箔条质心干扰与舰空弹反导冲突预测问题研究＊

孙 翼 韩 龙

（海军大连舰艇学院研究生一队 大连 116018）

箔条质心干扰与舰空弹反导冲突预测问题研究＊

孙 翼 韩 龙

（海军大连舰艇学院研究生一队 大连 116018）

现代海战中箔条弹与舰空导弹综合使用中存在的电磁干扰冲突严重制约了舰艇的防空反导能力。论文重点针对电磁干扰冲突问题，提出了冲突预测判断原则，构建了冲突预测理论模型，并基于模型采取遍历运算方法对箔条质心干扰与舰空导弹冲突预测进行模拟仿真，对冲突判断模型进行了验证，其结果与实际相吻合。论文的研究可为提升箔条弹与舰空导弹协同作战效能，提高防空反导能力提供重要思路。

软硬武器；防空反导；协同使用；冲突预测

Class NumberE824

1 引言

随着现代海战反舰导弹技术和装备的迅速发展，水面舰艇面临的威胁日益严峻。以箔条弹和舰空导弹为代表的舰艇软硬武器的协同使用成为舰艇提升其防空反导能力的重要手段。但是，由于箔条弹和舰空导弹在空域内综合使用存在一定的冲突，箔条云覆盖范围与舰空导弹跟踪波束照射范围发生重叠，导致防空反导效能的下降，甚至反导失败。基于上述背景，论文以箔条质心干扰和舰空导弹为代表，针对水面舰艇软硬武器在防空反导中的协同问题展开分析，提出了箔条质心干扰与舰空导弹冲突判断的基本原则，构建了舰艇软硬武器冲突预测模型，并进行了模拟仿真。本文的研究将对提高提升我军水面舰艇软硬武器在防空反导中的协同使用，提升我军水面舰艇生存力具有重要的理论研究和军事应用价值。

2 冲突预测模型

2.1 冲突预测判断基本原则

从图1、图2可知，示意图A表示箔条干扰弹成云时刻，即t＝0时刻；示意图B表示经过时间t的变化，由于舰艇、箔条云、反舰导弹的相对运动致使雷达跟踪波束与箔条云遮蔽范围发生重叠，从而使箔云与舰空导弹作战使用产生冲突。

图1 冲突预测示意图A

图2 冲突预测示意图B

因此，根据箔条质心干扰弹和舰空导弹系统的作战需求，结合实际作战的使用情况，提出以下冲突预测判断原则：

1）将舰艇与导弹质心点连线和舰艇与干扰云质心点连线夹角θmsc作为判定箔条与舰空导弹系统作战使用冲突的指标，当舰空导弹系统制导雷达波束与箔条云的雷达遮蔽范围发生重叠或相切时，即θmsc≤θ0.5＋θR，箔条云会进入雷达跟踪波束范围内严重影响或衰减制导雷达的精度，甚至导致制导雷达丢失目标。因此，为达到箔条质心干扰与舰空导弹使用过程中避免冲突，需满足θmsc≥θ0.5＋θR＋Δθ，就可以确保箔条质心干扰弹与舰空导弹系统协同使用。

2）从舰艇探测系统侦察到反舰导弹至反导过程结束需要一定的时间，在整个防空反导过程中，任意时刻t出现箔条质心干扰云与舰空导弹相互干扰情况，则判定该抗击过程箔条与舰空导弹系统作战使用冲突。

2.2 运动模型构建

为进行箔条质心干扰与舰空导弹冲突预测判断，首先需要建立舰艇、反舰导弹以及箔条质心干扰云的运动模型［1］：

1）水面舰艇运动模型

由于反舰导弹从被舰艇察觉到逼近用时很短，远小于舰艇做出旋回、转向等应急动作所需时间。

因此，论文不考虑舰艇的动作时间，认为其在防空反导过程中采取匀速直线运动，其运动模型为

其中，t代表反导时刻（t＝0为箔弹成云时刻）；vs代表舰艇的运动速度；［xs（t），ys（t）］为舰艇质心点坐标。

2）箔条云运动模型

箔条云的运动模型主要考虑箔条云的布放初始位置和战场风向、风速对其影响，箔条云的运动方程为

其中，DSC表示箔条云与舰艇之间的距离，φc表示箔条云的布放舷角，Vw表示海战场的风速；φw表示海战场的风向；［xc（t），yc（t）］表示箔条云t时刻随风向风速变化的坐标。

3）反舰导弹运动模型

对于反舰导弹的运动态势，采用目前比较常见的比例导引方法构建其运动模型。

反舰导弹的初始位置（即箔条干扰拟弹成云时刻）：

其中［xm（t），ym（t）］表示t时刻反舰导弹的坐标，［xm（t－Δt），ym（t－Δt）］表示前一时刻反舰导弹的坐标，表示t时刻反舰导弹所跟踪质心点的视角。

2.3 冲突预测判断模型构建

当t达到足够小的时候，反舰导弹的方向变化趋近于0，其当前时刻的攻击航向可以使用前一时刻的攻击航向替代。依据以上假设建立反舰导弹的运动模型为

图3 冲突预测判断模型解析图

论文构建冲突预测判断模型如图3所示，舰空导弹系统的跟踪雷达的半波束宽度θ0.5一般为2°左右，为确保箔条云不会对舰空导弹的制导雷达波束产生干扰，将舰空导弹系统的波束范围各向外延伸Δθ，根据冲突预测的判断原则，确定其判断模型为

其中，当I＝1时，判定为冲突，当I＝0时判断为不冲突，θMSC表示舰艇与反舰导弹中心线到舰艇与箔条质心干扰云中线夹角，θ0.5表示舰空导弹制导雷达半波束角，θR表示箔条干扰云半遮蔽角，其运算表达式为

其中，DSC（0）表示干扰弹布放距离，RC表示箔条云半径。

在计算过程中需要一些中间量来辅助运算，其中舰艇与反舰导弹、舰艇与箔条云以及反舰导弹和箔条云之间的距离为

舰艇与导弹到舰艇与箔条云的夹角θMSC（t）的计算表达式为

3 冲突预测理论模型仿真

3.1 冲突预测分析流程

图4 冲突预测流程图

判断箔条质心干扰与反舰导弹冲突预测就是根据战场态势、反舰导弹来袭方向、作战海域的风向风速、舰艇的航向航速，实时计算出舰艇与反舰导弹连线到舰艇与箔条干扰云连线间的夹角是否大于设定的临界角阈值，其冲突预测流程图如图4所示。

3.2 冲突预测模型模拟仿真

根据三种战场态势对模型进行检验。

图5 冲突预测仿真图A

战场态势一：反舰导弹威胁舷角φm＝60°，舰艇航行速度vs＝10m／s，风舷角φw＝30°，风速vw＝10m／s，干扰弹布放距离100m，方位φc＝30°，箔条干扰云半径80m，仿真如图5所示。实线表示箔条干扰云与反舰导弹冲突临界角，虚线表示舰艇到导弹与舰艇到干扰云的夹角θmsc，从图中可知，初始布放箔条弹时虽然箔条弹方位与导弹来袭方位存在一定角度差，但是由于角度差较小，箔条云的干扰半径较大，箔条云仍然遮挡了雷达跟踪波束，随着反导时刻推进在风的影响下，箔条云的运动轨迹正好处在雷达跟踪波束内，冲突临界角始终大于θmsc，干扰云对舰空导弹形成干扰，二者不能协同使用。

图6 冲突预测仿真图B

战场态势二：反舰导弹威胁舷角φm＝30°，风舷角φw＝60°，干扰弹布放方位φc＝120°其他参数不变，仿真如图6所示。从图中可知，箔条云与导弹来袭方位差较大，并且随着风的运动，方位差逐渐变大，箔条云与在整个反导过程中舰艇到导弹与舰艇到干扰云的夹角θmsc始终大于冲突临界角，所以箔条云不会对雷达系统形成干扰，二者可以协同使用。

图7 冲突预测仿真图C

战场态势三：反舰导弹威胁舷角φm＝60°，风舷角φw＝30°，干扰弹布放方位φc＝60°其他参数不变，仿真如图7所示。从图中可知，在干扰弹初始布放时刻，由于箔条云进入了雷达波束范围，对其形成干扰，但是随着时间变化受风的影响，箔条云与导弹来袭方位方位差逐渐变大，在t＝12时刻，箔条云完全运动出雷达的波束照射范围，在此态势下，如果前期的干扰不会影响后续雷达对目标的跟踪，二者可以兼容使用。

4 结语

本文围绕舰艇协同反导作战使用对箔条弹与舰空导弹协同使用的冲突预测问题进行了重点研究，提出了箔条质心干扰与舰空导弹系统作战使用冲突原则，构建了箔条弹与舰空导弹协同使用冲突预测模型，并对模型进行了仿真验证，结果证明该冲突判断方法与实际结果吻合，可以为部队训练和作战使用提供参考。

［1］周玺，陆勤夫，尹海，等.箔条质心干扰与舰空导弹综合反导兼容性研究［J］.现代防御技术，2011，（6）：10－13.

［2］王腾飞，张树森，杜晓宁.舰船质心干扰作战决策建模与仿真［J］.舰船电子工程，2014，（9）：71－74.

［3］周建强，王为颂.单舰反导作战舰空导弹与电子战武器使用电磁兼容分析［J］.舰船电子工程，2009，（4）：162－164.

［4］解维河，吴丛旭，汪德虎.基于效果的舰载软硬武器近卫火力分配研究［J］.指挥控制与仿真，2013，（8）：41－43.

［5］高东华.舰载电子对抗战术［M］.北京：解放军出版社，2004.

［6］周刚，姜宁，戎华.舰艇电子战系统作战使用［M］.北京：海潮出版社，2007.

［7］苏亮，宋江涛，茆明.电子对抗与舰空导弹系统综合反导的电磁兼容的初步分析［J］.现代防御技术，2007，（4）：19－21.

［8］刘文正，王红军，孙晋鹏.电子对抗与舰空导弹系统电磁兼容分析［J］.海军大连舰艇学院学报，2008（增刊）：79－81.

［9］张冬兴，缪旭东，陈明荣，等.舰艇箔条质心干扰反导决策建模与仿真［J］.舰船电子对抗，2010，（2）：24－28.

［10］王赫男.箔条质心干扰防御反舰导弹仿真研究［J］.舰船电子对抗，2010，（8）：36－39.

［11］高东华，王澍初.箔条质心干扰发射机动决策仿真研究［J］.舰船科学技术，2003，（10）：63－65.

Chaff Centroid Jammingand Shipto Air Missile Anti－missile Cooperation Conflict Prediction

SUN Yi HAN Long
（No.1Postgraduate Division，Dalian Naval Academy，Dalian 116018）

In the modern sea warfare，the electromagnetic conflicts of using the Centroid Jamming and Ship to Air Missile severely restricted the ability of air defence and antimissile.This paper forcused on the electromagnetic interference conflict question，proposed conflict prediction judgment principle，constructed the conflict prediction model.And based on the model，this paper used the traversal algorithm to simulate conflict prediction of the chaff centroid jamming and ship to air missile.The results were consistent with the actual situation.The research could enhance the cooperative operation effectiveness of the chaff centroid jamming and ship to air missile，and improve the ability of air defence and antimissile，and provide an important idea.

soft－hard weapons，air defense and anti－jamming，corporation，conflict forecast

E824DOI：10.3969／j.issn.1672－9730.2015.11.009

2015年5月8日，

2015年6月29日

孙翼，男，硕士研究生，研究方向：舰艇指挥信息系统与作战应用。韩龙，男，硕士研究生，研究方向：海军通信系统分析与应用。