水面艦艇防空反導(dǎo)作戰(zhàn)信息交換過程仿真?

王喆峰 張顯峰 姚 撼

1 引言

從系統(tǒng)科學(xué)的角度看，信息流描述了作戰(zhàn)體系中信息的傳遞過程及活動特征，是對作戰(zhàn)流程的有效反映［1］。選擇信息流作為切入點(diǎn)［2］，研究水面艦艇防空反導(dǎo)作戰(zhàn)活動過程，分析信息交互關(guān)系，理清信息類型、內(nèi)容及流向，能夠有效降低建模問題的復(fù)雜度，較好地解決防空反導(dǎo)作戰(zhàn)過程分析和信息交互研究中系統(tǒng)性、層次性和針對性不足的問題［3］。本文基于信息流分析方法，通過分析水面艦艇防空反導(dǎo)作戰(zhàn)活動流程，研究信息交換關(guān)系，建立防空反導(dǎo)作戰(zhàn)活動流程模型和信息交互模型，描述作戰(zhàn)體系內(nèi)部復(fù)雜多樣的信息處理與交互關(guān)系，為作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)建模、信息需求分析等問題提供了一種新的思路和方法［4］。

2 水面艦艇防空反導(dǎo)體系基本組成

水面艦艇防空反導(dǎo)作戰(zhàn)行動指為避免水面艦艇遭到來自飛機(jī)、艦船、潛艇及陸上基地的武器襲擊所采取的措施。防空反導(dǎo)體系構(gòu)成裝備繁多、體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要由偵察預(yù)警系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)、火力攔截打擊系統(tǒng)、信息對抗系統(tǒng)和綜合保障系統(tǒng)等組成［5］。

偵察預(yù)警系統(tǒng)，裝備部署范圍遍布陸海空天，主要為抗擊空中目標(biāo)提供預(yù)警信息。水面艦艇的偵察預(yù)警系統(tǒng)由艦載相控陣?yán)走_(dá)、對空搜索雷達(dá)及電子戰(zhàn)設(shè)備等預(yù)警探測系統(tǒng)組成，使水面艦艇擁有了對空目標(biāo)的多層次防空警戒監(jiān)視系統(tǒng)。

指揮控制系統(tǒng)，主要用于統(tǒng)一指揮控制各個(gè)系統(tǒng)的作戰(zhàn)行動。指揮控制系統(tǒng)的構(gòu)成包括由衛(wèi)星、光纖、數(shù)據(jù)鏈等基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)、各類防空反導(dǎo)一體化指揮平臺及其指控系統(tǒng)等［6］。

火力攔截系統(tǒng)，主要用于直接摧毀空襲兵器。水面艦艇一般搭載標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)彈和艦對空導(dǎo)彈，導(dǎo)彈攔截失敗后，使用近戰(zhàn)小口徑艦炮實(shí)施攔截。

信息對抗系統(tǒng)由各類電子對抗裝備組成，主要用于對敵方預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)、電子戰(zhàn)系統(tǒng)等實(shí)施電磁干擾和壓制。綜合保障系統(tǒng)，主要用于保障各個(gè)系統(tǒng)的作戰(zhàn)行動，由相應(yīng)的保障裝備和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。

3 水面艦艇防空反導(dǎo)流程分析

水面艦艇末端防空反導(dǎo)的目標(biāo)主要是突破我層層攔擊的敵方反艦導(dǎo)彈，其行動分為預(yù)警、跟蹤識別、攔截三個(gè)步驟［7］。在具體實(shí)施過程中，由水面艦艇在編隊(duì)指揮所的意圖下負(fù)責(zé)指揮。水面艦艇防空反導(dǎo)作戰(zhàn)流程本體如圖1所示，指揮流程如圖2所示。

3.1 預(yù)警

水面艦艇開啟主動對空探測設(shè)備時(shí)，也應(yīng)當(dāng)對目標(biāo)來襲方向進(jìn)行主動探測，加強(qiáng)對掠海飛行的反艦導(dǎo)彈的觀察警戒。在探測到目標(biāo)信息后，應(yīng)當(dāng)綜合使用本艦的各型對空搜索警戒雷達(dá)與光電探測設(shè)備對該目標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)并獲取目標(biāo)的精確位置及運(yùn)動要素等信息，分析來襲目標(biāo)參數(shù)并將判斷結(jié)果上傳至上級。

3.2 跟蹤識別

水面艦艇發(fā)現(xiàn)來襲目標(biāo)后，應(yīng)當(dāng)保持對目標(biāo)的跟蹤監(jiān)視，快速查明目標(biāo)運(yùn)行軌跡等相關(guān)信息，確定其威脅等級，并據(jù)此，利用電子對抗系統(tǒng)和武器系統(tǒng)制定相應(yīng)的電子干擾與火力抗擊方案。電子對抗系統(tǒng)主要由電子干擾和電子欺騙兩類系統(tǒng)組成。對于來襲的敵方導(dǎo)彈，水面艦艇除使用硬殺傷武器進(jìn)行防御攔截處，還采用各種電子對抗手段來對付敵方空中目標(biāo)的攻擊。

3.3 攔截

當(dāng)目標(biāo)即將進(jìn)入水面艦艇的防空作戰(zhàn)區(qū)時(shí)，水面艦艇應(yīng)當(dāng)利用本艦防空武器系統(tǒng)及時(shí)引導(dǎo)對目標(biāo)進(jìn)行電子干擾與火力抗擊［8］。水面艦艇在末端防空反導(dǎo)中，以火力抗擊為主［9］；對于電視成像、紅外成像等高智能、高精度制導(dǎo)的反艦導(dǎo)彈，要積極組織光電干擾；對于雷達(dá)末制導(dǎo)反艦導(dǎo)彈，視情況進(jìn)行沖淡干擾，一般不進(jìn)行質(zhì)心干擾［10］。

4 系統(tǒng)間信息交換分析

防空反導(dǎo)各系統(tǒng)之間信息交換主要體現(xiàn)在本艦作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)與編隊(duì)作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)、武器系統(tǒng)、航空管制系統(tǒng)、綜合導(dǎo)航系統(tǒng)、綜合水文氣象系統(tǒng)、動力監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)以及損管監(jiān)控系統(tǒng)之間的信息交換，其信息交互的過程如圖3所示，信息交互的內(nèi)容如表1所示。

5 流程仿真

防空反導(dǎo)作戰(zhàn)指令流在水面艦艇末端防空反導(dǎo)指揮流程中［11］，主要表現(xiàn)為由水面艦艇指揮所與艦上各作戰(zhàn)系統(tǒng)的相互流通，向下的指令流包括水面艦艇末端防空反導(dǎo)的預(yù)先號令、作戰(zhàn)命令（包括作戰(zhàn)計(jì)劃、作戰(zhàn)協(xié)同計(jì)劃和作戰(zhàn)保障計(jì)劃與方案）、水面艦艇末端防御過程中的作戰(zhàn)修正指令（包括調(diào)整的作戰(zhàn)計(jì)劃和作戰(zhàn)協(xié)同計(jì)劃）、前期作戰(zhàn)實(shí)施后的補(bǔ)充作戰(zhàn)命令、戰(zhàn)斗結(jié)束指令等。其他系統(tǒng)向上的指令流包括各系統(tǒng)的狀態(tài)信息、使用情況信息、作戰(zhàn)效果上報(bào)等。具體指令流程如圖4所示。

表1 防空反導(dǎo)信息交換內(nèi)容

6 結(jié)語

本文以信息流為主線，綜合考慮作戰(zhàn)、信息、系統(tǒng)和技術(shù)等因素對水面艦艇防空反導(dǎo)電子對抗進(jìn)行建模，細(xì)化了作戰(zhàn)活動過程分析，突顯了不同類型信息的重要作用，規(guī)范了信息需求表述方法［12］，較好地促進(jìn)了水面艦艇防空反導(dǎo)電子對抗過程中體系結(jié)構(gòu)信息的重用和交換，為后續(xù)作戰(zhàn)活動信息流轉(zhuǎn)模型建立、軟件平臺研制等奠定了基礎(chǔ)。

［1］Waters J，Ceruti M G.Modeling and simulation of information flow：a study of infodynamic quantities［C］//The 15th International Command and Control Research and Technology Symposium（ICCRTS 2010）.2010：178-183.

［2］楊迎輝，李建華.基于任務(wù)空間的體系作戰(zhàn)信息流圖構(gòu)建方法［J］.軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程，2015，29（3）：62-68.

［3］王精業(yè).系統(tǒng)論與作戰(zhàn)復(fù)雜性［M］.濟(jì)南：黃河出版社，2008.

［4］楊迎輝，李建華.基于體系結(jié)構(gòu)建模的作戰(zhàn)信息需求分析［J］.軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程.2012，26（4）：49-53.

［5］武文軍.對防空兵作戰(zhàn)任務(wù)向防空反導(dǎo)領(lǐng)域擴(kuò)展的認(rèn)識［J］.現(xiàn)代兵種，2012，7：25-27.

［6］蘇坤，申卯興，高培南，吉波.防空反導(dǎo)一體化作戰(zhàn)體系研究［J］.航天制造技術(shù)，2011，5（10）：65-68.

［7］陳霞，李凌昊.美航母編隊(duì)防空反導(dǎo)作戰(zhàn)指揮體系研究［J］.艦船科學(xué)技術(shù)，2015，37（6）：236-240.

［8］江文峰，查宇峰.防空火力抗擊效果研究仿真模型設(shè)計(jì)［J］.兵工自動化，2006（6）：16-17.

［9］劉永，楊健，朱劍，張如飛.反艦導(dǎo)彈制導(dǎo)技術(shù)發(fā)展綜述［J］.計(jì)算機(jī)仿真，2016（2）：10-16.

［10］韓偉，竇心連，劉靜.梅無源干擾設(shè)備使用方法研究［J］.航天電子對抗，2003（5）：40-42.

［11］基于對象Petri網(wǎng)的防空反導(dǎo)建模與仿真［J］.火力與指揮控制，2015，40（11）：39-44.

［12］Alexander M G.Requirement Assurance：A Verification Process［R］.Langley Research Center，Hampton，Virginia，2011.