1、第 38 卷第 2 期2023 年 4 月系 统 工 程 学 报JOURNAL OF SYSTEMS ENGINEERINGVol.38 No.2Apr.2023联合电子对抗装备体系仿真模型建模思路探析于翔,何杰,宿丁(中国电子科技集团公司第二十九研究所,四川 成都 610036)摘要:电子对抗作战力量是信息化战争背景下电磁频谱作战的核心支撑.从体系的视角出发,围绕电子对抗体系作战能力的影响因素研究了电子对抗装备体系的定义和组成.数字空间仿真模拟是开展电子对抗装备体系运用研究的基础手段,围绕联合电子对抗装备的体系仿真,提出了电子对抗仿真模型的分级架构,全面研究了体系要素、体系关联关系、体系运行
2、环境等三个维度的模型构建思路,形成了一整套联合电子对抗装备体系仿真模型的建模框架,为联合电子对抗装备体系仿真推演提供建模理论基础.关键词:电子对抗;装备体系;仿真模型中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:10005781(2023)02016908doi:10.13383/ki.jse.2023.02.003Research on modeling framework of joint electronic countermeasureequipment SoSYu Xiang,He Jie,Su Ding(The 29th Research Institude of China El
3、ectronics Technology Group Corporation,Chengdu 610036,China)Abstract:Electronic countermeasure is a core support in electromagnetic spectrum warfare in modern infor-mation warfare.From the perspective of the SoS(system of system),this paper gives an depth analysis ofthe definition and composition of
4、 electronic countermeasure equipment SoS according to the impact factors ofelectronic countermeasure abilities.Around the system simulation of joint electronic countermeasure equip-ment SoS,this paper proposes the model construction ideas,thoroughly investigates the three dimensions ofmodel construc
5、tion in SoS:Elements,correlations,and operation environments in SoS,and forms a set of mod-eling framework of joint electronic countermeasure equipment SoS simulation model.This model can providea foundation for the simulation and deduction of joint electronic countermeasure equipment SoS.Key words:
6、electronic countermeasure;equipment SoS;simulation model1引引引言言言2017 年,美国防部正式发布首部 电子战战略,明确将电磁频谱作为独立的作战空间,视为与陆、海、空、天等物理环境等同的作战域,将电磁空间所有要素作为一个整体进行统一考虑1.2020 年,我国通过立法形式在新版国防法中明确提出“国家采取必要的措施,维护在太空、电磁与网络空间等重大安全领域的活动、资产和其它利益的安全”2,电磁空间是具有新时代典型特征的国家重大安全领域3.信息化战争拼的就是体系作战能力,电子对抗作战力量作为电磁空间作战的核心,其装备体系建设和体系运用研究是形
7、成电收稿日期:20221106;修订日期:20221126.170系 统 工 程 学 报第 38 卷磁空间体系作战能力的基础,是夺取和保持信息优势的关键.学术界对复杂体系的研究思路是以基于模型的系统工程方法(MBSE)为指导4,在数字空间构建联合电子对抗装备体系仿真模型,开展体系运用研究,研提装备体系建设需求和体系化运用方案,支撑电子对抗装备成体系建设、成体系发挥效能.目前,电子对抗装备体系的建模方法主要是根据电磁波空间传播和信号处理理论、电子对抗装备工程研制参数构建装备仿真模型5,6,可以满足电子对抗侦察、电子干扰等装备理论作战效能的仿真模拟79.但是,针对联合电子对抗装备的体系化运用和体系
8、作战效能的建模仿真,还存在体系关联关系描述不充分,作战环境和人为因素考虑不足,体系作战效能计算缺失等问题.2电电电子子子对对对抗抗抗装装装备备备体体体系系系的的的认认认识识识体系(system-of-system,SOS)的基本含义是系统之系统,是相互关联起来实现指定能力的独立系统集合.从体系的组成和发展来看,体系的组成要素多样化,其运行需适应环境的变化,具备多样性、进化性和涌现性等本质特点4,10,体系的典型特征示意图如图 1 所示.等本质特点5,体系的典型特征示意图如图 1 所示 相互作用体系组成节点关联适应环境多样性能力涌现进化性环境图1 体系特征示意图装备体系是在国家安全和军事战略指导
9、下,为发挥最佳的整体作战效能,由功能上相互联系、性能上相互补充的各种武器装备系统,按一定结构综合集成的更高层次的武器装备系统 联合电子对抗装备体系作为电磁空间领域的装备体系实体,是体系要素按照某种相关关系,在特定的环境中部署和运行的复杂巨系统,其基本组成是实体要素(体系要素)、关联关系(体系关系)和运行环境(体系环境),典型联合电子对抗装备体系组成如图 2 所示 体系要素由功能上相互关联的各类电子战装备及与装备相关的人员、组织、知识等实体 体系要素中每个系统的性能指标最优并不能保证体系效能最优,而体系结构的优化才是发挥体系效能的关键1112 因此,在联合电子对抗装备体系的体系要素基本完整的情况
10、下,研究优化适应信息化作战环境的联合电子对抗装备体系关系是体系研究的重中之重 图 1体系特征示意图Fig.1Schematic diagram of feature in SoS装备体系是在国家安全和军事战略指导下,为发挥最佳的整体作战效能,由功能上相互联系、性能上相互补充的各种武器装备系统,按一定结构综合集成的武器装备系统集合.联合电子对抗装备体系作为电磁空间领域的装备体系实体,是体系要素按照某种相关关系,在特定环境中部署和运行的复杂巨系统,其基本组成是实体(体系要素)、体系关系和体系环境,联合电子对抗装备体系组成如图 2 所示.体系要素由功能上相互关联的各类电子战装备及与装备相关的人员、组
11、织和知识等组成.体系要素中每个系统的性能指标最优并不能保证体系效能最优,而体系结构的优化才是发挥体系效能的关键11,12.因此,在联合电子对抗装备体系的体系要素基本完整的情况下,研究优化适应信息化作战环境的联合电子对抗装备体系关系是体系研究的重中之重.等本质特点5,体系的典型特征示意图如图 1 所示 相互作用体系组成节点关联适应环境多样性能力涌现进化性环境图1 体系特征示意图装备体系是在国家安全和军事战略指导下,为发挥最佳的整体作战效能,由功能上相互联系、性能上相互补充的各种武器装备系统,按一定结构综合集成的更高层次的武器装备系统 联合电子对抗装备体系作为电磁空间领域的装备体系实体,是体系要素
12、按照某种相关关系,在特定的环境中部署和运行的复杂巨系统,其基本组成是实体要素(体系要素)、关联关系(体系关系)和运行环境(体系环境),典型联合电子对抗装备体系组成如图 2 所示 体系要素由功能上相互关联的各类电子战装备及与装备相关的人员、组织、知识等实体 体系要素中每个系统的性能指标最优并不能保证体系效能最优,而体系结构的优化才是发挥体系效能的关键1112 因此,在联合电子对抗装备体系的体系要素基本完整的情况下,研究优化适应信息化作战环境的联合电子对抗装备体系关系是体系研究的重中之重 图2 联合电子对抗装备体系组成示意图 电子对抗仿真模型结构电子对抗是通过电磁频谱发挥作用,关联了传统陆、海、空
13、、天等物理空间 在现代信息化战中,电子对抗不仅是传统火力的辅助力量,充当着火力打击效能的“倍增器”,更是电磁域的“新质火力”,充当夺取战场制信息权和主动权的“定海神针”5 联合电子对抗装备体系关联的要素众多、关系复杂,对抗性和敏捷性突出 因此,围绕缩短电子对抗武器装备的建设周期、提高装备体系运用的效能,在数字空间运用数字模型和数据,对电子对抗装备体系进行仿真模拟是有效满足作战任务、快速适应作战环境、有力提升体系作战能力的重要手段 电子对抗装备体系仿真模拟环境主要包括了工具软件、仿真引擎、数据资源和仿真模型13,其核心基础是仿真模型 从仿真模拟的粒度划分,电子对抗装备体系仿真模型主要分为工程级、
14、交战级、任务级和战役级四级 工程级聚焦装备研制和技术研究,仿真验证性能指标和技术可行性,包括机械、热力、结构、射频微波、信号处理等专业化仿真;交战级聚焦战术优化改进和作战效能,关注任务的具体交战环节,研究人、装备、关系、环境的最优适配;任务级聚焦协同任务,研究多平台、多兵力联合的规则、过程、关系;战役级模型聚焦联合作战,在战役级研究作战资源的优化配置、联合运用、能力聚合的关系 聚焦电子对抗装备的体系作战能力,电子对抗装备体系研究主要构建交战级和任务级模型,重点围绕装备及相关的体系要素、体系关系、体系环境进行建模,建模对象主要分为装备、人员设施、关系、行为规则、环境等,如图 3 所示 图 2联合
15、电子对抗装备体系组成示意图Fig.2Form of joint electronic countermeasure equipment SoS第 2 期于翔等:联合电子对抗装备体系仿真模型建模思路探析1713电电电子子子对对对抗抗抗仿仿仿真真真模模模型型型结结结构构构电子对抗通过电磁频谱发挥作用,关联了传统陆、海、空与天等物理空间.在现代信息化战中,电子对抗不仅仅是传统火力的辅助支援力量,火力打击效能的“倍增器”,还是电磁域的“新质火力”,是夺取战场制信息权和主动权的定海神针4.联合电子对抗装备体系关联的要素众多、关系复杂,对抗性和敏捷性突出.因此,围绕缩短电子对抗武器装备的建设周期,提高装备
16、体系运用的效能,通过在数字空间运用数字仿真模型和数据,对电子对抗装备体系进行仿真模拟是优化体系结构,敏捷适应作战环境,有力提升体系作战能力的重要手段.电子对抗装备体系仿真模拟环境主要包括了工具软件、仿真引擎、数据资源和仿真模型13,其核心基础是仿真模型.从仿真模拟的粒度划分,电子对抗装备体系仿真模型主要分为工程级、交战级、任务级和战役级四级.工程级聚焦装备研制和技术研究,仿真验证性能指标和技术可行性,包括机械、热力、结构、射频微波和信号处理等专业化仿真;交战级聚焦战术优化改进和作战效能,关注任务的具体交战环节,研究人、装备、关系与环境的最优适配;任务级聚焦协同任务,研究多平台、多兵力联合的规则、过程与关系;战役级模型聚焦联合作战,在战役级研究作战资源的优化配置、联合运用与能力聚合的关系.聚焦电子对抗装备的体系作战能力,电子对抗装备体系研究主要构建交战级和任务级模型,建模对象涵盖电子对抗武器装备、人员设施、关系、行为规则和环境,主要分为体系要素、体系关系和体系环境等 3 类,如图 3 所示。体系仿真模型组成装备体系要素模型体系环境模型装备体系关系模型 图 3电子对抗装备体系仿真模型组成F
