電子對抗輔助決策仿真系統(tǒng)研究

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1、電子對抗輔助決策仿真系統(tǒng)的研究?引言電子戰(zhàn)定義以電磁能為武器的軍事活動，既包括以破壞敵方也包括以保護友方利用電磁能為目的的軍事活動[1][2]。其樹型結(jié)構(gòu)如圖1，含電子對抗（ECM）、反對抗（ECCM）及電子支援（ESM）三部分。圖1電子戰(zhàn)的數(shù)型結(jié)構(gòu)分布式交互仿真（DIS）為電子戰(zhàn)仿真提供了良好的支撐環(huán)境[3]。它通過相關(guān)的工作環(huán)境和實時交換協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU：ProtocolDataUnit），建立無縫的虛擬環(huán)境。每個分布的仿真器獨立仿真虛擬環(huán)境中的實體，通過PDU向其他仿真器報告實體的屬性和行為。接收仿真器收到PDU后，選擇其外部實體的屬性和行為。DIS仿真系統(tǒng)注重仿真的分布性和交互性

2、。為此，以DIS協(xié)議作為仿真系統(tǒng)的主框架，給出電子對抗輔助決策仿真系統(tǒng)的設(shè)計思路、體系結(jié)構(gòu)。2電子對抗輔助決策仿真系統(tǒng)的設(shè)計2.1任務(wù)需求本仿真系統(tǒng)由導(dǎo)調(diào)指揮大廳、紅軍指揮大廳、藍軍指揮大廳，和分隊專業(yè)指揮室構(gòu)成。以紅藍軍模擬對抗系統(tǒng)為基本架構(gòu)，進行各種航空兵戰(zhàn)術(shù)的實時監(jiān)控、模擬推演、戰(zhàn)況評估、輔助決策等。本電子對抗輔助決策分系統(tǒng)能夠匯集和處理電子對抗情報，掌握戰(zhàn)場電磁態(tài)勢，通報敵情和不明空情對我方電子系統(tǒng)的威脅程度，指示打擊目標，并生成出動方案，以供指揮員下定作戰(zhàn)決心和制定作戰(zhàn)方案；能夠調(diào)閱和修改數(shù)據(jù)庫中的各種靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)資料，利用系統(tǒng)提供的非實時的作戰(zhàn)輔助計算模型，為指揮員制定作戰(zhàn)方案

3、提供強有力的理論；能評估實際和模擬的電子對抗作戰(zhàn)效果，重演作戰(zhàn)，以便戰(zhàn)后分析和總結(jié)。2.2設(shè)計思想本電子對抗作戰(zhàn)指揮輔助決策系統(tǒng)應(yīng)具有互操作性、資源共享、信息集成處理、分布式計算處理、安全保密及系統(tǒng)管理等能力。設(shè)計指導(dǎo)思想如下：(1)實時性。為指揮員提供實時戰(zhàn)場敵我態(tài)勢，實時準確計算出決策依據(jù)要素和備選決策方案。(2)科學(xué)性。采用合理的輔助決策模型，包括ECM情報分析、EW資源分配和ECM應(yīng)對ECCM作戰(zhàn)三類模型，如圖2。圖2電子戰(zhàn)指揮自動化輔助決策系統(tǒng)模型組成示意圖(3)可擴充性。包括方案庫和模型的擴充。方案庫提供作戰(zhàn)方法的擴充手段，模型擴充以適應(yīng)輔助決策范圍變化和完善輔助決策體制。(4)

4、人機交互性。以良好的人機交互能力協(xié)調(diào)人腦和電腦的工作，完成人腦和電腦的溝通。2.3體系結(jié)構(gòu)本仿真系統(tǒng)由4臺計算機以局域網(wǎng)的形式構(gòu)成（如圖3），采用10M/100M以太網(wǎng)交換機，將網(wǎng)絡(luò)連接成星型結(jié)構(gòu)。軟件平臺選用Windows2000網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議采用TCP/IP，軟件開發(fā)工具選用VC++6.0面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言，數(shù)據(jù)庫用ORACLE數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。圖3仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)其中，導(dǎo)演臺是本系統(tǒng)的控制、信息傳輸中樞，選用雙屏顯示態(tài)勢和表格信息，監(jiān)視仿真過程。紅、藍雙方在導(dǎo)演臺的統(tǒng)一控制下完成電子戰(zhàn)指揮自動化仿真，依據(jù)導(dǎo)演臺提供的合成電子戰(zhàn)電磁環(huán)境進行基于攻防對抗的虛擬演練或?qū)嵄鴮贡O(jiān)控指揮

5、。紅方電子戰(zhàn)系統(tǒng)對本方電子偵察、電子干擾、電子抗干擾資源模塊進行模擬仿真，完成應(yīng)對藍方的電子偵察，電子干擾和電子抗干擾等作戰(zhàn)手法，并實時根據(jù)電子效能模塊的反饋進行電子戰(zhàn)決策的修繕，對抗全程亦采用雙屏進行態(tài)勢和表格信息顯示形式。2.4關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)(1)輔助決策模型庫的設(shè)計①ECM情報分析模型ECM情報分析模型主要完成雷達信號的偵收、分選、識別的模擬，對于偵收到的雷達信號，目前裝備中普遍采用的是數(shù)據(jù)庫比較識別法，通過將截獲到的輻射源信號參數(shù)與預(yù)先存放在威脅數(shù)據(jù)庫中的參數(shù)逐一比較，確定雷達信號屬性及特征。識別結(jié)果信息與實際裝備相同，包括平臺類型、可信度、威脅等級、敵我屬性等。采用的雷達識別庫和識

6、別算法和實裝類似。輻射源報文與雷達識別庫加載的內(nèi)容相比較，在一定的容差范圍內(nèi)進行信號識別，并根據(jù)一定的加權(quán)策略給出識別結(jié)果的可信度。②EW干擾資源分配模塊EW干擾資源分配模塊是電子戰(zhàn)系統(tǒng)功率管理的內(nèi)容，即根據(jù)當(dāng)前威脅決策采用的干擾手段。由ECM情報分析模型得到的威脅目標的識別結(jié)果，按一定的準則進行排序，給出頁面顯示或態(tài)勢顯示，對待滿足威脅告警條件的威脅源給出告警信號，同時在電子戰(zhàn)資源數(shù)據(jù)庫中取對應(yīng)的干擾方式。任何一種ECM，通常都存在多種ECCM手段與之對抗，故通過雷達電子戰(zhàn)矩陣[3]，建立ECCM對抗ECM的博弈關(guān)系數(shù)據(jù)庫。根據(jù)分配決策時所依據(jù)的戰(zhàn)術(shù)原則及決策問題規(guī)模大小，本系統(tǒng)采用了3種

7、不同的分配技術(shù)，用不同的方法解決電子戰(zhàn)干擾資源分配問題。在一對一分配原則中，采用多級優(yōu)化動態(tài)資源分配算法，能夠快速地獲得最優(yōu)的或合理的分配決策方案；在多對一分配原則中，采用全空間搜索算法，以獲得最優(yōu)的分配決策方案；在多對多分配原則中，采用隨機抽樣資源分配算法，以獲得合理的分配決策方案[4]。③推理模塊的設(shè)計要求推理模塊能夠自動地、快速地生成各種電子對抗與反對抗的態(tài)勢顯示圖，諸如雷達網(wǎng)的探測圖、電子干擾機的掩護