多域一体联合电子对抗侦察情报融合方法研究

2021-07-26 15:42唐玉文姜思宇郭闻博
科技与创新 2021年13期
关键词:情报雷达传感器

韩 俊,唐玉文,姜思宇,郭闻博

(空军预警学院,湖北 武汉 430019)

电子对抗侦察的最终目的是为了得到高质量的情报,为后续电子对抗行动提供决策依据和数据支援。而单一平台独立侦察时,受地理位置和设备性能限制,只能获取到有限的信号,因而难以形成全面、准确、可靠的情报。所以,情报融合就成了联合侦察中的一个关键环节。它可以最大限度地发挥各个平台的优势,挖掘片段信号中无法获取的更高层次的情报,最大限度发挥侦察力量联合运用的作战效能[1-4]。

侦察情报融合首先要基于全脉冲数据中的到达角、载频和脉宽等参数进行分选。对于不能唯一确定的雷达信号,充分利用脉内波形数据,基于脉内调制特征进行唯一分选。最后,结合侦察实施情况和设备性能特点进行结果比对和情报融合。

1 多域侦收效果差异分析与校正

通过严密的任务筹划和协同,基本能够保证多域侦察结果一致,但因侦察设备性能的不同和平台所处位置的区别会造成侦察结果有一定的差异。由于这些差异的存在,导致情报融合存在着“融不上、融不准”的突出问题,因此,还需要进一步科学定量地对差异信息进行分析判断,进而为更精确、更可靠、更及时的情报印证与融合提供支撑。

对差异信息进行分析判断主要包括以下几个方面:①分析各类型设备对参数测量性能的影响。包括各设备之间在测量误差和测量范围上的差异以及采用不同接收机体制带来的差异等。如超外差接收机、信道化接收机、数字接收机等,它们在测频精度和截获概率上性能各异,需要具体设备具体分析。②分析不同侦察高度侦收效果的区别。如空中平台机动性强,侦收范围大,可以收到雷达的中高空波束;地面平台不受质量限制,容量大,处理能力强,主要侦收中低空波束。另外,还需考虑空、地、海不同层次的背景信号差异。③分析不同侦察方位侦收效果的区别。主要体现为侦收到的雷达水平波束范围不同,各方位融合可以重现雷达的方位扫描规律。④分析不同侦察距离侦收效果的区别。如不同距离内侦收的信号信噪比差异较大,因此,参数测量的可靠性以及对“低截获概率”雷达的侦收效果等都存在较大差异。

为了减小设备差异造成的影响,使用两种方法对其测量精度进行校正:①射频信号源方式。利用高精度的射频标准信号源产生基准信号,注入或辐射输入至侦察设备,由侦察设备侦测出该基准信号各项参数。由于基准信号参数已知,将两者比对即可完成精度校验。该工作方式下基准信号样式设置灵活,精度容易保证。②真实辐射源方式。以实际设备作为辐射源产生基准信号,辐射输入至侦察设备,由高精度的示波器、频谱仪或矢量信号分析仪将侦察设备处的该雷达信号各项参数测出,形成基准信号数据,同时由侦察设备侦测出该雷达信号各项参数,两者比对完成精度校验。

2 多域情报印证与融合

各侦察单元分别对侦收的雷达数据进行分析后,对联合侦收的每部雷达进行汇总和数据融合,以降低错误信息和不确定信息对结果的影响,提高情报的可靠性和实用性。主要包括侦察定位与方位信息融合、雷达信号详细信息及使用特点融合等方面。

对于新体制雷达,尤其是相控阵体制的雷达,仅利用单个侦察设备(传感器)很难实现对目标信号的连续全面侦测与处理,给侦察方造成了很大的困难,亟需进行多站情报融合处理。多传感器情报融合是在单传感器情报分析的基础上发展起来的,其优势在于通过对多个侦察平台分析结果的融合,实现情报分析方法的叠加和验证,降低错误信息和不确定信息对分析结果的影响,提高情报可靠性。

图1为联合侦察情报融合印证模型,从图1中可以看出,多传感器识别系统由一个单传感器识别系统、一个融合判别系统、一个多传感器融合系统和一个融合评估系统4个主要部分组成。其中,单传感器识别系统为现有单传感器雷达辐射源信号识别系统;融合判别系统主要是判断单传感器识别结果是否来自同一雷达辐射源信号,如来自同一辐射源,则进行后续的多传感器融合,否则不能进行融合处理;多传感器融合系统以相关数据融合技术作为支撑,对N个来自同一辐射源的单传感器数据进行融合,得出最后的多传感器识别结论;融合评估系统主要对融合结果进行综合评估,如结果满意则对融合结果进行存储输出,如结果不满意则需调整各个单传感器参数,重新进行单传感器识别,再进行融合处理。以上4个子系统中,融合判别系统和多传感器融合系统是其中的关键环节。

图1 联合侦察情报融合印证模型图

2.1 融合判别系统

可以脉内调制特征作为判定依据,确定不同侦察设备侦测的信号是否来自同一部雷达。对于相控阵体制的雷达而言,其波位变化十分灵活,在不同的波位内,甚至一个波位内的多个相参处理间隔(CPI)周期内,都经常会使用不同的常规参数进行工作,若仅依靠脉冲重复间隔(PRI)、脉宽等常规参数进行判定十分困难。但是脉冲内部的脉内调制特征通常不会快速变化,因此可以作为判定依据。

2.2 多传感器融合系统

单一平台、单一侦察设备的作战效能往往十分有限,因此,多域情报印证与融合的关键就在于对空、地等侦察单元侦收的雷达数据通过一定的技术手段进行融合,以发挥各自平台的侦察优势,提升整体作战效能。所以,在融合判别系统确认了各个侦察设备侦收到的雷达信号来自同一个目标后,再采用证据融合理论[5]综合处理多个单传感器数据,以有效提高识别结果的精度和可靠性。具体的多传感器融合系统模型如图2所示。

图2 多传感器融合系统模型图

3 结论

本文基于多域一体联合侦察背景,研究了联合情报侦察融合的几个关键问题,包括多域侦收效果差异分析与校正、多域情报印证与融合等,通过多平台侦收数据的融合判别可以有效提升情报侦察质量,为电子对抗行动提供有力支撑。

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