舰载无人机双机无源侦察定位策略

谭安胜,朱青松

(海军大连舰艇学院,辽宁大连　116018)



舰载无人机双机无源侦察定位策略

谭安胜,朱青松

(海军大连舰艇学院,辽宁大连116018)

针对驱护舰编队作战中使用舰载无人机进行双机无源侦察定位时,搜索力如何进行优化配置的问题,基于舰载无人机双机无源定位有效区分析模型,在对舰载无人机双机无源侦察定位策略选择依据分析的基础上,提出了舰载无人机双机定基线无源侦察定位策略和双机变基线无源侦察定位策略,并给出了三种实用的机动侦察定位方式。

舰载无人机;双机无源侦察;无源侦察定位策略

水面舰艇编队海上作战的实时指挥、协调以及武器装备的控制均离不开雷达探测和通信。采用有效的电子侦察手段,及时了解和掌握敌方的电子设备体制、技术参数,并对其实施有效的干扰,压制其对作战兵力和武器的控制,削弱和破坏其作战行动,对于取得作战优势,夺取战斗胜利,减少损失具有重要意义[1-2]。由于受地球曲率的影响,舰载电子侦察设备的使用受到一定限制,侦察平台升空有较大的升空增益。舰载无人机作为电子侦察的平台具有独特的优点。因此,使用舰载无人机对于舰艇编队电磁辐射监视、早期预警、目标识别、目标定位以及电子情报侦察都具有重要意义。舰载无人机通常配备通信侦察识别、雷达侦察监视、雷达侦察识别等多种电子侦察载荷,其中最重要的功能就是对辐射源目标进行无源定位,为水面舰艇编队对海攻击提供远程目标指示。本文在文献[3]舰载无人机双机无源定位有效区分析模型的基础上,就舰载无人机挂载电子侦察载荷对敌海上舰艇编队进行双机无源侦察定位的策略问题进行探讨。

1　舰载无人机双机无源定位有效区

根据文献[3]可知,当两架挂载相同电子侦查载荷(该电子侦查载荷的精测向区在无人机机身两侧各ω范围内)的舰载无人机U1、U2,以基线D在给定高度成单纵队等速直线飞行时,若分别以U1、U2为圆心,基线D为半径,画弧交于O点。以O点为圆心,以基线D为半径画圆,则圆O称为“可定位圆”,圆O中阴影部分即为双机“可定位区”,如图1所示。当辐射源目标处于该区域内时,无人机可对其进行有效定位;当辐射源目标不在该区域内时,无人机无法对其进行定位或定位效果较差。

图1　无人机双机有效精定位区

在上述条件下,双机无源定位有效区随着基线D的增加,先增大后减小,即不同的基线长度对应不同的无源定位有效区。显然,双机无源定位有效区与目标分布区之间的匹配程度,是保证舰载无人机双机无源侦察定位效果的关键,这种匹配程度与舰载无人机的机动策略有关。

2　双机无源侦察定位策略选择依据

舰载无人机双机无源侦察定位策略确定与选择的依据是：对辐射源目标测向定位的成功率最大。基于文献[3]构建的双机有效精定位区模型,这一依据可具体描述为:

1)当已知目标分布区时,舰载无人机在机动侦察飞行过程中,能始终保持目标分布区在双机有效精定位区内;

2)当已知我舰艇编队威胁方向时,舰载无人机在机动侦察飞行过程中,能始终保持双机有效精定位区覆盖威胁扇面及目标可能分布纵深。

本文针对精测向区在机身两侧ω范围内的舰载无人机,提出双机定基线和变基线两种无源侦察定位策略。

3　双机定基线无源侦察定位策略

舰载无人机双机定基线无源侦察定位策略,是指在侦察定位过程中,两架舰载无人机之间的距离(即基线D)保持不变,等高等速同步往返飞行。有两种队形可供选择：一是单纵队,如图2(a)所示;二是方位队,如图2(b)所示。

图2　双机定基线侦察定位策略

当两架舰载无人机采用方位队时,双机基线与速度矢量不在同一铅垂面内。以基线D为y轴，设舰载无人机U1、U2的航向线与y轴(基线)的夹角为φ0,显然有效精定位区的大小与φ0有关。如图2(b)所示。此时,有效精定位区偏离基线的中垂线,定位性能下降,同时有效精定位区面积显著减小。所以,双机定基线协同无源侦察定位时,不易采用方位队配置,而应采用单纵队配置。

当采用单纵队配置时,始终将目标分布区陷于双机有效精定位区内,当目标分布区即将离开双机有效精定位区时,双机同时转向180°。这种方式适用于目标分布区不大于双机有效精定位区的情况。

4　双机变基线无源侦察定位策略

舰载无人机双机变基线无源侦察定位策略,是指在侦察定位过程中,两架舰载无人机之间的距离(即基线D)不断变化,等高等速飞行。有两种机动侦察定位方式可供选择：一是“线式”机动侦察定位方式,如图3所示;二是“八字”机动侦察定位方式,如图4所示。

图3　双机变基线线式机动侦察定位方式

图4　双机变基线八字机动侦察定位方式

4.1线式机动侦察定位方式

当采用变基线线式机动侦察定位方式时,两架舰载无人机分别在U11、U21初始就位点就位,形成初始基线D0,然后向左右飞行一定时间分别到达U12、U22点形成终止基线Dn,各自转向180°向初始就位点飞行。往返机动侦察定位飞行过程中可以同步也可以不同步。在机动侦察定位飞行过程中,应始终保持将目标分布区陷于双机有效精定位区内,如图3中由基线D0和Dn形成的有效精定位区重叠部分。这种机动侦察定位方式即适用于已知目标分布区大小的情况,亦适用于目标分布区大小不十分确定情况下的扩展侦察,或在编队威胁方向上的扩展侦察。

如果目标分布区的横向宽度过大,双机有效精定位区在横向上无法有效覆盖,可以采用三机或多机编队的方式解决。

4.2八字机动侦察定位方式

当采用变基线八字机动侦察定位方式时,两架舰载无人机分别在U11、U21初始就位点就位,形成初始基线D0,然后分别以与基线的夹角为φ0(φ0<(π-ω)/2)的航向直线飞行一定时间到达U12、U22点形成终止基线Dn,各自转向180°向初始就位点飞行,如图3。两架舰载无人机在往返机动侦察定位飞行过程中应保持同步。这种机动侦察定位方式即适用于已知目标分布区的情况,更适用于已知目标威胁方向,但目标分布区纵深不确定的情况。

当目标分布区已知时,将基线的垂直平分线通过目标分布中心,在八字机动侦察定位飞行过程中,应始终保持将目标分布区陷于双机有效精定位区内。如图4中由基线D0和Dn形成的有效精定位区重叠部分。

5　结束语

本文在文献[3]舰载无人机双机无源定位有效区分析模型的基础上,提出了舰载无人机双机定基线和变基线无源侦察定位策略,具有很强的战场环境适应性,实际使用中便于操作,效率较高,具有一定的理论与现实意义。另外,基于双机有效精定位区最大内接矩形的双机无源侦察定位策略也是一种不错的选择。

[1]王红星,曹建平.通信侦察与干扰技术[M].北京:国防工业出版社,2005.

[2]谭安胜.水面舰艇编队作战运筹分析[M].北京：国防工业出版社,2009.

[3]谭安胜,朱青松,王新为，等.舰载无人机双机无源定位有效区分析模型[J].电光与控制,2015,22(9)：1-8.

[4]朱青松,谭安胜,王新为，等.舰载无人机双机无源定位机理与战术运用分析[J].电光与控制,2015,22(8)：23-28.

The Passive Reconnaissance Location Tactic of Dual-UAV

TAN An-sheng,ZHU Qing-song

(Dalian Naval Academy,Dalian 116018,China)

Aimming at the problem of how to optimize searcher’s deployment upon the passive reconnaissance location of dual-UAV on the warfare of the destroyer and frigate formation,based on the analysis model of dual-UAV passive locating effective area,after analyzing the choice basis of the passive reconnaissance location tactic of dual-UAV,the passive reconnaissance location tactic of shipborne dual-UVA’s fixed baseline and mutative baseline is proposed,and three mobile reconnaissance location manners are presented.

shipborne UAV; passive reconnaissance of dual-UAV; tactic of passive reconnaissance location

1673-3819(2016)05-0052-03

2016-07-12

2016-08-10

谭安胜(1963-),男,山东荣成人,博士,教授,博士生导师,研究方向为军事运筹、作战指挥和舰载武器作战使用。

朱青松(1986-),男,硕士研究生。

E911；TN97

ADOI:10.3969/j.issn.1673-3819.2016.05.010