一种空中目标敌我识别逻辑模型

张志强，钱建刚，鲁瑞达

(1.空军预警学院 研究生管理大队，武汉 430019;2.空军预警学院 一系，武汉 430019)

0 引言

在冷兵器时代，人们只需要通过辨别服装、口令来区分敌我双方。进入热兵器时代，尤其将科技成果应用于军事后，扩展了战场的范围和纵深，而雷达兵的出现解决了对远距离目标的预警监视问题，能够及时提供目标的信息，但很难对目标的敌我属性进行判断。直到20 世纪30年代，英国发明了“马克”(MARK）协作式二次雷达询问应答系统，才解决了远距离目标的敌我属性判断难题。但是，仅仅依靠雷达应答信号的指挥决策模式，由于其识别概率有限，出现误判在所难免［1］。在伊拉克战争中就发生多起“误伤”、“误炸”己方和友军的事件。如何加强决策的准确性，杜绝此类“误伤”事件发生在我军，除了加强对操纵员的训练外，还迫切需要改善指挥员的指挥环境，改变单纯依靠雷达敌我识别信号进行经验判断的传统手段。

当前，针对如何加强目标敌我识别的研究主要有两个方向:一是新型的以二次雷达为主的协作式敌我识别系统的武器装备研究［2］，希望通过提高装备抗干扰性、应答密码的安全性等措施来增强目标判断的准确性;二是基于智能算法的非协作式敌我识别系统的研究［3-4］，试图利用对目标探测所发现的信息来进行目标敌我属性的判断，通过对目标的结构特征(目标投影的长度、宽度、面积等）、空间特征(方向、位置、速度和距离等）和信号特征进行数据融合，再使用一定的算法对融合数据进行相关分析，最终确定敌我属性。但是，以上两种方法都不能够迅速投入使用:一是开发新型武器装备的周期长、投资大，在很长时间内部队需求不能满足;二是采用智能算法在进行敌我属性判断时，从发现目标到信息收集、最后进行分析判断需要大量的计算，并且有较长的运算时间，在现代高技术战场环境下，电磁环境复杂，对信息的收集有很多的干扰，其必须通过不断的修正才能得出准确的判断，耗时太长不能良好地适应快速指挥的要求。基于以上分析，本文提出建立以雷达敌我识别应答信号为主的逻辑判断模型，在使用雷达敌我系统进行敌我识别的同时加入可快速获取的目标初始信息的逻辑判断，辅助指挥员快速、准确地作出判断。对比单纯的依靠雷达敌我识别系统，该模型增加多次疑是“非我”目标的逻辑判断，通过简单的几次逻辑梳理增强了判断的准确性，减少了将友方误判为敌方的概率，而且该模型是立足现有装备的基础上，能够初步解决当前指挥员面临的困难。

1 敌我识别依据

逻辑模型是人们感知、识别事物外部特征、运动规律进而判断出事物内部属性思维过程的具体形式。逻辑判断需要建立明确的判断标准和选取适当的目标特征。针对我国防空现状和对敌我识别决策时间的要求，在此选择以下4个战术(经验）规则作为逻辑模型的判断标准。

(1）上级命令和飞行计划

如果上级指挥机构对目标的属性作出了明确的指示，则按照命令将目标判断为我方或敌方，否则及时进行下一步的判断工作，确认目标身份。飞行计划是指预先或临时确定的有关飞机(含民航、转场的作战飞机等）的飞行航线和飞行诸元(含目标的飞行航向、速度、高度、时间等参数）的总和［5］。当雷达发现目标时与飞行计划进行比较，若雷达发现的目标航迹位置和飞行诸元与某一飞行计划完全相关，可判为“我机”或“友机”(国际航路上飞行的国际航班）。根据飞行计划判断目标敌我属性是日常防空警戒中最常用的一种方法。在实际操作中，不能仅仅依据飞行计划和目标航迹在某一时刻的一个当前点能满足各相关条件(或准则）的要求就立即确认该目标的敌我属性，还必须进行连续多点的测试，才能最终确定目标的属性。因此，对初步认定的雷达目标，还需对其继续和同一飞行计划相关。若后续几点或预先确定的一段时间内继续和同一飞行计划相符合，才将其判断为我机或敌机。

(2）雷达敌我识别系统应答信号

雷达敌我识别系统实质上是属于一种二次雷达，由询问机和应答机两部分组成，利用对目标询问信号的回应实现敌我属性的判断。在我方和友方的飞行器上加装应答机，当我方雷达探测到空中目标后，控制其配套的敌我识别询问机向目标发出密码询问信号，如果属于我方或友方目标，其应答机对询问信号进行解码，自动发回密码应答信号。询问机对应答信号解码后，输出判断标志给雷达，与该目标的回波信号同时显示。如果属于非我方目标，则不能发回约定的应答信号，在雷达显示器上只有目标回波信号而没有应答信号，如图1所示。但是，实际中战场电磁环境复杂，我机或友机有可能没有进行应答或者应答信号丢失，导致对目标属性的误判，所以没有应答信号的目标不能直接判断为敌对目标，还需要结合其他标准进行综合判断。

图1 雷达显示器上目标回波与应答信号示意图

(3）目标行为

无论属于何方的飞行目标都有其飞行目的，民用航班、敌方进攻、电子侦察等都会从目标的动作中表现出来。所以，可根据目标所表现出的初步特征，对目标属性判断进行决策支持。在此选取电子干扰作为辅助指标。在现代空战中常常伴随着电子干扰，影响对方的探测、通信功能，以达到对己方目标的掩护作用。在进行敌我识别时，若目标本身就对雷达进行电子干扰则按照敌情处理;若遭受大面积电子干扰，则对该干扰方向上发现的目标初步判定为敌情。

(4）目标飞行区域

目标飞行区域是指目标被发现时所处的空域。一般情况下各国为了最大程度确保各自重要地区的安全，都会设置一些空中禁区，并且通报己方部队和友军部队。任何单位不得进入空中禁区。一旦在空中禁区空域发现目标，可立即判断为敌方目标。

2 敌我识别模型的建立

雷达兵部队的指挥过程中的各环节都有严格的时间限制。对于目标敌我属性判断过程而言，在确定雷达发现的空中目标是飞行器后的数个点迹内，迅速进行目标敌我属性判断，在要求的时限内确定目标属性。将目标的战术(经验）状态用一个集合表示。

其中xi为目标第i个判断规则的状态。目标的敌我属性集合为

则目标的敌我识别可以表示为根据目标状态对其属性做出推断的过程，即描述为

为了实现对空中目标敌我属性识别过程的规范化、程序化，在此将这种复杂的战术(经验）规则和数学表达抽象为知识体系，实现由人工语言向计算机语言规则的转换，即将判断规则实现If A then B的转换，其中A为判断规则的状态表现，B为判断结果。则得出敌我属性判断逻辑判断模型如图2所示。

图2 目标敌我识别逻辑判断模型

3 模型分析

该模型既可作为操纵员判断敌我属性的逻辑思维，也可用于计算机进行自动敌我属性判断的程序。如图2所示，首先，计算机从雷达获取目标回波信号，并检查目标是否有电子干扰行为，如果雷达显示有干扰迹象，则将其判断为敌方目标;如果一切正常则从回波中寻找二次雷达信号，同时查验上级指挥系统对该目标是否有明确的敌我定义。考虑战场复杂的电磁环境和应答信号密码的安全性，以下判断分为两种情况:

情况1 如果有敌我识别应答信号，但是根据上级作战命令该目标属于敌对目标，则判断为敌方。若上级指挥机关对该目标没有任何指示，则查看飞行计划，对于符合预飞报、起飞报的目标判断为我方;对于不符合预飞报、起飞报的目标使用目标所处空域位置进一步判断目标属性，若此时目标处于空中禁区，则判断为敌方目标，否则判断为属性不明。

情况2 如果没有敌我识别应答信号，但是根据上级作战命令该目标属于我方目标，则判断为我方。若上级指挥机关对该目标没有任何指示，则查看飞行计划，对于不符合预飞报、起飞报的目标判断为我方;对于符合预飞报、起飞报的目标使用目标所处空域位置进一步判断目标属性，若此时目标处于空中禁区，则判断为敌方目标，否则判断为属性不明。

4 结束语

雷达情报是国家防空的第一手情报，其时效性和准确性对国土安全有重大的影响。目前的敌我识别技术还有待研究，现有的敌我识别系统不完全可靠，严重制约了我防空火力发挥作用。本文立足现有装备，提出了一种逻辑判断模型，综合利用敌我识别应答信号、飞行计划、目标位置和目标意图动作，扩大了信息来源，增加了判断的可靠性，减少误判和误伤事件的发生。

［1］陈非凡，宛京立.国外敌我识别器技术的现状及发展趋势［J］.电讯技术，2001，41(5）:5-10.

［2］曲东才，史贤俊，董文洪.雷达敌我识别系统现状、发展及启示［J］.现代防御技术，2004，32(3）:64-68.

［3］孙永强，张安.基于混合贝叶斯网络的非协作式敌我识别系统［J］.火力与指挥控制，2010，35(6）:179-182.

［4］蒋庆全.数据融合与敌我识别综述［J］.现代防御技术，2002，30(4）:55-60.

［5］贺正洪，吕辉，王睿.防空指挥自动化信息处理［M］.西安:西北工业大学出版社，2006.1.