敌我识别技术:辨别敌我

敌我识别技术:辨别敌我

1973年第四次中东战争的第一天,埃及击落以色列飞机89架,但同时也击落自己的飞机69架;海湾战争中,即使在力量对比一边倒的形势下,多国部队的伤亡仍有一半是自己误伤的;伊拉克战争中,美英联军更是频发“误击”“误伤”“误炸”事件,如美军“战斧”导弹飞到伊朗、土耳其、沙特境内,美军“爱国者”导弹击落英军“狂风”战斗机,美军F-16战斗机轰炸己方“爱国者”导弹营阵地,英军炮火打击美军车队,F-15战机攻击美军炮兵阵地,美机轰炸美军特种兵等。这真叫“本是同根生,相煎何太急”。为什么会出现自相残杀呢?最根本的一点就是敌我识别上出了问题。

敌我识别系统(IFF)就是通过各种可以利用的技术和手段,结合通用或专用的平台装备,在作战所需的时空范围内,对目标的敌我属性进行判别和确认。识别敌我属性信息涉及电子和信息等技术的各个方面,按工作原理可分为协作式敌我识别系统和非协作式敌我识别系统。

协作式敌我识别系统。是采用二次雷达工作原理,利用密码问答实现敌我属性识别,识别方与被识别目标之间相互配合获取目标敌我属性信息的一种工作方式。应答机是一种被动式的敌我识别装置,在收到己方询问信号时,能回答一组编码信号,供问方识别。问答机除具有应答功能外,还能主动识别目标发出询问信号。在作战飞机上,问答机通常与机载火控雷达交联工作。当火控雷达收到己方飞机回波信号时,问答机也收到应答信号,并在雷达显示器目标回波附近显示出识别标志。根据有无识别标志即可判断目标的敌我属性。有的机载敌我识别器与空中交通管制雷达兼容,除了发出特定的用以表达属性的编码外,还能给出载机高度等信息。由于己方要求回答的信号来自四面八方,战斗机必须能全方位接收询问信号并做出回答,因此,战斗机的各种波段的应答天线遍布机身各处:机腹、机翼前沿、翼下及尾翼等处。敌我识别器的密码绝不能被敌方破译,否则在战斗中敌方给出己方标志将无法对其攻击,而其却可以攻击自己,这在战斗中是很要命的。于是必须给敌我识别器加上一道保险:万一战斗机发生坠毁事故,安放在应答机密码晶体处的惯性引信炸药将炸毁密码晶体,以防止落入敌手。

非协作式敌我识别系统。是将被识别的目标看作系统的外部环境,通过传感器对其结构特征(目标二维投影的长度、宽度、周长和面积等)、统计特征(均值和均方偏差等)、空间特征(方向、位置、速度和距离等)和辐射参数/信号特征进行观测,通过一定算法,依靠系统处理器对数据进行相关分类、特征匹配等综合分析来确定目标的敌我属性。其优点在于不需要被识别目标做任何技术上的配合,可利用所有探测到的信息(如目标的电磁辐射和反射信号、红外辐射、声音信号、光电信号、GPS信息等)进行识别,其作用范围大,并能同时对多目标进行识别,识别结果可以在各种作战武器间共享。

国际上现存的IFF系统按体制可分为二次雷达IFF系统、通信导航识别综合系统、时间同步IFF系统和综合IFF系统等。其中,一般二次雷达IFF系统,询问和回答信号仅采用极为有限的固定模式脉位编码,密码有效期长,应答器是全向性广播式工作,敌方很易侦破其密码并进行欺骗性干扰、阻塞己方应答机或使其成为反辐射导弹的信标机。此外,系统采用“全呼叫”方式工作,系统内部存在的诸如“窜扰”“混扰”“旁瓣干扰”等自身干扰,随着询问器和应答器数量增加这一现象更加严重。据统计,一对一识别,其识别概率为98%;一对五识别,识别概率为72%;一对二十识别,识别概率仅为1%。

选址询问信标系统。对每个飞机编上不同的地址码,询问器每次扫描只对一个特定目标询问一次,应答器只对自己规定的询问信号进行回答,保留“全呼叫”询问能力监视那些没有选址的飞机。选址询问信标系统虽然从根本上消除了“全呼叫”二次雷达IFF系统存在的“窜扰”“混扰”问题,但在战争条件下,仍存在诸多弱点,如询问器无法预先知道目标的地址,询问速率又受到询问周期限制,识别容量有限,密码有效期太长等。

JTIDS通信、导航、识别综合系统。美国的JTIDS实际上是一种大容量、保密、抗干扰的时分多址信息分布系统,能够提供实时的位置、识别、战斗情况和目标信息,具有集成通信、导航和识别能力。它把时间划分为一个个时隙,按每个成员任务分配一定时隙以发送它的信号,在其他时隙处于接收状态。在一个密码有效期内仅有一个成员发射信息,不存在系统内自扰。但由于其采用时分多址方式工作,系统成员发射时刻是规定的,不能完成网外识别,不能满足实时识别、主动识别和大容量识别等要求。

时间同步IFF系统。在该系统中,全部设备在一个时间标准下同步工作,可部分实现距离和方位选择询问,比较有效地减少现存二次雷达识别系统的“窜扰”和“混扰”等自身干扰。空间选址询问工作方式建立在时间同步精度和测距精度极高的基础上,其优点是既能严格实现询问机与应答机之间的一对一关系,又能实现应答机与询问机的一对多关系,即多部询问机对同一应答机做有效询问时,该应答机在接收到第一个有效询问后就不必再接收,只需在规定的伪随机时间回答一个规定的应答密码,各询问机在设置的接收距离波门内都可接收到该有效应答密码。这样既可防止敌方实施欺骗,大量减少系统内部自扰,又可使应答器不受询问器询问次数的限制,提高了识别的可靠性和实时性。但其也有弱点,如当多部询问机同时询问一部应答机时,多个询问信号同时到达应答机容易形成碰撞,给应答机的接收处理带来困难。

综合IFF系统。北约研制的新型IFF系统是典型的综合IFF系统。该系统由直接部分和间接部分组成。直接部分采用协同式询问机和应答机MarkXV系统,间接部分通过数据融合对来自诸如雷达、红外敏感器、通信、电子对抗、电子支援测量设备等潜在目标的不同数据信息,进行非协同的、准确率高的目标识别。综合IFF系统是目前欧美军现役最先进、最完整的IFF系统,也在一定程度上代表了当今识别技术的最高水准。