赵严冰 崔连虎

（中国人民解放军91336部队 秦皇岛 066326）

1 引言

水面舰艇反导是一个预警探测先行、信息融合决策、软硬武器协同、舰艇有效机动的行动过程，其中自卫电子对抗作为一种重要的软杀伤手段，主要用于中近程的导弹防御。随着先进反舰导弹的大量使用以及多波次饱和攻击等作战样式的出现，舰载软杀伤武器在未来海战场中的重要性愈加明显，世界各军事强国都在加大相关研究，软杀伤武器的科学使用对于消除和减小反舰导弹对水面舰艇的威胁，降低反舰导弹的命中概率，提高水面舰艇在反舰导弹攻击条件下的作战能力和生存能力具有重要作用［1～3］。

在以往的试验鉴定中，由于受到各种条件的限制，更多关注于以单装或单武器系统的单一性指标考核，对舰艇自卫电子对抗能力的考核与实际作战使用存在较大差距，按照“融于体系、环境逼真、摸清边界、系统考核”的实战化考核要求，需要对试验理论、试验方法、试验规范和试验环境等多个方面开展研究［4］，其中靶场试验环境构建是基础。本文基于LVC技术框架，就充分利用真实试验资源、半实物仿真资源、数字仿真资源，与被试舰艇作战系统融合构建联合试验环境的方法技术和应用进行了研究。

2 水面舰艇电子对抗反导能力试验需求分析

水面舰艇电子对抗系统通常包括舰载平台干扰系统和舰载舷外干扰系统，作战使用时需要截获、分析和识别来袭反舰导弹的综合信息，采用有源与无源干扰结合，平台外与平台内结合，区域与重点结合等方法策略，有效阻断、引偏和迷惑来袭导弹的传感器［1～5］，因此采用电子对抗手段防御来袭反舰导弹是一个多种措施组合应用的综合对抗过程。结合反舰导弹的攻击过程，以及可实施电子对抗的时机，可将其作战过程划分为两个阶段：第一阶段是导弹自控飞行末段，重点是降低反舰导弹导引头的捕获概率；第二阶段是导弹自导飞行段，重点是延长导弹二次搜索截获时间、造成导弹错误捕捉目标、增大导弹跟踪误差以及使导弹丢失目标。

水面舰艇电子对抗反导能力的试验评估，特别是对于反导成功概率的评估，在靶场目前仍然无法有效实施。理想的试验过程需要在一个的受控环境条件下，输入各种模式情况，记录输出的各种响应激励，来评价舰艇反导防御效果。试验评估结果需要提供以下几个方面的结论和建议：一是提供舰艇在典型电子对抗作战使用条件下对反舰导弹防御的成功概率结果；二是提供电子对抗手段使用的边界极限与限制使用条件；三是提供舰艇电子对抗防御能力的综合评价与改进建议，支持装备的持续改进，逐步解决舰艇电子防御所面临的视在或潜在威胁［6］。

为了使试验考核结果可信，应在靶场进行充分的试验，但是由于靶标特性模拟、环境构建能力、安控保障能力以及经费、周期等方面的限制，真实试验难以充分进行，如电子对抗中的箔条干扰和舷外有源干扰使用；另外外场试验的理论是建立在典型抽样基础上的，目前还无法支撑防御成功概率等统计指标的评价。鉴于此，水面舰艇电子对抗反导能力试验评估，需要引入建模与仿真（M＆amp;S）技术，构建由舰艇平台、作战系统、威胁目标和仿真系统等组成的多要素、多层级、跨地域的分布式联合试验环境。近年来，随着科学技术的飞速发展，以及相关试验技术成熟度的提升，靶场试验手段得到很大改善，特别是对一些边界、极限条件以及危险性、消耗性试验的分析评估越来越朝着虚实合成的方向发展，其根本指导原则就是将各类真实的（Live）、虚拟的（Virtual）、构造的（Constructive）试验资源进行系统集成，形成近似作战的联合试验环境，并“按作战的方式进行试验”，从而更加真实地检验被试系统的整体能力［7～10］。联合试验环境具备四个方面的用途。

1）作为实际外场试验的“映射”，开展试验设计、推演和方案优化，支撑外场试验的想定设计和方法优化；

图1 水面舰艇电子对抗反导联合试验环境组成示意图

2）作为一种有效的试验手段，弥补单一试验资源的不足，补充完成实装试验不宜开展的项目；

3）构建从与预警探测到指挥控制，再到武器交战的完整作战过程，实现基于作战流程的试验评估；

4）采用“真实发射—交战仿真”的体系结构，试验评估的参数反馈直接高效，形成“分析在回路”试验评估模式。

3 水面舰艇电子对抗反导联合试验环境的总体设计

本文所述的联合试验环境以水面舰艇平台电子对抗反导试验评估为应用背景，突出单舰艇电子对抗反导所需的信息感知、处理、决策、交战、评估等要素，将靶场各类试验资源集成互联，生成态势统一、贴近实战、以射频信号级模拟为基础的威胁场景，构建从侦察预警到对抗交战的动态过程，完成水面舰艇一对一，一对多等条件下的反导试验评估。组成及工作原理如图1所示。

如图1，联合试验环境基于分布式仿真体系结构框架，综合利用实装适配器、网络接口单元、仿真代理和网关等资源封装技术，集成作战环境生成、威胁目标射频模拟、电子干扰模拟、被试系统实装或高置信度的信号级模拟器和联合试验支撑平台，在安全与可控的工程环境下实时、动态、定量考核评估电子防御反导作战能力。其中：舰载指挥控制模拟系统以采用置信度高的实装模拟器形式接入联合试验环境中，核心模块、功能与实装保持一致，具备舰艇指控系统情报数据综合处理、辅助战术指挥决策、武器控制导引等功能。舰艇综合导航模拟器采用“实装软件+接口”的方式模拟舰艇平台综合导航系统，输出综合导航信息和舰艇姿态信息。

电子对抗交战模拟系统以实装、半实物仿真和数字仿真的混合方式接入联合试验环境中，包括导弹制导仿真资源和电子干扰仿真资源，其中导弹制导仿真资源包括半实物仿真和数字仿真部分，主要资源有阵列天线、飞行转台、射频源、导引头实装和弹道仿真机等，可以基于测量数据生成自卫舰船的目标特性，目标回波以射频方式在暗室环境下空馈至导弹导引头，并按照任务规划完成导弹飞行、制导和攻击过程仿真，同时为其它节点实时提供反舰导弹位置、姿态、导引头工作参数状态、目标跟踪和抗干扰等信息。电子干扰仿真资源以舰载自卫电子战系统实装为模拟对象，以“部分实装+实测数据模型+控制软件”方式在射频信号级实现有源/无源干扰与来袭反舰导弹的对抗交战过程模拟，核心模块、性能功能与实装保持一致，干扰信号通过阵列天线以射频方式在暗室环境下空馈至导弹导引头。如图2所示。

图2 电子对抗交战模拟系统示意图

数据链实装或模拟系统、辐射式威胁目标模拟系统用于生成贴近实战、以射频信号级模拟为基础的威胁场景。

舰艇平台实装适配器用于舰艇平台各类装备的工作状态和实时参数的接收处理，如舰艇位置、速度、姿态等信息，电子对抗的指令及参数等，同时舰艇平台需要同步配套信息采集设备，由舰艇平台实装适配器实时接收和分发，通过专用的无线网落地，用于“激活”后端的“模拟交战”。

舰艇平台也就是被试舰艇，采用真实的舰艇，具备完整的作战系统，以人在回路的方式完成虚实合成的作战过程模拟。

联合试验支撑平台是支撑多种网络充分互连的分布式综合集成试验设施，同时具有试验任务想定规划、方案设计、支撑环境、运行控制、数据录取、分析评估等功能，确保各系统的时空一致，信息一致和协调统一。

综上所述，联合试验环境本质上是由多个系统和设施构成的复杂系统，从试验资源表示方面可划分为以下几类：1）舰艇作战系统装备体系的表示（包括传感器、作战指挥系统和电子战系统等）；2）舰平台的表示；3）舰外平台信息支援系统的表示；4）蓝方反舰导弹、作战飞机的表示；5）蓝方雷达、电子战武器的表示等；6）试验保障体系的表示。具体特点和区分如表1所示。

联合试验环境通过各类资源的集成整合与等效映射，可以复制出不同规模的威胁环境，可以根据不同的试验评估要求，合理配置出不同的试验环境，具备不同层级试验的扩展能力，实现了试验环境的安全可控、试验规模与逼真度的平衡。

联合试验环境构建的关键是需要实现异类异构异地试验资源的集成，涉及体系架构顶层设计、装备模型／模拟器／实装一体化设计、目标及环境资源一体化运用等多项关键技术难点。其中一项重要基础性工作就是试验系统标准与规范的制定，联合试验环境的应用过程难点是构建一个动态变化、实交互时、实装对抗的统一场景，为保证资源应用的有效性、被试装备体系与环境要素模型运用的一致性、集成应用的柔性可控，联合试验环境必须实现标准和规范的一致［10～12］。

表1 按资源类型分类的联合试验环境组成

4 水面舰艇电子对抗反导能力试验的应用模式

电子对抗综合防御来袭导弹需要在信息支援的基础上，将有源干扰、无源干扰和其他先进的干扰技术有效结合，并联合硬杀伤武器，以体系运用的方式才能保证拦截来袭反舰导弹的成功率。从试验评估的角度，需要将复杂问题进行有效的分解，水面舰艇电子对抗反导能力作为水面舰艇反导综合对抗一个重要部分，需要从体系运用角度进行独立的评估，包括电子防御能力的评估和体系贡献度的评估，这里重点以电子防御能力的评估为主。

根据资源使用类型和试验应用流程，试验评估包括以下三种应用模式。

VC模式：以联合试验支撑平台为核心，舰载指挥控制模拟系统、舰艇综合导航模拟器和电子对抗交战模拟系统构建分布式仿真系统，相关的作战态势、对抗信息由舰载指挥控制模拟系统生成，包括预警探测、电子侦察和指挥决策等，其中模型数据是根据外场性能试验实际测试的数据。实现以内场仿真为主、实装资源在环的舰艇威胁态势感知决策与电子对抗反导的互联。

试验目的：

1）试验资源集成的可信度和可用性检验，评估各类因素对试验结果的影响；

2）电子对抗反导试验的态势设计、方案优化、作战推演；

3）电子对抗措施不同组合方式以及各种边界条件的试验评估；

4）作战应用检验，重点检验反导信息流程协调性、威胁判断准确性、对抗方案合理性等。

例如，在舰艇舷外有源干扰反导能力试验设计中，需要构建多因素组合的边界条件试验环境，一是可以通过因素敏感性分析确定主要试验因素，缩减试验参数空间；二是可以通过仿真预测分析各个试验因素及其组合对试验结果的影响规律，提高实装试验样本的代表性。

图3 舰载舷外有源干扰反导能力试验设计图例

如上图所示，选取发射方位角、俯仰角和舰艇机动方向作为试验因素。通过因素敏感性分析试验，确定发射俯仰角对试验结果影响较小，通常都能够满足战术要求，因而可以不作为主要试验因素。随后对发射方位角和舰艇机动方向两因素进行组合试验，结果如图4所示。在上述试验基础上，可以准确选取典型试验样本开展外场试验，达到优化试验方案的目的。

图4 舰艇舷外有源干扰发射方向、舰船机动方向对导弹脱靶量的影响规律示图

LVC模式：以联合试验支撑平台为核心，基于信息网络和实装适配器，将外场舰艇平台、舰艇实装、威胁目标射频模拟器等资源，与内场的电子对抗交战模拟系统集成，实现以外场为主、人在回路、实装在环的舰艇态势感知决策与内场末端电子对抗反导的互联。

试验目的：

1）联合试验集中控制、数据交互和信息采集能力的检验；

2）典型作战想定下的电子对抗反导能力评估；

3）开展基于战术博弈的作战使用和作战战法研究，为舰艇的综合反导试验评估提供依据；

4）内外场试验结果比对与一致性检验。

图5 舰艇电子对抗反导典型试验模式配置图

C模式：以联合试验支撑平台为核心，构建以电子对抗交战模拟系统为主的试验评估系统，相关的作战态势、对抗信息、指令数据来源于外场实际试验训练的数据。

试验目的：

1）舰艇电子对抗反导试验的复盘推演；

2）舰艇电子对抗反导试验结果一致性检验；

3）舰艇电子对抗反导能力试验结果推论作以及作战战法的仿真推演。

例如，在舰艇无源箔条反导能力试验中，可以通过外场试验全面收集试验数据，在内场进行复盘分析，从不同侧面分析外场试验过程，科学评判无源箔条干扰对来袭导弹的干扰能力。

以上三种组合应用模式具有以下几个方面的优势：1）实现电子装备试验资源与导弹试验资源在物理和逻辑的联合［13］；2）对已有的性能试验的数据得到了应用，支撑了试验建模研究；3）在不使用真实导弹飞行试验的情况下，实现水面舰艇电子对抗反导能力评估试验多次可重复；4）可以在安全保密的基础上，从整体角度考核水面舰艇的电子对抗反导能力；5）人在回路的应用方式，可实现试验训练的一体化。

图6 外场试验场景及其对应的雷达回波

5 结语

水面舰艇电子对抗反导能力试验评估是一项复杂的系统工程，具有较强的学科领域和工程技术交叉特点。本文结合水面舰艇电子对抗反导能力试验的需求分析，基于LVC的技术框架，研究了水面舰艇电子对抗反导联合试验环境的总体设计，分析了试验应用的典型模式，为水面舰艇电子对抗反导能力试验评估提供了技术途径。未来随着更多试验资源和模型的集成，联合试验环境还可以支撑更加复杂的试验评估任务，如舰艇软硬武器的联合反导能力评估，舰艇抗饱和攻击的试验评估等，最终跨越单一装备的试验评估，实现基于装备体系对抗的试验评估。