一种海战场威胁电磁环境构设方案的设计方法

邵晓方，李家森

(海军大连舰艇学院 信息系统系，辽宁 大连 116018)

0 引言

电磁环境构设是复杂电磁环境条件下部队军事训练的基础工作，构设内容主要包括敌我双方用频装备辐射的电磁信号及其他辐射源产生的背景电磁辐射信号[1-5]。其中，敌方各类用频装备，特别是电子战兵力产生的电磁辐射对我作战行动和信息系统运用将构成直接威胁[6-10]，因此，又称为威胁电磁环境，也是电磁环境构设的重点。为使所构设的训练电磁环境贴近实战，构设前必须从作战对手电磁用兵的角度出发，回答“构设什么样的威胁电磁环境？”、“威胁电磁环境的信号特征是什么？”、“构设行动应遵循什么样的战术原则？”等问题。由于未来实际作战中，威胁电磁环境随敌我双方作战思想、作战规模、作战海域、作战样式、参战兵力、战术方法、用频装备数量及特性等诸多方面的因素变化而变化[11]，因此，海战场威胁电磁环境具有不可还原性，在回答上述问题时，即制定特定作战背景下的威胁电磁环境构设方案时，实际上是对未来某种可能作战态势下威胁电磁环境的一种预估计，其本质是针对具体作战对手在未来某种作战样式下可能对我作战兵力造成电磁威胁的一种设计。

1 威胁电磁环境构设方案设计的依据

威胁电磁环境构设方案设计应以部队训练对电磁环境需求为牵引，以提升参训兵力复杂电磁环境下作战能力为目标，以潜在作战对手作战思想、兵力编成为基础，以具体作战样式下的作战流程为主线，通过深入分析作战对手用频装备战技性能指标和战术运用方法，给出作战过程中威胁电磁环境信号特征及关键战术节点电磁辐射要领。具体依据如下：

(1) 指导思想

“指导思想”是复杂电磁环境下部队训练的纲领，通常在组织筹划时由首长机关根据当前军事斗争准备形势和部队复杂电磁环境下实际作战水平提出，根据首长机关意图和指示，可明确具体的“作战背景”、“参训兵力”和“作战对手”等。

(2) 敌方兵力编成

战场电磁环境随敌方兵力编成不同将具有明显的区别，各作战平台搭载的用频装备型号不同必将造成不同类型用频装备在作战过程中辐射的电磁信号特征不同，因此，敌方兵力编成是设计构设方案首先要确定的内容。敌方兵力编成可通过对作战对手作战思想、兵力部署、兵力构成、兵力运用原则等因素的综合分析，并结合具体的作战任务(训练中指蓝军作战任务)、作战海区等因素确定。

(3) 敌方兵力行动计划

敌方兵力行动计划是作战过程中敌方兵力行动的基本依据，在设计构设方案的过程中，可通过对作战对手的作战思想、作战决心和兵力运用原则等因素的分析，确定其兵力行动计划和要点，进而确定其主要电磁兵力在作战过程中的任务、时间进程和位置分布等要素。

(4) 敌方用频装备电磁辐射战技性能

敌方用频装备是海战场威胁电磁环境形成的主体辐射源，其向空间辐射的电磁信号具备什么样的特征与其类型和战术技术性能有紧密的关系。因此，在设计构设方案时，要对敌作战兵力的各类用频装备的战技性能进行充分的分析和论证，梳理归纳其主要电磁辐射特征，为构设贴近实战的电磁环境提供依据。

(5) 敌方用频装备战术运用方法

敌方用频装备电磁辐射战技性能仅仅决定了电磁信号的辐射特征，而其战术运用方法则决定了电磁信号的空间分布和时间分布，如复杂电磁环境下编队防空反导训练科目中，敌电子战飞机在作战过程中采用何种干扰战术、在哪些关键战术节点使用，采用哪种干扰样式、干扰时长是多少等，均影响电磁信号的时间和空间分布，因此，敌方用频装备作战运用方法也是设计电磁环境构设方案的重要依据之一。

综上所述，为达到实战练兵的目的，设计威胁电磁环境构设方案必须紧紧瞄准作战对手，从作战对手的角色出发、从其作战思想和战术方法等来确定电磁兵力和设备，从而设计出未来海上作战中敌方用频装备可能形成的威胁电磁环境，为具体构设行动提供依据。

2 威胁电磁环境构设方案设计的流程

设计威胁电磁环境构设方案的最终目标是给出在整个作战过程中的关键战术节点上敌各作战兵力用频装备的电磁信号辐射特征和辐射要领，电磁信号辐射特征主要为敌用频装备辐射信号的关键参数，辐射要领是指敌用频装备电磁辐射的战术要领。构设方案设计流程如图1所示。

图1 威胁电磁环境构设方案设计流程Fig.1 Design process of threatening electromagneticenvironment construction plan

(1) 敌作战使命分解

敌作战使命是指敌作战兵力的总体作战目标和任务，是敌上级首长机关的总体作战意图，通常较为笼统、宏观，如“航空兵制海作战”、“要地防御作战”等，为细化各作战任务的作战流程，需根据敌作战使命对其进行分解，划分为具体的子任务，从而为确定各作战兵力(作战平台)在作战过程中的行动流程和要点提供基点。

作战使命分解通常在作战兵力编成确定后根据具体的作战想定采用“自顶向下”的方式进行逐层分解，分解方法主要有：按作战目标分解、按作战方式分解、按区域分解、按作战方向分解、按作战维度分解等[12]，分解方法的选择应根据具体情况而定，一般选用多种方法进行分解并通过比较分析以便对整个任务情况清晰明了，分解粒度一般到具体作战平台可执行的任务即可。图2为“航空制海作战”按照作战区域分解图。

(2) 敌作战行动流程及要点确定

作战行动流程是指敌各作战兵力在执行某具体任务时的行动步骤、顺序，作战行动要点是指敌各作战兵力行动计划中的关键时间点和位置点。敌作战行动流程及要点设计的目的是为确定各兵力行动中的关键战术节点提供依据。

敌作战行动流程及要点确定是构设方案设计的关键步骤，必须根据作战对手的作战思想、作战兵力特点、战术运用方法等进行综合考虑，一般以具体任务为牵引(作战使命分解的子任务)，以作战平台为单元，以作战进程(作战时间)为轴线，以明确具体各任务兵力的行动时间、协同时间、协同关系、协同信息、行动节点位置等为目标进行详细设计，一般步骤如下：

Step 1：以使命任务分解为基础，对各子任务的先后顺序进行排序，并明确各兵力在完成具体任务过程中的协同关系；

Step 2：明确各兵力行动时间、行动路线和关键位置要点；

Step 3：形成兵力作战行动流程图和关键位置表。

(3) 敌关键战术节点确定

关键战术节点是指在作战流程中对作战进程和作战结果有重要影响的时间和空间节点，战术节点的确定应根据具体的作战任务和战术情节确定。从电磁环境构设角度看，关键战术节点的确定应从敌电磁兵力(装备)的作战运用来考虑，即在哪些战术节点上电磁兵力(装备)的运用效果将会对整个作战进程和作战结果起到关键性战术作用。关键战术节点的确定为电磁辐射要领的确定提供时间和空间依据。

(4) 辐射电磁信号参数梳理

海战场电磁信号是海战场电磁环境的具体表现形式[13]，要使所构设的电磁信号贴近实战，一个必要条件是构设装(设)备辐射的电磁信号应与作战对手用频装备辐射的电磁信号相似度要高(理想情况下二者应一致)，而辐射信号参数是表征具体信号特征的指标，因此，可通过梳理作战对手用频装备电磁辐射信号的特征参数来确立电磁环境构设的信号辐射依据。

在梳理作战对手用频装备辐射电磁信号特征参数时，首先需要回答的问题是“哪些参数是用频装备辐射信号的特征参数？”，显然，不同类型的用频装备具有不同的辐射信号特征参数，如对于雷达装备而言，“脉冲宽度”、“脉冲重复频率”等显然代表了其辐射信号的特征，而对于通信装备辐射信号的特征则不能用上述参数进行表征。因此，在梳理用频装备辐射信号特征参数时应按照用频装备的类型进行具体分析。

图2 “航空制海作战”按作战区域分解图Fig.2 Diagram of “aviation troop sea control operations” been divided by operation zone

(5) 电磁辐射要领确定

电磁辐射要领是指作战对手作战兵力搭载的用频装备为达到既定目标进行电磁辐射时所采取的战术要领，其是电磁环境构设行动应遵循的战术依据。如图2“海上任务”中，预警机利用机载预警雷达进行搜索警戒时，在整个任务过程中是全时开机进行全空域搜索，还是间歇开机进行特定方向的扇面搜索；电子战飞机进入干扰航路后利用电子干扰系统对我海上编队通信网和雷达网进行干扰时，是首先干扰通信网络，还是首先干扰雷达网络，或是二者同时干扰；其对编队雷达网进行干扰时，在干扰目标选择上，是重点干扰警戒雷达，还是重点干扰火控雷达；在干扰方式的选择上，是优先选择噪声干扰方式还是欺骗干扰方式等。上述这些战术问题均属于电磁辐射要领要确定的范畴。显然，上述战术措施选择不同对战场电磁环境的时空分布均具有重要影响。

考虑到未来实际作战中作战对手具体采取何种战术方法受诸多因素的影响，因此，电磁辐射要领的确定应根据我长期对作战对手电磁兵力及用频装备战术运用方法的研究结论，并结合日常战备训练、跟踪监视等与作战对手接触过程中摸索出的敌用频规律来确定。

(6) 形成威胁电磁环境构设方案

构设方案是电磁环境构设的“蓝本”，其构成要素主要包括：模拟对象，即构设装(设)备所模拟的作战对手用频装备型号；构设时间，即构设装(设)备进行电磁辐射的作战时间；构设空间：即构设装(设)备在空间什么位置进行构设；信号特征：即构设装(设)备所辐射的电磁信号应具备什么样的特征；辐射要领：即进行构设时构设装(设)备应遵循什么样的战术原则。

通过前6步分析和设计，上述各要素基本确定，以作战时间为基准，即可确定具体的构设方案。

3 威胁电磁环境构设方案设计的组织方式

(1) 威胁电磁环境构设方案设计面临的主要问题

如前文所述，威胁电磁环境构设方案是采用“换位”的思想从作战对手电磁用兵的角度出发制定的，其能否逼真的反映出未来海上作战中某一作战样式下作战过程中作战对手可能对我形成的威胁电磁环境，主要取决于设计人员对“敌情”的了解程度。因此，深入研究作战对手是构设方案设计的基础。在设计过程中，需要回答的主要问题见表1。

表1 威胁电磁环境构设方案设计需要回答的主要问题Table 1 Main issues that need to solve during the design of threatening electromagnetic environment construction plan

表1中仅从大的方面列出了需要回答的主要原则性问题，实际每个问题又包括许多具体的小问题，且每个问题都是对未来某种情况的一种预估计，回答具有相当大的难度。因此，威胁电磁环境构设方案设计是一个非常复杂的系统工程，需要集相关领域专家的集体智慧，采用团队式的工作模式[14]，通过各领域专家对目标问题的反复研讨从而得出与未来的预期环境最接近的构设方案。

(2) 威胁电磁环境构设方案设计的实现方式

威胁电磁环境构设方案的设计实际上是战争设计工程的一个具体问题，在战争设计工程方面国防科技大学沙基昌教授研究团队有较深入的研究，文献[15]论述了战争设计工程的相关理论、实施方法及应用案例。在具体制定电磁环境构设方案时，可参考该文献的相关理论和方法，依托相关领域专家组成员进行具体设计，其一般逻辑流程如图3所示[15]。

图3 威胁电磁环境构设方案制定的一般组织流程Fig.3 Organizational process of the threatening electromagnetic environment construction plan formulation

4 结束语

按照本文方法设计的威胁电磁环境构设方案具有以下几个特性：①唯一性，即此方案只适用于特定作战对象、作战兵力、作战样式下的威胁电磁环境构设，如果作战对象、敌方作战思想、兵力编成、作战样式、作战行动要点等某一因素发生改变，则构设方案也将随之改变；②理想性，由于构设方案完全是按照敌方作战思想、敌方用频装备特性、敌方用频装备的战术运用方法等设计的，对于构设方而言，限于多方面因素(如构设装备与敌方用频装备的差异)不可能完全等效模拟，因此，构设效果亦不可能完全达到方案要求；③预期性，即其是针对具体作战对手在未来某一作战样式下可能对我作战兵力行动形成的威胁电磁环境的预期。