一種空中目標敵我識別邏輯模型

張志強，錢建剛，魯瑞達

(1.空軍預警學院 研究生管理大隊，武漢 430019;2.空軍預警學院 一系，武漢 430019)

0 引言

在冷兵器時代，人們只需要通過辨別服裝、口令來區分敵我雙方。進入熱兵器時代，尤其將科技成果應用于軍事后，擴展了戰場的范圍和縱深，而雷達兵的出現解決了對遠距離目標的預警監視問題，能夠及時提供目標的信息，但很難對目標的敵我屬性進行判斷。直到20 世紀30年代，英國發明了“馬克”(MARK）協作式二次雷達詢問應答系統，才解決了遠距離目標的敵我屬性判斷難題。但是，僅僅依靠雷達應答信號的指揮決策模式，由于其識別概率有限，出現誤判在所難免［1］。在伊拉克戰爭中就發生多起“誤傷”、“誤炸”己方和友軍的事件。如何加強決策的準確性，杜絕此類“誤傷”事件發生在我軍，除了加強對操縱員的訓練外，還迫切需要改善指揮員的指揮環境，改變單純依靠雷達敵我識別信號進行經驗判斷的傳統手段。

當前，針對如何加強目標敵我識別的研究主要有兩個方向:一是新型的以二次雷達為主的協作式敵我識別系統的武器裝備研究［2］，希望通過提高裝備抗干擾性、應答密碼的安全性等措施來增強目標判斷的準確性;二是基于智能算法的非協作式敵我識別系統的研究［3-4］，試圖利用對目標探測所發現的信息來進行目標敵我屬性的判斷，通過對目標的結構特征(目標投影的長度、寬度、面積等）、空間特征(方向、位置、速度和距離等）和信號特征進行數據融合，再使用一定的算法對融合數據進行相關分析，最終確定敵我屬性。但是，以上兩種方法都不能夠迅速投入使用:一是開發新型武器裝備的周期長、投資大，在很長時間內部隊需求不能滿足;二是采用智能算法在進行敵我屬性判斷時，從發現目標到信息收集、最后進行分析判斷需要大量的計算，并且有較長的運算時間，在現代高技術戰場環境下，電磁環境復雜，對信息的收集有很多的干擾，其必須通過不斷的修正才能得出準確的判斷，耗時太長不能良好地適應快速指揮的要求。基于以上分析，本文提出建立以雷達敵我識別應答信號為主的邏輯判斷模型，在使用雷達敵我系統進行敵我識別的同時加入可快速獲取的目標初始信息的邏輯判斷，輔助指揮員快速、準確地作出判斷。對比單純的依靠雷達敵我識別系統，該模型增加多次疑是“非我”目標的邏輯判斷，通過簡單的幾次邏輯梳理增強了判斷的準確性，減少了將友方誤判為敵方的概率，而且該模型是立足現有裝備的基礎上，能夠初步解決當前指揮員面臨的困難。

1 敵我識別依據

邏輯模型是人們感知、識別事物外部特征、運動規律進而判斷出事物內部屬性思維過程的具體形式。邏輯判斷需要建立明確的判斷標準和選取適當的目標特征。針對我國防空現狀和對敵我識別決策時間的要求，在此選擇以下4個戰術(經驗）規則作為邏輯模型的判斷標準。

(1）上級命令和飛行計劃

如果上級指揮機構對目標的屬性作出了明確的指示，則按照命令將目標判斷為我方或敵方，否則及時進行下一步的判斷工作，確認目標身份。飛行計劃是指預先或臨時確定的有關飛機(含民航、轉場的作戰飛機等）的飛行航線和飛行諸元(含目標的飛行航向、速度、高度、時間等參數）的總和［5］。當雷達發現目標時與飛行計劃進行比較，若雷達發現的目標航跡位置和飛行諸元與某一飛行計劃完全相關，可判為“我機”或“友機”(國際航路上飛行的國際航班）。根據飛行計劃判斷目標敵我屬性是日常防空警戒中最常用的一種方法。在實際操作中，不能僅僅依據飛行計劃和目標航跡在某一時刻的一個當前點能滿足各相關條件(或準則）的要求就立即確認該目標的敵我屬性，還必須進行連續多點的測試，才能最終確定目標的屬性。因此，對初步認定的雷達目標，還需對其繼續和同一飛行計劃相關。若后續幾點或預先確定的一段時間內繼續和同一飛行計劃相符合，才將其判斷為我機或敵機。

(2）雷達敵我識別系統應答信號

雷達敵我識別系統實質上是屬于一種二次雷達，由詢問機和應答機兩部分組成，利用對目標詢問信號的回應實現敵我屬性的判斷。在我方和友方的飛行器上加裝應答機，當我方雷達探測到空中目標后，控制其配套的敵我識別詢問機向目標發出密碼詢問信號，如果屬于我方或友方目標，其應答機對詢問信號進行解碼，自動發回密碼應答信號。詢問機對應答信號解碼后，輸出判斷標志給雷達，與該目標的回波信號同時顯示。如果屬于非我方目標，則不能發回約定的應答信號，在雷達顯示器上只有目標回波信號而沒有應答信號，如圖1所示。但是，實際中戰場電磁環境復雜，我機或友機有可能沒有進行應答或者應答信號丟失，導致對目標屬性的誤判，所以沒有應答信號的目標不能直接判斷為敵對目標，還需要結合其他標準進行綜合判斷。

圖1 雷達顯示器上目標回波與應答信號示意圖

(3）目標行為

無論屬于何方的飛行目標都有其飛行目的，民用航班、敵方進攻、電子偵察等都會從目標的動作中表現出來。所以，可根據目標所表現出的初步特征，對目標屬性判斷進行決策支持。在此選取電子干擾作為輔助指標。在現代空戰中常常伴隨著電子干擾，影響對方的探測、通信功能，以達到對己方目標的掩護作用。在進行敵我識別時，若目標本身就對雷達進行電子干擾則按照敵情處理;若遭受大面積電子干擾，則對該干擾方向上發現的目標初步判定為敵情。

(4）目標飛行區域

目標飛行區域是指目標被發現時所處的空域。一般情況下各國為了最大程度確保各自重要地區的安全，都會設置一些空中禁區，并且通報己方部隊和友軍部隊。任何單位不得進入空中禁區。一旦在空中禁區空域發現目標，可立即判斷為敵方目標。

2 敵我識別模型的建立

雷達兵部隊的指揮過程中的各環節都有嚴格的時間限制。對于目標敵我屬性判斷過程而言，在確定雷達發現的空中目標是飛行器后的數個點跡內，迅速進行目標敵我屬性判斷，在要求的時限內確定目標屬性。將目標的戰術(經驗）狀態用一個集合表示。

其中xi為目標第i個判斷規則的狀態。目標的敵我屬性集合為

則目標的敵我識別可以表示為根據目標狀態對其屬性做出推斷的過程，即描述為

為了實現對空中目標敵我屬性識別過程的規范化、程序化，在此將這種復雜的戰術(經驗）規則和數學表達抽象為知識體系，實現由人工語言向計算機語言規則的轉換，即將判斷規則實現If A then B的轉換，其中A為判斷規則的狀態表現，B為判斷結果。則得出敵我屬性判斷邏輯判斷模型如圖2所示。

圖2 目標敵我識別邏輯判斷模型

3 模型分析

該模型既可作為操縱員判斷敵我屬性的邏輯思維，也可用于計算機進行自動敵我屬性判斷的程序。如圖2所示，首先，計算機從雷達獲取目標回波信號，并檢查目標是否有電子干擾行為，如果雷達顯示有干擾跡象，則將其判斷為敵方目標;如果一切正常則從回波中尋找二次雷達信號，同時查驗上級指揮系統對該目標是否有明確的敵我定義。考慮戰場復雜的電磁環境和應答信號密碼的安全性，以下判斷分為兩種情況:

情況1 如果有敵我識別應答信號，但是根據上級作戰命令該目標屬于敵對目標，則判斷為敵方。若上級指揮機關對該目標沒有任何指示，則查看飛行計劃，對于符合預飛報、起飛報的目標判斷為我方;對于不符合預飛報、起飛報的目標使用目標所處空域位置進一步判斷目標屬性，若此時目標處于空中禁區，則判斷為敵方目標，否則判斷為屬性不明。

情況2 如果沒有敵我識別應答信號，但是根據上級作戰命令該目標屬于我方目標，則判斷為我方。若上級指揮機關對該目標沒有任何指示，則查看飛行計劃，對于不符合預飛報、起飛報的目標判斷為我方;對于符合預飛報、起飛報的目標使用目標所處空域位置進一步判斷目標屬性，若此時目標處于空中禁區，則判斷為敵方目標，否則判斷為屬性不明。

4 結束語

雷達情報是國家防空的第一手情報，其時效性和準確性對國土安全有重大的影響。目前的敵我識別技術還有待研究，現有的敵我識別系統不完全可靠，嚴重制約了我防空火力發揮作用。本文立足現有裝備，提出了一種邏輯判斷模型，綜合利用敵我識別應答信號、飛行計劃、目標位置和目標意圖動作，擴大了信息來源，增加了判斷的可靠性，減少誤判和誤傷事件的發生。

［1］陳非凡，宛京立.國外敵我識別器技術的現狀及發展趨勢［J］.電訊技術，2001，41(5）:5-10.

［2］曲東才，史賢俊，董文洪.雷達敵我識別系統現狀、發展及啟示［J］.現代防御技術，2004，32(3）:64-68.

［3］孫永強，張安.基于混合貝葉斯網絡的非協作式敵我識別系統［J］.火力與指揮控制，2010，35(6）:179-182.

［4］蔣慶全.數據融合與敵我識別綜述［J］.現代防御技術，2002，30(4）:55-60.

［5］賀正洪，呂輝，王睿.防空指揮自動化信息處理［M］.西安:西北工業大學出版社，2006.1.