场景数据下的电子对抗系统模拟训练范文

摘要：论文介绍了以真实战场场景数据为基础的电子对抗系统模拟训练设计方法，应用真实场景数据结合人工设定形成模拟训练数据，并探讨了在电子对抗系统模拟训练中的应用。

关键词：电子对抗系统；模拟训练；场景数据

1引言

武器装备的系统模拟训练对于提高操作员的操作控制及作战应用能力具有重要作用，随着战场电磁环境的日趋复杂，电子对抗系统对操作人员的专业性要求越来越高，电子对抗系统模拟训练的重要程度也越来越高［6］。本文主要讨论“实装嵌入式”模拟训练系统［5］，即以软件模块形式运行于电子对抗系统显控台［8］，在侦察、干扰等设备前端不工作的情况下，利用软件模拟各种作战场景，使操作人员能在模拟的各种不同电磁环境下，进行电子对抗系统作战操控训练［4］。

2模拟训练过程

电子对抗模拟训练软件一般包含场景设置和训练监控两大部分，场景设置设定训练数据和流程，训练监控根据设置的场景进行报文的生成和训练过程的推演监控。以下结合某型舰载电子对抗系统的模拟训练软件，介绍电子对抗模拟训练软件的工作过程［2］。

2.1模拟训练场景设置

模拟训练场景设置是完成训练时的电磁环境中各类数据的设置，包括敌我双方的各类平台、装备的参数及其运行时的数据等［3］，训练场景是模拟训练的外部数据输入源，通常称为训练预案。通过模拟训练软件的数据管理功能，对训练场景及其中的各种数据进行设置，主要有敌我双方平台数据，包括导弹、舰船、飞机及其运行轨迹等；装备数据，包括各型雷达、激光、通信等设备的各种详细参数及其开关机时间等。完成数据的设置后，将形成完整的训练预案，以文件或数据库库表形式进行保存。在进入模拟训练工作模式后，训练监控软件模块将对选取的训练预案文件或数据库数据进行解析，形成训练场景的各类数据报文，通过约定的接口形式与电子对抗综合显控台进行交互，完成电子对抗模拟训练功能。

2.2模拟训练过程监控

模拟训练监控软件模块对操作员选定的模拟训练预案进行解析后，生成各种数据报文，包括电子对抗系统/设备、本舰相关数据，如侦察/干扰设备状态、自检信息、无源干扰弹、作战能力信息、本舰经纬度、航向、航速、风向、风速及时统数据等；敌方的导弹、舰船、飞机等各类平台及其运行轨迹数据，平台搭载的各类雷达、激光、通信等各类装备数据等等。模拟训练监控软件模块以训练开始时间至结束时间为基准时间轴，根据这些平台、装备的数据及运行时间，以统一的节拍产生数据报文发送到电子对抗综合显控台，形成完整的电磁环境数据，对操作员进行训练。

3方法研究

模拟训练中作战场景、电磁环境越接近真实情况，训练效果越好［10］。而如何提高训练作战场景和电磁环境的逼真度，是模拟训练需要解决的重要问题［9］。模拟训练过程是外部输入数据与操作员的操作控制的动态交互过程，训练效果很大程度上取决于外部输入数据是否最大程度接近真实战场电磁环境，同时是否能够准确反映操作员的操作意图。原有的模拟训练场景数据的逼真程度，基本依赖于操作员的能力水平，且对于真实战场电磁环境中的各种动态变化过程，很难通过人工设置的数据模拟出来，因此模拟训练的效果不佳。本文即研究利用真实战场场景的电磁环境数据，生成模拟训练预案，使得训练中的电磁环境能够尽可能接近实战环境，从而完善模拟训练功能，增强模拟训练效果。真实战场电磁环境数据是电子对抗系统在作战过程中对各类数据的记录信息，它包含了作战过程中较为全面的电子对抗装备状态信息和战场电磁环境信息，真实反映了战场中各类电磁信息的变化情况，是电子对抗系统的重要数据，不仅可以用于作战过程分析，也是电子对抗情报信息的来源之一。而同时，真实战场电磁环境数据也和作战过程中电子对抗系统本身的状态及操作控制密切相关［1］，具有一定的时域、频域、空域特定性，必须经过处理才能被利用作为模拟训练场景数据。因此，如何对真实战场电磁环境数据进行处理，以便与模拟训练场景设置数据相结合生成较为逼真的训练场景，是本文研究的重点。对于作战过程中记录的电磁环境信息，包括雷达侦察、激光侦察及通讯侦察数据以及相应的干扰数据信息，在模拟训练过程中需要进行适当处理，以形成合适的训练场景数据。处理过程分为数据分析与匹配、静态筛选和动态调整三部分，通过这些处理方法对数据进行选择、过滤和动态修改，使得真实战场数据可以适应训练过程中的各种人工输入，准确反映操作员的动作，达到在真实场景数据基础上进行有效训练的效果。1）数据分析与匹配真实战场电磁环境数据是以记录文件的形式保存的，对于一个记录文件，即包含了某次作战过程的全部信息，对于这些信息首先要进行分析。分析主要内容是获取两部分信息，一是作战过程的作战海域/区域、时间段、任务类型（侦察、有源干扰、无源干扰）等，二是各类电磁信息参数及其变化情况。第一部分数据将与模拟训练设置的场景进行匹配，确定作战海域/区域、作战时间段、作战主要任务等。匹配过程提供操作员进行选择设置，这一部分数据可以使用真实战场数据，也可以使用人工设置参数，确定以后将生成电子对抗系统及本舰的主要参数信息，包括侦察/干扰设备各类信息数据、本舰经纬度、航向、航速、风向、风速及时统数据等等；第二部分信息将加入到模拟训练场景的电磁信息数据中，与原有的设置数据相结合。完成后还需要对这一新的场景进行进一步处理——静态筛选，才能形成可用的训练预案文件或数据库库表。2）静态筛选静态筛选主要是对上述的电磁信息参数进行处理。首先根据作战任务等信息筛选出需要的数据，例如仅有侦察任务训练，则相关的干扰信息数据将被剔除；仅有雷达侦察干扰任务，则相关的激光、通信信息将被剔除；仅有无源干扰任务，则相关的有源干扰信息将被剔除。根据一定的原则，将无需保留的电磁信息数据进行删除，保留本次训练场景需要的相关数据信息。其次对各侦察目标数据进行筛选并与场景设置参数进行整合，形成完整合理的训练场景数据文件或数据库库表。以下以某一部末制导雷达侦察目标数据为例，描述对具体电磁信息数据的处理过程，处理流程如图1所示。根据以上处理，将真实战场电磁环境数据中的各类型雷达、激光及通信侦察目标逐个加入到训练场景中，生成一个完整的模拟训练预案。这一预案的场景信息中，既包含了真实战场数据，而又有人工设置的电子对抗系统信息、本舰信息以及其他侦察目标信息，能够使得模拟训练的电磁环境较大程度上接近真实的战场态势。同时通过对这一场景进行人工修改、添加侦察目标数据，可以将训练以及考核内容融入其中，使得整个场景既能够完成逼真的真实战场电磁环境模拟，也可以完成特定的训练考核任务。3）动态调整上述处理完成后的训练场景是一个完整全面的模拟训练场景，即模拟训练预案，以文件或数据库库表的形式进行保存。当电子对抗系统进入模拟训练工作模式时，操作员选择该训练预案后，模拟训练监控软件对预案中的数据进行解析后，生成各类数据报文发送到电子对抗综合显控台，开始训练过程。在解析出的数据中，最重要的数据是各类侦察目标，包括雷达、激光及通信目标数据等，这些目标数据报文的出现和消失时间还需要在训练过程中，根据其他相关信息进行动态调整，这一过程可以称之为目标信息的动态调整。这些相关信息包括如目标平台运行的轨迹、与本舰的距离、电子对抗系统操作员进行的操作控制命令等，只有结合这些信息，对侦察目标的出现和消失时间进行动态调整，才能更真实地反映出作战过程中的实际状态，更好地对操作员的操作控制进行反馈，才能达到更好的训练效果。以下以某导弹平台末制导雷达目标信号的处理过程为例，描述动态调整的过程，处理流程如图2所示。通过对这一目标数据的动态调整，在训练过程中对操作员的操作控制进行实时反馈，可以将真实战场电磁数据信息和训练要求更好地结合起来，得到更好的训练效果。类似的，在操作员进行侦察、干扰设备的各种操作控制时，都需要对控制命令进行处理，并通过对预案数据进行动态调整完成反馈，使得整个训练过程不仅在场景数据上接近于实战状态，而且在对侦察干扰设备的模拟上更加接近于实际装备状态，使得训练更加逼真有效。

4实际应用

基于真实战场数据的电子对抗系统模拟训练设计目前已经在XXX舰载电子对抗系统中进行了初步应用。在该系统的模拟训练软件中，采用真实的电子对抗作战数据为背景，在此基础上对需要进行考核的雷达侦察目标数据进行标记，进行训练时考核操作员在限定时间内完成对考核目标的确认，训练操作员从大量雷达侦察目标背景数据中快速甄别目标的能力。真实战场电磁环境数据不仅大大提高了训练场景的真实程度，也同时提高了训练的难度和针对性，使得模拟训练的效果得到较大提升。

5结语

电子对抗系统由于装备组成的复杂性、侦察干扰流程的复杂性等因素，对于操作员的要求较高［13］，操作人员的专业程度和熟练程度将会对电子对抗装备的效能发挥起到很大的影响。电子对抗模拟训练不仅能够训练电子对抗操作员熟悉装备的基本操作控制，而且对训练操作员进行目标甄别、干扰对抗控制以及情报收集等更高层次的操作能力有着重要作用［11］。基于真实战场数据的电子对抗模拟训练设计，将使得训练场景和过程更加接近实战状态，通过提升训练效果提高操作员的能力水平，使操作员在侦察、干扰作战过程中更好地发挥作用，最终使得电子对抗系统发挥更大的效能。此外，基于真实战场数据的电子对抗模拟训练还有许多进一步的应用，如根据实战数据对干扰对抗流程进行训练、对情报搜集操控进行训练等［7］。将真实战场数据融入到电子对抗模拟训练中，是一个重要途径，也是一个发展趋势，还有很多的工作需要进行不断深入研究。

参考文献

［1］姜宁，胡维礼，马颖，等.舰艇电子对抗系统的仿真研究［J］.系统工程与电子技术，2001，23（4）：91-93，98.

［2］王红军，舰载电子对抗系统模拟/仿真［J］.航天电子对抗，1996，24（3）：41-46.

［3］蒋南.电子对抗模拟训练技术与应用研究［J］.航天电子对抗，2008，24（3）：59-61.

［4］陈奇，徐先云，江宁.舰艇电子对抗模拟训练系统的设计［J］.计算机工程与设计，2005，26（12）：3392-3394.

［5］徐军，陈大勇，周卫平，等.舰艇作战系统嵌入式模拟训练技术研究［J］.指挥控制与仿真，2008，30（6）：1-6

［6］陈炜.模拟训练系统在现代海军战争中的作用［J］.舰船电子工程，2005，25（3）：51-54

［7］刘高锋，宋胜锋.舰艇一体化作战模拟训练系统概念原型研究［J］.舰船电子工程，2006，26（4）：10-12.

［8］张蕾姚直象，嵌入式舰载电子对抗装备模拟训练系统设计与实现［J］.舰船电子工程，2014，7：108-110，168.

［9］王丹梅.舰载雷达侦察装备模拟训练系统［J］.舰船电子对抗，2007，30（5）：79-82.

［10］吕可，郑威.舰载雷达对抗装备模拟训练操作评估方法研究［J］.舰船电子对抗，2011，34（3）：88-92.

［11］王红军，赵宏.舰载电子战综合仿真系统的实现［J］.系统仿真学报，2002，14（5）：623-626.

［12］耿振余，孙金标，李德龙，等.机载嵌入式战术对抗训练系统设计［J］.系统仿真学报，2014，26（12）：2882-2886.

［13］游敬云，赖兰剑.电子战复杂电磁环境模拟技术［J］.中国电子科学研究院学报，2014，9（5）：517-520.

作者：宫斌 单位：中国船舶重工集团公司第七二三研究所