舰船一体化电子对抗显控系统分析与设计

沈振惠，张建华

(1.天津天狮学院，天津 301700；2.中国船舶工业系统工程研究院，北京 100094)



舰船一体化电子对抗显控系统分析与设计

沈振惠1，张建华2

(1.天津天狮学院，天津 301700；2.中国船舶工业系统工程研究院，北京 100094)

舰船电子对抗显控系统是舰船电子对抗系统的指挥与控制中心。分析了舰船组合式电子对抗系统显示与控制的现状与缺点，提出了舰船一体化电子对抗显控系统的需求与优点，并提出了该系统的主要功能、硬件设计、软件设计、运行流程，为从事相关领域的研究人员提供参考。

电子对抗；显示控制；分析与设计

0 引 言

显控系统是舰船电子对抗系统的显示、指挥与控制中心，通过将具备雷达对抗、通信对抗、光电对抗、网络对抗等不同功能的电子侦察、干扰设备综合成为统一、协调的电子对抗系统[1]，从而完成海战场电磁环境监视、威胁告警、综合干扰、情报处理等作战任务。因此，其系统架构、功能和性能的好坏在很大程度上决定了舰船电子对抗系统的架构、性能的好坏。由于受到认识水平、技术能力、人员素质等多方面的限制，在部分舰船上存在电子对抗显示与控制通过多层、分级控制的现象，一定程度上制约了舰船电子对抗系统架构、功能的灵活扩展，对系统的反应时间也有一定程度的影响。

本文通过分析组合式舰船电子对抗系统的缺点，提出了一种改进的舰船电子对抗显控系统体系架构，并分析了其主要功能、硬件组成、软件架构、运行流程等。

1 一体化对抗显控的需求分析

传统的舰船电子对抗系统为组合式电子对抗系统，由综合显控分系统、雷达对抗分系统、通信对抗分系统、光电对抗分系统、网络对抗分系统(待扩展)等组装、拼接而成[2]，共同完成电子对抗的各项任务，如图1所示。其中，各分系统均拥有自己独立的侦察前端、干扰前端和显控终端，能够独自完成各自具体的侦察、干扰和控制任务。舰船电子对抗显控分系统只有通过对各分系统显控终端进行管理与控制，才能进一步完成对各分系统侦察、干扰资源的控制。这样的舰船电子对抗系统体系结构势必造成各分系统内的侦察数据信息存在封闭、未能完全共享、指挥控制层级多、系统反应时间长、指挥与操作人员占用多、功能冗余大等现象，未能达到系统集成最优，一定程度上影响了系统功能的充分发挥。

图1 组合式电子对抗系统组成示意图

为了解决以上问题，提出了一种开放式体系架构设计的舰船一体化电子对抗系统。系统由雷达侦察设备、通信侦察设备、光电侦察设备等组成电子侦察功能分系统，由雷达干扰设备、通信干扰设备、光电干扰设备等组成电子干扰功能系统，集成各雷达对抗、通信对抗、光电对抗、传统的综合显控终端等功能组成电子对抗综合显控分系统，共同构成一体化电子对抗系统(如图2所示)，从而实现与雷达侦察数据、通信侦察数据、激光告警数据的高度开放共享。系统资源的统一调度管理，进一步提升了舰船电子对抗系统的显控融合能力和各设备的协同工作能力。该系统具有良好的体系结构和较强的灵活性，并可以接收来自作战系统其它传感器提供的情报支援信息，未来可以接入网络电子侦察、网络电子攻击、舷外有源诱饵、激光有源干扰等手段，进一步增强了系统的环境监视、频谱对抗能力。

2 一体化对抗显控系统的总体设计

2.1 系统功能设计

根据电子对抗系统的电磁环境监视、威胁告警、综合干扰、情报处理等使命任务，可以初步归纳出一体化电子对抗显控系统的主要功能需求[3]为：

(1) 电子对抗系统内雷达侦察、通信侦察、光电侦察与来自作战系统的其它传感器数据融合，以及辐射源目标及平台目标识别等功能；

(2) 管理电子对抗系统的各侦察和干扰设备，进行传感器的使用优化及管理；

(3) 舰船电子对抗系统交战计划的制定与调整，以及作战过程的监视和控制；

(4) 系统内、外的电磁兼容的管理控制与协调；

(5) 按照较为真实的作战场景，对电子对抗系统进行模拟训练。

2.2 系统硬件设计

舰船一体化电子对抗显控系统由多功能标准显控台(根据需要，可配置多个)、系统辅助机柜、信息处理机柜、网络交换设备、系统供电设备和接口适配设备等组成。具体台位、机柜等的数量可根据不同的舰艇裁剪，接口适配设备具有灵活接入新设备的能力。一体化电子对抗显控系统硬件组成如图3所示。

图3 一体化电子对抗显控系统硬件设计

多功能标准显控台由显控台机柜、显示单元、计算机单元及操控单元等组成，根据用户需要，可以选

择竖屏双显控制台和横屏双显控制台。操控台面应能根据用户需求，可以进行修改设计，达到美观实用，操作方便。

系统辅助机柜和信息处理机柜，可采用48.26 cm标准机柜，机柜内安装有数据库服务器、授时设备、打印机、音频处理设备等。

网络交换设备，可采用加固式千兆或万兆交换机，支持舰船电子对抗系统内各设备直接的高速数据交换、命令下达与反馈执行、系统工作状态、资源情况等。

系统供电设备可采用19英寸标准机柜，安装有UPS电源、电源操控单元。UPS数量可根据需要选配，电源操控单元可实现对本显控分系统的加断电控制，也可实现对舰船电子对抗系统内其它侦察和干扰设备的远程加/断电、复位等控制。

接口适配设备可采用加固式机箱设计，按照传输约定完成射频、音频、网络等的接口转换，解决某些设备由于采用并口、串口等引起的接口匹配性等问题。

2.3 系统软件设计

舰船电子对抗综合显控系统的软件体系结构如图4所示。根据不同的用途和目的，显控系统软件可分为3层：基础软件层、支撑软件层和应用软件层。

图4 电子对抗综合显控系统软件体系结构图

(1) 基础软件

基础软件层为舰船电子对抗综合显控系统运行提供基础的软件运行环境，主要包括设备驱动，操作系统(如中标麒麟、道系统、VxWorks、用户指定的操作系统)及其适配中间件、数据库(如达梦、金仓、Oracle数据库或者用户指定的数据库)以及通信协议软件等基础软件，为系统提供网络通信基础、软件运行基础、数据存储与查询基础等[4]。

(2) 支撑软件

支撑软件层为舰船电子对抗综合显控系统提供软件支撑及保障，主要包括多功能标准显控台支撑软件，数据库服务器支撑软件以及其它支撑软件等[5]。

(3) 应用软件

应用软件层为舰船一体化电子对抗显控系统的核心应用如信息处理、综合显示、威胁告警、目标分配、对抗资源管理、综合控制、情报处理、数据输出以及训练模拟提供应用支持，主要包含电子侦察软件包、电子干扰软件包、管理维护软件包、电磁态势生成软件、系统资源管理软件、情报综合处理软件、模拟训练软件、战术应用软件、人机交互软件以及其它专业应用软件[6]。

2.4 系统运行流程

舰船电子对抗综合显控系统的运行流程如图5所示[7]。

图5 电子对抗综合显控系统运行流程图

(1) 电子对抗显控系统根据面临的作战任务和系统自身的对抗能力进行战情判断，制定电子侦察、干扰计划等电子对抗预案；

(2) 电子对抗显控系统指定系统各设备进入作战工作方式，配置系统各设备的侦察设备、干扰设备的工作参数，向雷达侦察、通信侦察、激光告警等设备下达侦察命令；

(3) 电子对抗显控系统收集各侦察设备上报的舰船周围电子侦察数据，与来自作战系统其它传感器的情报支援信息进行数据融合，生成舰船对抗综合电磁态势；

(4) 电子对抗显控系统对于辐射源识别数据库匹配的威胁目标或操作员指定的目标进行威胁声、光告警，并进行干扰决策；

(5) 电子对抗显控系统向系统所属的干扰设备分配对抗目标，下达有源干扰或无源干扰命令；

(6) 电子对抗显控系统监视系统工作状态、资源使用情况、干扰目标的轨迹等对抗过程；

(7) 操作员在电子对抗显控系统按照一定的准则进行作战效果分析与评估，根据电子对抗作战态势，视情调整干扰方案，包括干扰样式、干扰频率等。

3 结束语

本文在分别分析了舰船组合式电子对抗系统和一体化电子对抗系统的体系结构、优缺点的基础上，提出了舰船一体化电子对抗显控系统的主要功能、硬件设计、软件设计、运行流程等，以通用硬件平台为基础，实现软件化系统集成，实现“硬集成”向“软集成”的提升，可初步解决部分舰船组合式电子对抗显控多层分级、扩展性不好的问题。深入开展基于一体化的舰船电子对抗显控系统工程研究与实践，对于舰船电子对抗系统的总体能力提升有着十分重要的意义，希望文中的一些观点和论述能为从事相关领域的研究人员提供借鉴作用。

[1] FILIPPO N.电子防御系统概论[M].2版.张晓辉，饶炯辉译.北京：电子工业出版社,2014.

[2] 戴自立.现代舰艇作战系统[M].北京：国防工业出版社,2000.

[3] 张建华，杨致怡,沈振惠.基于模型的舰船电子对抗系统工程研究与应用[J].指挥控制与仿真，2015,37(3):101-104.

[4] 吴小强.舰船电子对抗系统显控软件的跨平台开发[J].舰船电子对抗,2011,34(6):110-112.

[5] 冯军，王贤彪.通信对抗系统显控软件设计[J].通信对抗,2004(1):29-37.

[6] 沈振惠，张建华,张琳.基于DDS中间件的舰船电子对抗集成技术研究[J].现代雷达，2016,38(1):14-16.

[7] 王红军，戴耀，陈奇,等.舰艇电子对抗原理[M].北京：国防工业出版社,2016.

Analysis and Design of Integrated Display and Control System of Shipborne Electronic Countermeasure

SHEN Zhen-hui1，ZHANG Jian-hua2

(1.Tianjin Tianshi College,Tianjin 301700,China;2.Systems Engineering Research Institute,Beijing 100094,China)

The display and control system is the command and control center of shipborne electronic countermeasure system.This paper analyzes the current situation and shortcomings of the display and control system of shipborne combined electronic countermeasure system,puts forward the requirements and benefits of integrated display and control system of shipborne electronic countermeasure system,and puts forward the main functions,hardware design,software design,operation process of the system,which can be used to provide reference for researchers engaged in related fields.

electronic countermeasure;display and control;analysis and design

2016-05-10

TN971

A

CN32-1413(2016)04-0015-04

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2016.04.004