战场电磁环境可视化问题初探

从电子对抗指挥需要出发,阐述了在争夺制电磁权的作战行动中对战场电磁环境及战场电磁态势的军事需求,并提出了初步的设想和建议。

战场电磁环境可视化问题初探

作者：赵建兵 汤大荣 时间：2004-08-10

摘要 目前国内外现有的一些电子战系统中虽然部分地实现了电磁环境显示功能，但多是针对电子战专业操作平台的。战场电磁环境相关研究也大多是从仿真模型的角度来进行。本文从电子对抗指挥需要出发，阐述了在争夺制电磁权的作战行动中对战场电磁环境及战场电磁态势的军事需求，并提出了初步的设想和建议。

关键词 战场电磁环境 电磁态势 电磁环境可视化

在电子对抗这条无形的战线上，对战场电磁环境的描述一直是制约电子对抗指挥员实施准确、高效指挥的关键环节。科学、直观地描述战场电磁环境，不但有助于电子对抗指挥员对战场电磁情势准确判断、科学决策、合理部署和调配战场电子对抗力量，而且对于联合作战指挥员准确把握战场态势也至关重要。

1 战场电磁环境及其描述的重要性

战场电磁环境，即电磁频谱信息空间，就是在特定的作战区域内，使用电子设备而构成的信号特性和信号密度的总和。战场电磁环境是战场信息依存的主要媒介，大部分战场信息的获取、传输都是在这个领域内完成的，电子对抗的主要行动也几乎都在这个领域内进行。包括电子信息侦察、反侦察，电子信息的干扰与反干扰、破坏与反破坏，以及电子信息武器的摧毁与反摧毁、制导与反制导等所有使用有线电、无线电技术、微电子技术、光电子技术和计算机技术等方面的斗争。因此，战场电磁信息是信息环境的基本要素。这个要素通常以电磁波和光波的形式来实现，并形成电磁信息流。战场电磁环境的内容非常广泛，对电子对抗部队来说，它所处的电磁环境就是战场通信、雷达、光电设备所形成的环境；对联合作战诸军兵种来说，它所处的战场电磁环境不仅包括战场通信、雷达、光电设备所形成的环境，还应包括电子对抗设备所形成的电磁环境；对于整个战区来说，战场电磁环境不仅包括以上内容，还应包括民用电台、雷达设备等所形成的电磁环境。

错综复杂的电磁波在整个空间往复穿梭却了无痕迹，只有依靠专门的接收或探测设备才能查明电磁照射或电磁覆盖的情况，且反映的仅是局部地域的电磁分布特征。电子对抗的作战行动在空间上表现为陆、海、空、天一体化，实质上就是涉及到电磁波

从电子对抗指挥需要出发,阐述了在争夺制电磁权的作战行动中对战场电磁环境及战场电磁态势的军事需求,并提出了初步的设想和建议。

的各类排斥、斗争或兼容（往往体现在接收系统上）的电磁环境。在电磁控制权的争夺上能否取得优势，不仅依赖于投入装备的性能，在很大程度上也取决于电子对抗指挥员对电磁情势的准确判断以及对电子对抗作战力量的合理部署及调配。

对于电子对抗指挥员和指挥机关来讲，若能对所获取的电磁波资料进行分析、处理，并以态势图和分析报告的形式在计算机屏幕上显示出来或者通过其它直观方法加以表述，就能在任何作战时间查阅作战区域内任意地点的电磁信号情况，并能总揽作战区域内的电磁态势，能及时获得他想知道、所需要的战场电磁信息，这必将会极大地提高其对电磁态势的分析判断能力，为指挥员提供及时、全面、动态的电磁态势，将会为电子对抗指挥员和指挥机关掌握战场电磁环境，合理使用电子进攻力量，科学指导电子防御行动，灵活运用电子对抗战略战术提供依据，辅助其在第一时间内定下作战决心。针对我军现状，对电磁情势正确判断而进行合理的、有针对性的部署和调配则可以弥补装备性能上的不足，进而达到以劣胜优的目的。

2 描述战场电磁环境应遵循的原则

描述战场电磁环境其根本目的是使电子对抗指挥员迅速直观地了解战场电磁态势，为电子对抗的指挥决策提供可靠依据。因此，战场电磁环境描述必须遵循以下原则： 一是以电子对抗指挥员的需要为出发点。战场电磁环境描述的目的是给电子对抗指挥员提供作战指挥所需要的战场电磁信息。因此，必须对电子对抗指挥员的需求加以分析，在此基础上给指挥员提供藉以判断战场电磁态势并作出电子对抗作战决策的战场电磁环境信息。否则，不仅不便于电子对抗指挥员和指挥机关掌握战场电磁环境和战场电磁态势，甚至会给指挥员和指挥机关的决策制造混乱和不必要的麻烦，以致造成错误的判断而贻误战机。

二是真实性强，力求贴近战场实际。真实地反映战场实际是对战场电磁环境进行描述的基本要求。电子对抗指挥员不仅要求电磁信息的可参考性，更注重其真实性和可靠性。脱离了实际的战场电磁信息是毫无价值的。所以，在进行战场电磁环境描述的时候，要杜绝理想化和片面化。不仅要对战场电磁环境各要素进行正确、合理的分析，而且要把影响电磁环境的其它因素（如地理要素和气象要素）考虑进去，进行科学地分析，使得电磁环境描述最大限度地符合客观实际。

三是尽量全面反映客观电磁环境。电磁环境是纷繁复杂，动态多变的。其中的单一因素都不可能永远独立存在并单独发挥作用，研究战场电磁环境也绝不可以只考虑其

从电子对抗指挥需要出发,阐述了在争夺制电磁权的作战行动中对战场电磁环境及战场电磁态势的军事需求,并提出了初步的设想和建议。

中某些方面而忽视了其它要素。例如，既要研究通信电磁环境，又要研究雷达和光电等电磁环境；既要研究电磁信号的时域特征，又要对频域、空域特性进行分析。因为缺少了任何一方面，都不能完整地反映客观存在的战场电磁环境。

四是在全面的基础上做到重点突出。电子对抗指挥员和指挥机关所要了解的战场电磁环境及电磁态势无疑是电磁环境中的重点部分。对其所关心的问题必须要给予着重标示和呈现。例如，当敌方重要监控信号出现时，必须要以适当手段给指挥员以提示告警，使其不会错过战机。

五是表述方式必须迅速、简洁、直观、可用。情报表述必须做到迅速、简洁、直观、可用。情报更新的速度要快，表述内容应能被指挥作战人员看得懂、用得上，并且要做到简洁直观。

3 战场电磁环境可视化及其基本要求

所谓战场电磁环境的可视化就是对战场上各种电磁信号的特性、属性和分布情况进行分析，并用图形、分析报告等可视化方法将战场电磁态势表现出来。战场电磁环境的表述形式可以多种多样，可以用图形、表格、资料、文字、语音等基本方法。战场上的电磁信号极其复杂，仅通过一种方式是不可能将其表述清楚的，所以不仅要综合采用多种手段和方法，还应尽量使各种方式有机结合成一个功能完善且能够相互补充的整体。在显示的要求上，应做到：一要显示综合的战场电磁态势。情报综合显示是电子对抗指挥员掌握电子对抗情报的主要途径，是情报使用的基础。战场电磁态势的综合显示是提高电磁态势信息掌握度的重要途径。要全面掌握电磁态势，仅显示个别层次是不能满足要求的，必须能够显示战场电磁环境的个子空间电磁态势，这样就可以从整体上把握战场电磁环境并能够直观地把握各层次的相互关系。二要备有电磁环境细节查询。电磁态势分层是根据战场电磁态势和作战编成，按照系统论观点将战场电磁态势区分成若干个不同的层次。不同的电磁态势的内容、范围和详细程度是不同的。三要交互性强。指挥员可以选择认为重要的信息加以查询，可以选择不同的方式加以查询，可以定制需要输出的查询结果，可以查询下达的命令和指示，下属单位的上报信息和请示、上级的命令、指示及情况通报，当前的合成军战况及电子对抗作战情况等。

总之，战场电磁环境可视化的结果，就是能使指挥员迅速直观了解战场电磁要素，为电子对抗的指挥决策提供可靠依据。如何以一种有效的方式达到这个目的就成为战

从电子对抗指挥需要出发,阐述了在争夺制电磁权的作战行动中对战场电磁环境及战场电磁态势的军事需求,并提出了初步的设想和建议。

场电磁环境描述的首要任务。

4 战场电磁环境可视化的几个要素

目前国内外现有的一些电子战系统中虽然部分地实现了电磁环境显示（如频谱显示）功能，但多是针对电子战专业操作平台的。战场电磁环境相关研究也大多是从仿真模型的角度来进行的，而并不是从指挥员的战场信息需求进行考虑的。对如何直观地描述战场电磁环境、显示各作战阶段战场电磁态势并没有详加阐述。而作为一名电子对抗指挥员，他所关心的往往是尽量全面、详细地把握战场电磁态势，即作战双方电磁力量对垒的形式，包括敌我双方电磁信号在时域、频域、空域及调制域等几个方面的分布特性以及电磁干扰态势的描述和显示。但是至今没有一种能够满足电子对抗指挥员上述要求的战场电磁环境描述方法。本文力图从作战实际需要出发，将战场电磁环境的可视化要素归纳为以下几方面：

一是信号密度。主要指单位时间内一定频段内战场无线电信号的数量，也可用单位地域内电磁辐射源的数量表示。电磁辐射源数量与电子对抗战术及电子装备类型有关。例如集团军地域内的雷达辐射源数达10部/km2。

二是信号强度。指在接收点无线电信号的场强。信号强度直接影响到电子对抗侦察、电子干扰的效果。实际上，某一点的电磁信号是无数电磁信号的叠加，测定具体一点的电磁场强非常繁琐且显示意义不大。因此，我们要求能给定在某一点，针对某一发射信号的信号强度。

三是信号类型。指挥员必须了解战场上电磁信号类型，为其有针对性地策划行动方案、调整部署和配备兵力兵器提供依据。信号类型有多种区分方法：按发射信号的电子设备用途分为通信信号、雷达信号、无线电引信信号、制导信号、导航信号等；按信号的频段分为长波信号、中波信号、短波信号、超短波信号、微波信号、红外信号、激光信号等；按照电磁波传播方式分为表面波信号、地波信号、天波信号、对流层散射信号等；还可分为模拟信号与数字信号；连续信号与脉冲信号等。

四是信号分布。通常可从时域、频域、空域三个方面来描述。时域分布描述的是不同时段内信号分布情况，频域分布描述的是信号在不同频段的分布情况，空域分布描述的是信号辐射源在不同空（地）域的分布情况。

当然，仅仅描述这些要素是不够的，必须深入到电子对抗作战部队，切实了解电子对抗指挥员的需求。并以此为出发点，以求全面细致地描述。

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