摘要:瞄准未来强对抗环境下雷达网作战任务需求,开展了多雷达组网与协同探测关键技术研究。首先,介绍了雷达网作战能力需求,其次,在雷达网传统树状层级结构基础上,给出新的雷达网分布式网络化体系架构,最后,研究了雷达网信息分发共享、情报融合处理、自主协同探测、系统反馈控制等关键技术。研究成果有助于促进多雷达组网理念更新与领域技术发展,为推动雷达装备和情报系统的迭代升级提供思路。
1 多雷达组网能力需求
信息化、智能化条件下,空中目标向“高快隐”和“低慢小”两极化发展,单一雷达难以完成复杂背景下的探测任务,为进一步提高对目标的发现跟踪能力,延长威胁预警时间,适应强对抗条件下对雷达网不间断、高质量、强韧性的情报保障需求,要求多雷达组网具备以下能力。
1)更广的探测覆盖空间
为实现对空中目标的尽远探测发现,要求雷达网中不同体制、不同型号、不同频段的雷达按一定原则分散部署,相邻雷达的探测包络能在空域上相互衔接,频域上参差交错,从而形成更广阔的空域覆盖和频域覆盖。
2)更高的目标检测能力
“高快隐”和“低慢小”目标使雷达网面临较大的威胁,通过不同频段、不同体制、不同部署位置的雷达对目标的共视探测,雷达网能够比单雷达提供更多的目标发现机会,从而提高目标检测概率。
3)更稳定的目标跟踪能力
雷达网充分利用多部雷达的点航迹数据,能够进行航迹快速起始,缩短融合航迹更新周期。通过交互多模型(IMM)算法,提高系统对各类运动目标的快速响应和跟踪能力,采用序贯滤波融合缩小融合航迹点间隔,进一步提升目标跟踪精度。
4)更强的抗扰顽存能力
为应对电磁干扰和反辐射导弹威胁,不同体制、不同频段的雷达交错配置,构成有机统一的雷达网,其频率、波形、脉宽、重复频率、极化方式各异,可迫使对方干扰能量分散,增加其侦察、分选、干扰的难度,从而提高雷达网抗扰顽存能力。
2 雷达网体系架构
2.1 传统树状层级架构
Fig.1 Traditional tree hierarchy
2.2 分布式网络化体系架构
Fig.2 Distributed network architecture
3 雷达网协同探测关键技术
3.1 信息分发共享
3.2 情报融合处理
1)目标融合编批
情报处理单元接收多部雷达上报的点迹或航迹信息,对上报信息进行时空一致性校准、多雷达点航迹相关、航迹起始、滤波估计等,实现对目标的连续稳定跟踪。各情报处理单元按照事先分配的航迹批号段,采用“先发现,先编批”原则,按照流水号顺序对目标依次编批。
2)统一态势生成
情报处理单元按责任区职责报告目标融合航迹,相邻情报处理单元共享融合航迹态势,后发现目标的情报处理单元沿用目标原始批号,并对下级的传感器处理节点进行目标统批,确保全网分布式、多层级系统间目标态势一致。
3.3 自主协同探测
1)协同规则构建
针对重点目标、隐身目标、低慢小目标及干扰目标,在各型雷达均能探测发现目标的情况下,
2)协同探测机理
通常,任务开始前,雷达网会进行任务规划,生成雷达网探测预案。实际作战过程中,空战场态势复杂多变,需要根据实时战场态势对网内雷达进行有效的指挥控制。为提升指挥控制的时效性、精准性及智能化程度,需要由协同规则引擎实时解算上述多雷达协同规则,自动进行任务级或参数级的协同控制,其工作原理如
Fig.3 Cooperative detection mechanism of multiple radars
3.4 系统反馈控制
1)情报质量监控
多雷达组网的目的是为了得到更优的情报,因此,需要建立合理的情报质量监控指标体系,实时监控融合情报质量,并给出及时的告警提示。不同于情报质量的事后评估分析,此处更为关注实时目标的要素完整性(如是否由目标属性、机型、架数、二次代码)、高度可靠性(如目标是否由三坐标雷达、测高雷达掌握)、位置准确性和航迹连续性(如目标辅站数量、辅站类别)等,以便根据监控信息和告警,提示值班人员进行相应处置,或根据系统管控规则,适时调整网内雷达装备或系统工作状态。
2)闭环反馈控制
融合情报质量与雷达、系统工作状态密切相关,本文基于实时情报质量监控结果、融合模型算法、雷达控制规则等,建立情报处理系统与雷达装备的闭环反馈控制模型,其信息交互内容与反馈控制关系如
Fig.4 Information exchange content and feedback control relationship
由
1)根据情报质量监控结果,控制无源雷达、二次雷达、III型询问机等开关机,提高目标识别能力和要素完整性;
2)增开三坐标雷达、测高雷达,提升目标高度的可靠性和准确性;
3)根据“低慢小”目标特点,调整雷达的工作模式、检测门限、天线转速与俯仰等参数,改善对目标的探测跟踪效果;
4)根据隐身目标特点,调整雷达工作模式、上报点迹区域、检测门限、工作频率、极化方式等,更好地获取低可探测目标的有效点迹;
5)根据目标的机动状态,调整雷达的检测门限、天线转速等,提高对目标的连续跟踪率。
4 结束语
为充分发挥多雷达组网探测效能,本文在研究多雷达组网能力需求基础上,提出了集中与分散相结合的分布式网络化雷达网体系架构,开展了雷达网信息分发共享,情报融合处理,自主协同探测,系统反馈控制等关键技术研究。研究表明,通过末端多雷达间的扁平化组网、情报共享、横向自主协同与反馈控制,可使原分散部署、独立使用的雷达装备一体化组网运用,大幅提升雷达网体系探测效能和融合情报质量。
END
企业使命:以电子装备增强国防 以科技产业服务社会
企业愿景:建设信息系统与智能装备领域国内领先、国际先进的创新型高科技集团
核心价值观:人本 责任 团队 进取
联系客服