高機(jī)動(dòng)超近程防空作戰(zhàn)中的電火協(xié)同攔截決策技術(shù)

摘 要：針對(duì)登陸作戰(zhàn)中面臨的典型空中威脅，重點(diǎn)研究了高機(jī)動(dòng)超近程防空作戰(zhàn)過(guò)程中的分層多次修正對(duì)空態(tài)勢(shì)評(píng)估技術(shù)，提出了攔截任務(wù)分配的規(guī)則，建立了針對(duì)不同目標(biāo)進(jìn)行電火協(xié)同攔截的分配模型，依據(jù)相關(guān)攔截模型對(duì)電子、火力各類武器進(jìn)行統(tǒng)一作戰(zhàn)管理，解決了火力打擊與電子對(duì)抗、雷達(dá)探測(cè)與電子對(duì)抗、指揮通信與電子對(duì)抗的統(tǒng)一指揮控制問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)多類武器的軟硬結(jié)合、梯次攔截。

關(guān)鍵詞：高機(jī)動(dòng)；超近程;防空作戰(zhàn)；協(xié)同攔截

中圖分類號(hào)：E917 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.3969/j.issn.1673-3819.2025.01.010

Electronic and firepower collaborative interception

decision technology in high mobility ultra short

range air defense operations

HE Wei

（Jiangsu Automation Research Institute， Lianyungang 222061， China）

Abstract：Aiming at the typical air threats faced in landing operation，this paper focuses on air situation assessment and decision model of electronics and firepower collaborative interception in process of high mobility ultra short range air defense operations. According to the relevant interception model， combat vehicle such as electronics and firepower are managed to solve the collaborative problem between firepower strike and electronic warfare，radar detection and electronic warfare， command communication and electronic warfare. Related models can achieve the combination of multiple combat vehicle.

Key words：high mobility； ultra short range； air defense operations； collaborative interception

隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，登陸部隊(duì)在作戰(zhàn)過(guò)程中除了面臨戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視直升機(jī)、武裝直升機(jī)等傳統(tǒng)威脅外，低成本無(wú)人機(jī)群協(xié)同攻擊的威脅也越來(lái)越突出。傳統(tǒng)高機(jī)動(dòng)超近程防空作戰(zhàn)只有關(guān)于火力打擊手段的作戰(zhàn)管理模型，沒有考慮火力打擊與電子對(duì)抗之間、雷達(dá)探測(cè)與電子對(duì)抗之間的行動(dòng)協(xié)同，缺乏精細(xì)的態(tài)勢(shì)評(píng)估[1-5]，不能利用有源、無(wú)源設(shè)備的探測(cè)信息支撐指揮人員進(jìn)行對(duì)空態(tài)勢(shì)綜合分析，缺乏針對(duì)復(fù)雜態(tài)勢(shì)指揮多種軟硬防空武器進(jìn)行協(xié)同攔截的能力[6-12]，作戰(zhàn)效能較低。因此本文設(shè)想兩棲作戰(zhàn)任務(wù)中高機(jī)動(dòng)超近程防空系統(tǒng)的構(gòu)成，并對(duì)作戰(zhàn)中的對(duì)空態(tài)勢(shì)分析和電火協(xié)同攔截決策技術(shù)進(jìn)行研究，針對(duì)典型登陸作戰(zhàn)場(chǎng)景，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)有源與無(wú)源探測(cè)信息，提出分層多次修正的對(duì)空態(tài)勢(shì)評(píng)估方法，同時(shí)給出電火協(xié)同攔截分配的模型，實(shí)現(xiàn)火力打擊與電子對(duì)抗之間、雷達(dá)探測(cè)與電子對(duì)抗之間、指揮通信與電子對(duì)抗的統(tǒng)一指揮控制，滿足高機(jī)動(dòng)防空作戰(zhàn)的實(shí)際需求。

1 高機(jī)動(dòng)超近程防空系統(tǒng)構(gòu)成

本文設(shè)想的高機(jī)動(dòng)超近程防空系統(tǒng)配備目標(biāo)指示雷達(dá)、彈炮結(jié)合、光電對(duì)抗、雷達(dá)對(duì)抗、通信對(duì)抗等裝備，系統(tǒng)組成示意圖如圖1所示。指揮控制裝備作為作戰(zhàn)管理系統(tǒng)的載體是整個(gè)高機(jī)動(dòng)防空系統(tǒng)的中心，在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的支撐下對(duì)下屬各類裝備進(jìn)行指揮與控制，形成一個(gè)有效的防空作戰(zhàn)單元。彈炮結(jié)合、光電對(duì)抗、雷達(dá)對(duì)抗、通信對(duì)抗等各型裝備按距離形成多層次的電火協(xié)同攔截防御體系。在作戰(zhàn)過(guò)程中，指揮控制裝備借助目標(biāo)指示雷達(dá)搜索、跟蹤來(lái)襲目標(biāo)，快速建立目標(biāo)航跡，精確解算目標(biāo)狀態(tài)，利用速度、高度信息粗判目標(biāo)類型，在進(jìn)行目標(biāo)威脅程度判斷后，統(tǒng)一對(duì)所屬?gòu)椗诮Y(jié)合、通信對(duì)抗、雷達(dá)對(duì)抗、光電對(duì)抗等武器進(jìn)行指揮和分配攔截目標(biāo)，并由無(wú)線通信將目標(biāo)指示信息傳輸至對(duì)應(yīng)武器裝備，引導(dǎo)其對(duì)目標(biāo)實(shí)施火力攻擊和干擾對(duì)抗。統(tǒng)一作戰(zhàn)管理的基礎(chǔ)是對(duì)空態(tài)勢(shì)綜合分析和電火協(xié)同攔截分配模型，尤其是對(duì)空態(tài)勢(shì)分析模型的正確程度將直接影響軟硬武器對(duì)目標(biāo)的攔截效果。

2 高機(jī)動(dòng)超近程防空作戰(zhàn)的態(tài)勢(shì)評(píng)估方法

登陸兵力面臨可能的空中威脅包括戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視直升機(jī)、武裝直升機(jī)，未來(lái)最可能的空中威脅是低成本無(wú)人機(jī)、武裝直升機(jī)組成的對(duì)地攻擊編組，攻擊編組中武裝直升機(jī)負(fù)責(zé)登陸場(chǎng)內(nèi)目標(biāo)偵察與毀傷評(píng)估，低成本無(wú)人機(jī)則進(jìn)行對(duì)地攻擊，或者由低成本無(wú)人機(jī)利用激光照射引導(dǎo)導(dǎo)彈對(duì)海上車輛或艦船目標(biāo)進(jìn)行攻擊。在登陸過(guò)程中，為了有效抗擊登陸場(chǎng)內(nèi)的空中威脅，組織好軟硬武器進(jìn)行電火協(xié)同攔截，首先需要對(duì)登陸戰(zhàn)內(nèi)的空中態(tài)勢(shì)進(jìn)行評(píng)估，給出空中目標(biāo)的威脅排序。本文結(jié)合目標(biāo)指示雷達(dá)、雷達(dá)對(duì)抗、光電對(duì)抗設(shè)備的探測(cè)信息給出一種分層多次修正的態(tài)勢(shì)評(píng)估方法。

首先利用雷達(dá)目標(biāo)航跡信息的航路捷徑、臨空時(shí)間、飛行高度通過(guò)傳統(tǒng)方法進(jìn)行態(tài)勢(shì)評(píng)估，將高機(jī)動(dòng)超近程防空的來(lái)襲目標(biāo)分為小威脅目標(biāo)、中威脅目標(biāo)、高威脅目標(biāo)，即三級(jí)目標(biāo)、二級(jí)目標(biāo)、一級(jí)目標(biāo)，即

表1的算例表明，使用式（6）對(duì)雷達(dá)對(duì)抗、光電對(duì)抗偵察信息的評(píng)估結(jié)果對(duì)初始評(píng)估結(jié)果進(jìn)行修正，可以有效地提高態(tài)勢(shì)評(píng)估的精細(xì)程度，反映目標(biāo)在不同距離時(shí)使用雷達(dá)、光電設(shè)備情況下的態(tài)勢(shì)評(píng)估精細(xì)結(jié)果，從而為指揮員提供正確的來(lái)襲目標(biāo)威脅排序結(jié)果。

3 高機(jī)動(dòng)超近程防空協(xié)同攔截決策技術(shù)

針對(duì)登陸場(chǎng)內(nèi)戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視直升機(jī)、武裝直升機(jī)、低成本無(wú)人機(jī)、空地導(dǎo)彈的特點(diǎn)，指揮控制裝備進(jìn)行火力打擊、雷達(dá)對(duì)抗、通信對(duì)抗、光電對(duì)抗攔截任務(wù)分配總的原則包括：

（1）登陸作戰(zhàn)時(shí)，目標(biāo)攔截優(yōu)先級(jí)順序是按空地導(dǎo)彈、無(wú)人機(jī)群、武裝直升機(jī)、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視直升機(jī)的順序進(jìn)行分配；

（2）針對(duì)遠(yuǎn)距離的戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視飛機(jī)，分配雷達(dá)對(duì)抗裝備對(duì)其機(jī)載監(jiān)視雷達(dá)進(jìn)行干擾，使其無(wú)法對(duì)海面登陸車輛和艦船進(jìn)行探測(cè)；

（3）針對(duì)中近距離的武裝直升機(jī)，分配雷達(dá)對(duì)抗裝備對(duì)直升機(jī)機(jī)載多功能雷達(dá)進(jìn)行干擾，使其無(wú)法對(duì)海面登陸車輛和艦船進(jìn)行探測(cè)，分配通信對(duì)抗裝備對(duì)其空地、空中協(xié)同通信進(jìn)行干擾；

（4）針對(duì)近距離的低空武裝直升機(jī)，在彈炮結(jié)合裝備導(dǎo)彈有余量時(shí)，優(yōu)先使用導(dǎo)彈進(jìn)行攔截，并依據(jù)殺傷區(qū)、目標(biāo)捕獲距離、目標(biāo)分配距離等要素進(jìn)行導(dǎo)彈攔截任務(wù)分配，沒有導(dǎo)彈余量時(shí)，則進(jìn)行彈炮結(jié)合裝備火炮攔截任務(wù)分配，通過(guò)判斷目標(biāo)是否滿足某彈炮結(jié)合裝備的火炮最大分配距離、最小分配距離、最大有效射擊高度來(lái)實(shí)施攔截任務(wù)分配；

（5）針對(duì)近距離的低空無(wú)人機(jī)群，分配彈炮結(jié)合裝備進(jìn)行火炮打擊的同時(shí)，可以分配通信對(duì)抗裝備對(duì)其遙控信號(hào)進(jìn)行干擾，使其對(duì)方無(wú)法遙控?zé)o人機(jī)群對(duì)海面登陸車輛和艦船進(jìn)行打擊；

（6）針對(duì)近距離的來(lái)襲空地導(dǎo)彈，分配彈炮結(jié)合裝備進(jìn)行火炮打擊的同時(shí)，可以分配光電對(duì)抗裝備對(duì)其紅外、激光制導(dǎo)、毫米波制導(dǎo)進(jìn)行干擾，使導(dǎo)彈無(wú)法對(duì)海面登陸車輛和艦船進(jìn)行打擊；

（7）由于高機(jī)動(dòng)超近程防空的指揮時(shí)效性問(wèn)題，若有多個(gè)彈炮結(jié)合裝備同時(shí)滿足目標(biāo)攔截條件，不進(jìn)行類似遠(yuǎn)程防空攔截任務(wù)的整體優(yōu)化，而是直接指定航路捷徑最小的彈炮結(jié)合裝備進(jìn)行攔截；

（8）由于超近程防空中導(dǎo)彈、火炮的火力兼容問(wèn)題，目標(biāo)攔截任務(wù)只指定單個(gè)彈炮結(jié)合裝備實(shí)施攔截，不考慮多個(gè)彈炮結(jié)合裝備同時(shí)攔截的情況，彈炮結(jié)合和雷達(dá)對(duì)抗、通信對(duì)抗、光電對(duì)抗進(jìn)行軟硬協(xié)同；

（9）在指揮控制裝備目標(biāo)指示雷達(dá)受干擾的情況下，利用目標(biāo)指示雷達(dá)的干擾方位指示實(shí)施目標(biāo)攔截任務(wù)分配，若無(wú)法給出方位指示，各彈炮結(jié)合裝備自主實(shí)施目標(biāo)攔截，在指揮控制裝備通信鏈路受到干擾時(shí)，各彈炮結(jié)合裝備自主實(shí)施目標(biāo)攔截。

高機(jī)動(dòng)超近程攔截任務(wù)分配的流程見圖2。

根據(jù)以上的規(guī)則，實(shí)施具體電火協(xié)同攔截的決策技術(shù)包括：

（1）彈炮結(jié)合裝備導(dǎo)彈攔截分配決策技術(shù)

導(dǎo)彈攔截任務(wù)分配原則涉及空間約束條件、時(shí)間約束條件、資源約束條件。輕型高機(jī)動(dòng)防空作戰(zhàn)管理系統(tǒng)主要依據(jù)彈炮結(jié)合裝備資源是否可用、目標(biāo)是否通過(guò)導(dǎo)彈殺傷區(qū)、目標(biāo)航向距離三個(gè)約束條件實(shí)施導(dǎo)彈攔截任務(wù)分配。

彈炮結(jié)合裝備導(dǎo)彈攔截目標(biāo)的第一個(gè)條件是資源約束條件，資源約束指是否有滿足射擊條件的彈炮結(jié)合裝備，主要資源狀態(tài)包括彈炮結(jié)合裝備可用狀態(tài)、工作狀態(tài)、導(dǎo)彈可供狀態(tài)。資源約束的充分必要條件是只有彈炮結(jié)合裝備可用狀態(tài)正常、光電搜跟設(shè)備開機(jī)、導(dǎo)彈有剩余量時(shí)，才能保證該彈炮結(jié)合裝備的資源約束條件具備可用性。

彈炮結(jié)合裝備導(dǎo)彈攔截目標(biāo)的第二個(gè)條件是目標(biāo)必須能通過(guò)其導(dǎo)彈殺傷區(qū)，包括目標(biāo)航路捷徑小于彈炮結(jié)合裝備可射擊目標(biāo)的最大航路捷徑，目標(biāo)高度小于彈炮結(jié)合裝備的最大攔截高度、大于最小攔截高度，目標(biāo)速度小于彈炮結(jié)合裝備可攔截最大速度。

對(duì)于超近程防空作戰(zhàn)，如果某待攔截目標(biāo)同時(shí)符合多個(gè)彈炮結(jié)合裝備的三個(gè)攔截約束條件，則按最小目標(biāo)航路捷徑進(jìn)行攔截任務(wù)分配。

（2）彈炮結(jié)合裝備火炮攔截分配決策技術(shù)

火炮攔截任務(wù)分配的主要依據(jù)包括彈炮結(jié)合裝備資源是否可用，目標(biāo)航向距離與目標(biāo)分配距離的關(guān)系，以及目標(biāo)高度和火炮最大有效射高的關(guān)系。

彈炮結(jié)合裝備火炮攔截目標(biāo)判斷的第一個(gè)條件也是資源約束條件，資源約束是指是否有滿足射擊條件的彈炮結(jié)合裝備，主要的資源包括彈炮結(jié)合裝備可用狀態(tài)、工作狀態(tài)、炮彈可供狀態(tài)。類似于導(dǎo)彈攔截任務(wù)分配，火炮攔截資源約束的充分必要條件是只有上述三種狀態(tài)均可用時(shí)，才能保證該彈炮結(jié)合裝備的資源約束條件具備可用性。

類似于導(dǎo)彈攔截任務(wù)分配，如果多個(gè)彈炮結(jié)合裝備同時(shí)滿足射擊條件，則按最小航路捷徑Pj進(jìn)行彈炮結(jié)合裝備火炮攔截任務(wù)分配。

（3）通信對(duì)抗裝備攔截分配決策技術(shù)

通信對(duì)抗裝備主要作戰(zhàn)對(duì)象為飛機(jī)間的協(xié)同通信、飛機(jī)與空射武器間的控制信號(hào)以及地面對(duì)無(wú)人機(jī)群的遙控信號(hào)，通信對(duì)抗裝備可以同時(shí)干擾多個(gè)通信目標(biāo)，但其干擾扇區(qū)有一定的范圍，因此各個(gè)待干擾目標(biāo)必須同時(shí)在干擾扇區(qū)之內(nèi)。

通信對(duì)抗任務(wù)分配決策算法的工作過(guò)程是首先判斷通信對(duì)抗資源可用性，然后把目標(biāo)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到該通信對(duì)抗裝備的本地地理坐標(biāo)系內(nèi)，通過(guò)坐標(biāo)參數(shù)計(jì)算目標(biāo)相對(duì)于通信對(duì)抗裝備的距離和方位，根據(jù)相對(duì)距離和方位判斷目標(biāo)是否在通信對(duì)抗裝備的偵察干擾扇區(qū)，以及是否影響指揮控制裝備通信，如果目標(biāo)位于該裝備偵察干擾扇區(qū)之內(nèi)，并且不影響指揮控制裝備，則將目標(biāo)分配給該通信對(duì)抗裝備。

到該雷達(dá)對(duì)抗裝備的本地坐標(biāo)系內(nèi)，通過(guò)坐標(biāo)參數(shù)計(jì)算目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)對(duì)抗裝備的距離、高低角，計(jì)算雷達(dá)對(duì)抗裝備相對(duì)于目標(biāo)航向的夾角，以及是否影響指揮控制裝備目指雷達(dá)探測(cè)，如果滿足雷達(dá)對(duì)抗裝備干擾攔截條件則將目標(biāo)分配給該雷達(dá)對(duì)抗裝備。

（5）光電對(duì)抗裝備攔截分配決策技術(shù)

光電對(duì)抗裝備主要作戰(zhàn)對(duì)象為光電成像制導(dǎo)設(shè)備、半主動(dòng)激光制導(dǎo)設(shè)備、毫米波導(dǎo)引頭。由于光電制導(dǎo)設(shè)備的視場(chǎng)一般也比較窄，并且光電對(duì)抗設(shè)備的干擾高低角有固定的范圍，對(duì)光電對(duì)抗裝備進(jìn)行干擾任務(wù)分配時(shí)，需要選取同時(shí)滿足要求的光電對(duì)抗裝備進(jìn)行干擾。

光電對(duì)抗任務(wù)分配的工作過(guò)程是首先判斷光電對(duì)抗資源可用性，然后把目標(biāo)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到該光電對(duì)抗裝備的本地坐標(biāo)系內(nèi)，通過(guò)坐標(biāo)參數(shù)計(jì)算目標(biāo)相對(duì)于光電對(duì)抗裝備的距離、高低、光電對(duì)抗裝備相對(duì)于來(lái)襲目標(biāo)航向的夾角。如果目標(biāo)位于該裝備有效干擾范圍之內(nèi)，則將目標(biāo)分配給該光電對(duì)抗裝備。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)高機(jī)動(dòng)近程防空作戰(zhàn)的特點(diǎn)，針對(duì)登陸場(chǎng)典型空中威脅，提出了高機(jī)動(dòng)超近程防空作戰(zhàn)中的分層多次修正的對(duì)空態(tài)勢(shì)評(píng)估、電火協(xié)同攔截決策技術(shù)，解決了登陸防空作戰(zhàn)中的對(duì)空態(tài)勢(shì)綜合分析問(wèn)題，以及指揮控制裝備對(duì)彈炮結(jié)合、通信對(duì)抗、雷達(dá)對(duì)抗、光電對(duì)抗等裝備進(jìn)行電火協(xié)同攔截分配決策的問(wèn)題，針對(duì)不同目標(biāo)實(shí)現(xiàn)了不同種類軟硬武器協(xié)同攔截分配，實(shí)現(xiàn)火力打擊與電子對(duì)抗之間、雷達(dá)探測(cè)與電子對(duì)抗、指揮通信與電子對(duì)抗之間的統(tǒng)一指揮控制，較好地提升了高機(jī)動(dòng)超近程防空系統(tǒng)目標(biāo)攔截效能。

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