对抗反舰巡航导弹，利用AN/SLQ-32A(V)电子支援数据 留言
AN/SLQ-32A(V)电子战系统被设计成通过早期检测导弹导引头的射频辐射对反舰巡航导弹(ASCM)的攻击进行告警。AN/SLQ-32A(V)上报信号的辐射特性，比如频率和功率、识别概率等，这些数据可以使雷达航迹图更加完善。
安装在LSD41级舰艇上的自防御系统(SSDS)同步处理AN/SLQ-32A(V)上报包括识别概率的数据，和其他传感器(雷达)上报的数据，合成为滚装弹体导弹(RAM)最优作战需要的输入数据，最大限度提高舰艇生存率。
RAM是海军舰艇自防御对抗ASCM攻击的重要资源。在APL开发的算法将AN/SLQ-32A(V)的数据高效集成到SSDS武器控制功能中，该算法已在自防御测试船和LSD41级舰艇上的实装测试中得到成功验证。
简介
LSD41级舰艇的作战系统，即舰艇自防御系统(SSDS) MK1，包含APL开发的先进的电子支援到雷达(ES-to-radar)的航迹关联算法。该算法支持最新的滚装弹体导弹(RAM)BLOCK 1，也增强了操作员的态势感知。
LSD41级舰艇必须在滨海飞机和船舶密集的环境下防御反舰巡航导弹(ASCM)的攻击。LSD41用来检测和跟踪这些目标(飞机、舰艇、船舶、导弹等)的传感器包括AN/SPS-49远程预警雷达，密集阵近程防御武器系统，AN/SPS-67搜索雷达，以及AN/SLQ-32A(V)电子战系统。
基于各传感器的输入，SSDS Mk1 自动检测哪一个航迹代表威胁目标，比如ASCM，然后分配武器与那些威胁交战。安装在LSD41级舰艇上用于作战的基本自防御武器是RAM制导导弹。
在SSDS中集成AN/SLQ-32A(V)，并在雷达航迹中关联电子支援航迹的主要目的是支援RAM BLOCK 1的作战运行，包括RAM发射时间和制导模式。电子支援航迹即被AN/SLQ-32A(V)检测到的射频信号，SSDS建立电子支援轨迹跟踪文件，比如检测到的方位、功率、频率等等。
在ASCM进攻时，舰艇的生存率取决于很多因素，其中一个必须是RAM的初始状态，这是由威胁目标轴上的电子支援数据决定的。由于APL进行的集成工作，用于支撑RAM的算法同样可以显著改善操作员的态势感知和对自防御作战效率的评估。
APL开发的ES-to-radar航迹关联算法在实验室仿真和实装测试环境中已成功用于支援RAM Block1的作战中。最值得注意的测试是采用通用ASCM目标(比如飞鱼和鱼叉)和模拟目标(超音速目标)对安装在自防御测试船上RAM BLOCK 1运行评定试验中的成功应用。
电子支援关联
ES-to-radar航迹关联和解析过程的目的是确定哪些电子支援和雷达的航迹可能是潜在的同一目标。ES-to-radar航迹关联是在跟踪航迹角(方位)中寻找候选航迹对的过程。解析是对关联的候选航迹对进行提炼直到剩下一个，并最终得出两个航迹真的代表同一个目标的过程。
当一个ES-to-radar航迹关联被认为是该雷达航迹目标正好辐射AN/SLQ-32A(V)电子支援航迹的频率时，该航迹关联是“解析的”(图1)。某目标是否辐射信号对SSDS选择RAM Block1工作模式非常重要，同样影响RAM Block0的初始化。
AN/SLQ-32A(V)提供给SSDS的电子侦察航迹代表战区环境中目标上的辐射源。电子侦察航迹数据包括方位角，射频频率，接收信号的功率电平，扫描类型，脉冲重复间隔(PRI)，PRI类型，身份(敌方/友方/未知)，以及包括导弹，导弹发射平台，搜索雷达等的识别。为了确认识别结果，AN/SLQ-32A(V)使用测量的频率、PRI、PRI类型、扫描及扫描类型对辐射源数据库进行检索。
相对于雷达和现代电子侦察传感器(比如正在开发的AN/SLY-2(V))来说，AN/SLQ-32A(V)测量的到达角精度差。将不精确的电子侦察方位角测量与精确的雷达数据进行关联是困难的，尤其在普通的舰载作战环境中，不确定的电子侦察航迹测量区域中会存在很多候选的雷达航迹，容易导致错误。
这是一个问题，因为SSDS需要知道被舰艇雷达传感器检测到的目标，比如ASCM，是否真的搭载了AN/SLQ-32A(V)检测到的RF辐射源。即使电子侦察传感器的测量精度很好，仅仅用方位角数据，电子侦察和雷达航迹虚假关联的概率是很大的。
因此，为了获取唯一的配对，SSDS基于测角关联处理多个ES-to-radar航迹配对，而电子侦察的方位航迹较大的不确定度越来越导致一个雷达航迹会有几个电子侦察航迹与其关联。
RAM BLOCK1
为确保RAM Block1作战正确运行，SSDS必须选择适当的RAM制导模式。在LSD41级舰艇，这是通过专用的ES-to-radar航迹关联算法实现的。这些算法被设计成在已知AN/SLQ-32A(V)的方位角精度和识别能力下提供最好的武器响应。RAM Block1系统具备射频制导能力(双模)，同样具备红外(IR)制导和拦截能力。这个新的模式即自主IR(AIR)模式。
AIR模式的一个优点是对非射频辐射的目标，可以确保最大作战范围。对RAM Block0，交战目标在RF信号强度不足，或者RF信号没有被侦察到时，有足够的时间逼近舰艇。
对于那些没有检测到射频信号的目标，ASCM导引头就有额外的时间开机，但在最小交战距离和多个优先作战目标，仍然有足够的时间对RAM适当的初始化。对具备低功率RF的导引头目标，额外的时间导致更短的交战距离，因此在RAM弹出时需要增加信号强度。
所有这些情况的逼近开火距离都是预先确定的：实际上，如果射频信号功率变得够大，RAM会优先在此距离上发射。 因为AN/SLQ-32A(V) 检测到微弱信号或未检测到RF信号，RAM Block1 AIR模式将被选择为在最大范围对目标作战，而不是允许目标逼近舰船。这是因为RAM Block1 AIR模式不需要目标主动辐射RF信号。随后对ASCM射频导引头的检测可引发双模式引导的重新交战。
鉴于RAM Block1 AIR模式对抗RF辐射和非RF辐射威胁类型是有效的，双模式仅对具有有源RF导引头有效，对被动目标无效。所以，作战系统(以及舰艇)选择正确的RAM引导模式是非常有用的。
RAM Block1同样有“双模式使能”能力，允许导弹在战斗中针对RF检测情况从AIR模式切换到双模式。SSDS也可以基于ES-to-radar航迹状态和目标周围的电子侦察环境的选择模式。
基于作战系统对目标是否辐射RF的决策，对RAM Block1引导模式进行选择。对SSDS，这取决于解析ES-to-radar航迹关联的能力。采用ASCM数据库(威胁库)可允许SSDS以低虚假率解析这些关联。
运行软件版本17.02的AN/SLQ-32A(V) 对每一个电子侦察航迹都上报辐射源识别候选结果给SSDS。这些候选结果都是在辐射源库中检索到的。在检索中找到的多个辐射源候选结果，都上报给SSDS。这些关于电子侦察航迹的额外信息是SSDS Mk1解析算法的启用数据。
所有存储在AN/SLQ-32A(V)辐射源库中的ASCM记录，及相关情报都要重新检索。这个威胁库包括ASCM速度、最大射程，导引头开机距离，以及通用飞行资料信息，比如海上漂浮船或潜水员。
通过RF检测，AN/SLQ-32A(V)形成一个航迹，检索数据库得到可能的辐射源候选结果，上报给SSDS。SSDS找出作为特定ES航迹上报的任一个候选导弹的特性描述。将该特性描述与所有关联的实时雷达航迹比较。
相对没有通过比较测试的ES-to-radar航迹配对，SSDS给予通过比较测试的航迹配对较高的可信度。SSDS标识这些关联为“威胁一致”的，比如，雷达航迹和电子侦察航迹都表征威胁舰艇的目标，电子侦察的导弹航迹信息与雷达观察结果不矛盾。
例如，AN/SLQ-32A(V)检测一个雷达信号的频率和脉冲重复周期与飞鱼导弹导引头很接近，于是上报飞鱼导弹作为电子侦察辐射源候选结果给SSDS。此时，SSDS跟踪到与电子侦察航迹相同方位，距离250kt的航空器向本舰飞来，那么这些航迹将被关联处理。
如果该雷达航迹速度比SSDS威胁库中的飞鱼导弹速度慢，则该关联没有被解析，即不是“威胁一致”的，并被给予较低的可信度。实际上，如果真的是飞鱼导弹，她的飞行速度应该更快——如果其他准则都满足(比如射程，方位，导引头开机时间等等)——该关联被解析并分类为“威胁一致”的。(雷达航迹和电子侦察航迹在方位上的接近程度同样是确定解析状态的一个因素)
SSDS MK1关联算法设计成专门适应于使用RAM BLOCK1作为自防御武器来增强舰艇生存率。对AN/SLQ-32A(V)上报特点以及关于SSDS关联算法的RAM BLOCK1模式性能差异进行分析。
为了找到ES-to-radar航迹分辨方位门的大小，对RAM模式(双模式或AIR)的效果确定，威胁目标特点(有源或无源)的确定，以及虚假电子侦察解析率的致命概率的确定进行了研究。(方位分辨门大小指可以被解析的两个航迹在方位上的接近程度。)使用双模RAM BLOCK1对抗威胁的致命概率值，Pk(dual)，和AIR模式，Pk(AIR)，只须根据威胁总和及其特征进行假设，而无需进行大规模仿真。
通过参数分析来了解ES-to-radar航迹方位分辨门大小的性能行为。该分析的目的有两方面：(1)找到方位分辨门大小和系统希望的性能之间的关系；(2)比较对假设性能的敏感性。基于这些研究，RAM交战性能和ES-to-radar航迹关联门大小之间的关系被用于选择最适当的关联解析阈值。
图2所示为用于系统性能特点的参数分析技术。可以看到，如果在对抗RF辐射目标上RAM BLOCK1双模和AIR模式没有性能差异，不考虑对抗无源目标运行双模的情况，最佳门大小将是0。相对AIR模式，双模对抗射频辐射目标性能较强，所以为了增强整个系统性能，非零的方位门是必要的。
整个性能峰值和优化的方位门选择取决于RAM BLOCK1工作模式的性能差异。优化方位门曲线也在图2中画出。实际上，确定的性能差异只有在威胁对威胁基础上才能知道。幸运的是，对电子侦察航迹错误识别，优化门大小的变动对希望的威胁类型(具备或不具备RF辐射)和希望的虚假分辨率是不敏感的。
图2 最优门大小取决于RAM模式的实际差异。方位门大小的选择由LSD41级舰艇的SSDS MK1要求的近程威胁特性，AN/SLQ-32A(V)上报目标特性，以及RAM模式的差异性决定。
态势感知
如前所述，实验室开发的关联算法可以大大增强操作员评定战区态势的能力。所有电子侦察航迹在平面位置显示器(PPI)视窗中显示为长度变化的红色方位线。在SSDS验证系统中，这些方位线以PPI显示的中心(本舰)为中心，并延伸到周边，指示检测到的射频辐射信号的方位。
在SSDS MKI，电子侦察航迹方位线的长度会随着它的威胁等级而变化——目标威胁等级越高，方位线越长。被AN/SLQ-32A(V)识别为导弹的电子侦察航迹将是一条全长的方位线。实际上，基于数据库中的数据，如果该电子侦察航迹维持导弹识别的时间超出希望或合理的时间，该航迹将被SSDS标识为“过时的”，并在PPI上画一根短的方位线。
此外，高可信度的关联对将在PPI上高亮显示，操纵员可以立即辨认出。对经过电子侦察航迹解析过的雷达航迹，一条红色方位线将从雷达航迹符号开始一直延伸到PPI的边界。
这种显示电子侦察航迹的方式，操作员只需一瞥，不需要任何手动操作就可知道哪一个是被AN/SLQ-32A(V)检测到的当前导弹威胁，那些是被检测的和被关联的提升了雷达航迹的可信度的，以及那些是被识别为导弹但维持时间较长超过了预期观察时间的。这些变化都被成功采纳和测试，当前部署在LSD41级舰艇上。
图3为SSDS传感器监视PPI显示窗口。图中有三个电子侦察航迹(红色方位线)和两个雷达航迹(绿色箭头指示为未知飞行目标符号)。通过该显示窗口，经过训练的操作员可以立即知道AN/SLQ-32A(V)已识别两个ES航迹为导弹，还有一个是非危险目标的电子侦察航迹。
此外，由于雷达航迹符号与电子侦察方位线是相连的，操作员知道SSDS会对ES-to-radar航迹配对具有高可靠性的一个进行标识。这告诉操作员ASCM攻击可能性正在增加，提醒操作员观察新形成的雷达航迹或评估该方位上的雷达航迹。
图3 SSDS传感器监视PPI显示窗口上显示了两个逼近的雷达航迹和三个电子侦察航迹。一个电子侦察航迹是未知的，一个被识别为导弹但没有与任何雷达航迹形成高可信度关联，第三个被识别为导弹导引头并自动关联到高可信度目标。
电子侦察综合的未来
在SSDS MKI 2和AN/SLY-2先进集成电子战系统(将替换AN/SLQ-32(V))综合集成的筹备中，APL已确定需求，使得舰艇作战系统能够发挥所有可用数据来提升态势感知能力，进而提升舰艇和部队的防御能力。
AN/SLY-2是一个提供完全电子侦察能力的现代电子支援接收机。AN/SLY-2提升了电子侦察分类能力，并具有与雷达相当的方位和俯仰测量精度，进而提升SSDS对目标航迹的识别能力。
ES-to-radar航迹综合将显著提升：他们将以高正确分辨的概率进行相关，电子侦察的测量能够更新关联的航迹。因为AN/SLY-2能够按变化的更新率(扫描雷达被限制为固定更新率)对辐射源目标更新，AN/SLY-2的更新能够使SSDS保持对机动目标航迹的高可信度。
原文始发于微信公众号（雷达通信电子战）
