第３１卷第１２期 四川兵工学报 ２０１０年１２月
【自动化技术】
登陆作战中的通信环境分析与建模
刘润才，邓将来，谢国新
（海军兵种指挥学院，广州５１ｏ４３０）
摘要：通过对未来登陆作战战场电磁环境分析，运用最小二乘法对登陆作战战场电磁环境进行数据拟合，以此感 知战场电磁能量的分布态势，进而分析复杂电磁环境对登陆作战的影响。从电磁频谱管控、电磁协同、电台合理 组网部署等方面对提高陆战兵力在复杂电磁环境下提高登陆作战能力提出几点建议。
关键词：复杂电磁环境；最小二乘法；数据拟合；电磁协同 中图分类号：ＴＮ３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—０７０７（２０１０）１２—００６３～０３
在未来立体登陆作战中，受装备和登陆部队编成的影 响，指挥协同非常复杂，加上敌方电磁干扰，使得指挥通
信、协同控制变得就更加困难。复杂电磁环境可能导致指
挥失控、各自为战、火力误伤甚至登陆行动的失败等严重 后果，因此必须加强对登陆作战过程中通信环境的研究。
１ 立体登陆作战战场通信环境的特征
１．１信号密集 未来登陆作战，敌我双方使用的电子设备数量大、种
类多、体制杂、电磁波分布十分密集，工作频率非常集中。
据国外有关资料统计，一个摩托化步兵师内的电台数量可 达２ ０００多部。联合作战背景下立体登陆作战，敌我双方
各种电子设备是前所未有的，电磁频谱更为拥挤，从而使
得整个登陆作战战场的电磁环境更加恶劣复杂，从而对作
战中使用的备类电子系统和设备的抗干扰性、信号选择性 和信号处理能力提出了更高的要求 Ｊ。
１．２高度合成 立体登陆作战战场电磁环境的合成性：一是指登陆战
场的电磁环境的构成是在人为电磁辐射、自然电磁辐射以
及地理气象等因素共同作用的基础上形成的；二是指这种
电磁环境合成性除了包括敌方电子设备工作时（包括对我
的有意电磁干扰）产生的电磁辐射之外，还包括我方电子 或电磁设备在工作时形成的和非期望形成的无意电磁辐
论复杂电磁环境
姓名： 赵 波
学号： 60752010005
专业： 对海雷达指挥（h75）
日期： 2011年 月 日
引言
当信息化浪潮扑面而来，复杂电磁环境仿佛一夜之间成为人们关注的焦点。未来的信息化战场上，传统的夺取制空权，取决于夺取制信息权；夺取制信息权，基础是夺取制电磁权。复杂电磁环境，是信息化战争的舞台，是信息化战场的基本特征。推进机械化条件下的作战向信息化条件下的作战转变，必须深入研究复杂电磁环境下的作战问题。信息化战争多是从电磁场拉开序幕 ，随着新军事变革的不断推进，战争形态由机械化向信息化演变的速度越来越快，复杂的战场电磁环境，正是战争形态演变的产物，并将随着信息化战争的发展而发展。未来信息化战争，战场电磁环境将极为复杂。如果不能正确采取应对措施，势必导致战场感知迷茫、指挥协同紊乱、用频装备效能下降，从而影响作战进程甚至战争成败。对待复杂电磁环境，既不能等闲视之，也不能盲目躲避，只有准确把握其本质特征，科学分析其对信息作战的影响，才能抢占未来战争的制高点。
这看不见、摸不着的复杂电磁环境究竟是什么样子?它的运行规律是什么?在战场上如何有效利用和防护?
一，什么是复杂电磁环境
复杂电磁环境主要是指：在一定的作战时空内，人为电磁发射和多种电磁现象的总合。构成复杂电磁环境的主要因素有敌、我双方的电子对抗，各种武器装备所释放的高密度、高强度、多频谱的电磁波，民用电磁设备的辐射和自然界产生的电磁波等。信息化战争多是从电磁场拉开序幕。实施宽频域、多样式、多层次的电子干扰，是夺取制电磁权的基本手段。海湾战争的“沙漠风暴”行动实施后，多国部队的多种电子战飞机首先升空，与其他电子对抗设备一起对伊军的电台、雷达和通信设备进行压制性干扰，使伊军的通信联络中断、电子设备失去作用，雷达显示器上一片杂波，从而为之后的获胜奠定了基础。
其实，我们随时随地都处在复杂电磁环境之中，只是我们看不见而已。打开一幅“某地域电磁信号密度图”——浅绿、深绿、黄色、橙红，标明电磁信号强弱分布，像层层梯田。银河系、太阳系、大气辐射和磁暴，闪电和雷暴形成的电场，地磁、金属矿藏等大地表面的电磁场，民用、军用无线电设备释放的大量电磁信号，形成一片遮天盖地的“电磁丛林”。 在未来信息化战场，由于交战双方电子信息装备数量庞大、运用复杂、种类繁多，战场空间的电磁信号密集跌宕、纵横交错、变幻莫测，其复杂程度更是难以想象。
复杂电磁环境下高性能频谱感知与分析方法研究
信息通信的发展向陆海空天一体化方向演进,对非本土、陌生、新无线频谱环境的主动快速感知与分析是国家无线电监测战略的重要组成部分。同时,因现代无线通信系统可在一个毫秒内完成对一个跳频点的使用,从而要求在亚毫秒时间段内完成对频谱的快速感知。针对动态无线频谱的快速测量能力已成为衡量国家实力的关键指标,是频谱深度分析的基础。此外,无线通信发展面临一个重大变革的契机,从传统的静态频谱管理与分配策略,转变为动态高效的管理与分配手段,这也需要对周边复杂电磁环境的深度分析能力。
我国在复杂电磁环境下的频谱快速感知和频谱深度分析的关键技术水平仍处于初步阶段,有较大的提升空间。因此,本文从解决无线电频谱监测领域发展所面临的复杂电磁频谱感知与分析问题出发,针对复杂电磁环境下频谱快速感知和深度分析的重大需求,并针对现有技术方法的测不快,辩不准等问题,重点研究快速频谱感知方法、微弱信号识别技术以及混叠信号识别技术等。本文主要内容如下:(1)空域快速频谱感知方法为了减少传统空间频谱感知的时间和能量开销,本文提出了一种基于空-时相关性的快速区域频谱感知方案(RSS)。首先,目标空域被分成许多小的网格区域,我们通过利用各个不同位置网格的频谱状态之间的相关性(空间相关性),使用多中心网格(MCM)聚类算法将待测网格聚类成高度相关的组。
在每个组中,选择一些空间相关性高的网格作为被测网格(DM),而没有被选中的网格(EM),其状态根据与DM状态的空间相关性和由马尔科夫建模的历史状态的时间相关性来进行最大后验概率(MAP)估计。由于每组中只有选定的DMs会被检测,这样大幅度降低了检测网格数目,从而节省了频谱感知开销。此外,由于两个独立的估计过程可能会产生相互矛盾的结果,我们设计了基于最小熵的融合算法,并得到最终的判决结果。最后,使用在无线电环境地图(REM)测量中获得的数据进行方法性能测试验证,结果表明,基于空-时相关性的区域频谱扫描方案相比传统方法可降低51%感知开销且相比传统方法具有更小的性能损失。
第1章 绪论
1.1 课题背景及意义
任何作战行动都在一定的空间和环境中进行。作战空间和作战环境是一个时代的科学技术、武器装备、作战方式和自然因素有机结合的产物。当今时代，信息技术的迅猛发展及其在军事领域的广泛应用，孕育了新的战争形态——信息化战争，信息化战争中，交战双方大量使用电子信息装备，不仅数量庞大、体制复杂、种类多样，而且功率大，在激烈对抗条件下所产生的多类型、全频谱、高密度的电磁辐射信号，以及己方大量使用电子设备引起的相互影响和干扰，造成在电磁信号时域上突发多变、空域上纵横交错、频域上拥挤重叠。即信息化战争开辟了与陆海空天相并列的“第五维战争空间”
——电磁空间，形成了与传统的社会、地理、气象、水文等并重的新的战场环境——战场电磁环境。随着军队信息化进程的加快，战场电磁环境日益复杂，电磁空间的斗争空前加剧，并对军事活动产生着深刻的影响。使得战场感知难、指挥控制难、支援保障难以及信息化装备作战效能难。因此夺取制电磁权，成为夺取制信息权，进而夺取战争主动权的关键。深入研究复杂战场电磁环境，对掌握信息化战争的主动权，打赢信息化战争具有重要意义。
1.2 战场复杂电磁环境的相关研究现状
战场电磁环境对于世界而言还是个全新的学科，各国对于战场电磁环境的认识与研究还有无限的提升的空间。美国国防部认为，电磁环境(EME)是存在于防护区内的一个或若干个射频场战场，在2009年指出战场电磁环境是军队、系统或平台在指定的作战环境中执行作战任务时，可能遇到的在不同频段辐射或传导的电磁发射体的功率与时间分布的作用结果。前苏联军事百科全书中指出，电磁环境是影响无线电装置或其部件工作的电磁辐射环境。美、俄(苏)军方对于电磁环境概念的表述不仅限于一定区域内的电磁现象总和，更有时域、频域、空域、能量域“四域”特征方面的认识。我国对战场电磁环境相关问题的研究起步较晚，且战场电磁环境概念在学术界还未统一。其中具有代表性的观点是：战场电磁环境，就是指在一定的战场空间内，由空域、时域、频域、能量上分布的数量繁多、样式复杂、密集重叠、动态交迭的电磁信号构成的战场电磁环境。总的来说复杂电磁环境可以理解为敌我双方所在的电磁空间冲突、对抗剧烈的战场电磁环境[1] [2]。 对战场电磁环境复杂性的认识既有客观的、共同的宏观度量标准，又可根据电子设备个体、电子设备群体、C4ISR(指指挥、控制、通信、计算机、情报及监视与侦查)系统在复杂电磁环境下的作战效能而产生不同的、特定的度量标准。因此，战场电磁环境的复杂性包括客观复杂性和主观复杂性两大类。
