行姿態(tài)比較穩(wěn)定，但不符合飛行標(biāo)準(zhǔn)，因此該目標(biāo)的綜合識(shí)別結(jié)果為“高敵性傾向目標(biāo)”，雖然與預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景有一定的出入，但識(shí)別結(jié)果表明目標(biāo)3是具有一定“敵性”傾向的，此時(shí)可以對(duì)目標(biāo)3 采取一定的措施，避免目標(biāo)3對(duì)我方造成威脅。

根據(jù)最終的空中目標(biāo)綜合識(shí)別結(jié)果，我方指揮官即可立即做出防空決策，如：指揮目標(biāo)1 進(jìn)入低高層穿越走廊進(jìn)行返航；指揮目標(biāo)2 前往備降場(chǎng)降落，并派遣搜救航空器伴隨飛行，確保目標(biāo)2 的飛行安全。嚴(yán)密監(jiān)視目標(biāo)3，指揮其盤旋等待并派遣我方戰(zhàn)斗機(jī)對(duì)目標(biāo)3 進(jìn)行攔截驗(yàn)證，若該目標(biāo)不服從指令或者是驗(yàn)證為敵方目標(biāo)，即可將其擊落。

5 結(jié)束語(yǔ)

空情識(shí)別作為戰(zhàn)場(chǎng)空域控制的一項(xiàng)重要作戰(zhàn)任務(wù)，對(duì)提高空域控制能力，促進(jìn)聯(lián)合作戰(zhàn)效能提升具有十分重要的作用。論文從戰(zhàn)場(chǎng)空域控制的角度出發(fā)，結(jié)合美軍先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，介紹了戰(zhàn)場(chǎng)空域控制框架下的基于空域協(xié)同的空中目標(biāo)綜合識(shí)別方法，該方法將空中目標(biāo)敵我識(shí)別和威脅評(píng)估相結(jié)合，能夠更好的貼近作戰(zhàn)實(shí)際，提升敵我識(shí)別能力，可以作為一種新的空中目標(biāo)敵我識(shí)別方法。同時(shí)，論文還對(duì)空中目標(biāo)綜合識(shí)別的工程化應(yīng)用進(jìn)行了思考并進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證，結(jié)果表明基于空域協(xié)同的空中目標(biāo)綜合識(shí)別方法能夠較好的完成空情識(shí)別任務(wù)，可以為相關(guān)研究提供一定的借鑒和參考。