多平臺艦空導彈協(xié)同制導超視距攔截低空反艦導彈時，視距外發(fā)射導彈后，根據(jù)導彈的彈道分析，隨著導彈逐漸遠離發(fā)射平臺，飛行高度逐漸下降，當導彈與平臺的距離足夠遠，導彈會超出發(fā)射平臺的制導距離，從而發(fā)射平臺不能向?qū)梻魉椭茖е噶?。在這種情況下，為了完成中制導任務，需將制導權交給協(xié)同制導平臺，由協(xié)同制導平臺向?qū)棸l(fā)送無線電制導指令；或者，艦艇編隊指控中心根據(jù)整個編隊作戰(zhàn)的需要，下達了制導交接命令時，制導權需要在制導平臺間進行交接，即在艦空導彈中制導段存在制導交接。

何為制導交接？就是把中制導無線電指令發(fā)送權由一個制導平臺轉(zhuǎn)交給另一個制導平臺（也稱協(xié)同制導平臺）的過程，就是說，艦空導彈中制導段分為兩部分，前一部分由發(fā)射平臺制導，后一段由協(xié)同平臺制導，制導指令的發(fā)送由前一平臺轉(zhuǎn)移到協(xié)同制導平臺，由協(xié)同制導平臺直接給導彈發(fā)送無線電指令。

艦空導彈在兩個平臺之間的制導交接如圖1（a）、圖1（b）所示，分別為艦艦平臺之間和艦空平臺之間的制導交接。

從上述過程的描述可以看出，艦空導彈武器系統(tǒng)要完成制導交接，從系統(tǒng)層面上來看，涉及幾個系統(tǒng)之間的互動和協(xié)作。

一是艦空導彈武器系統(tǒng)。新型艦空導彈武器系統(tǒng)除了完成原有艦空導彈武器系統(tǒng)的功能之外，還要具有跨平臺的協(xié)同制導交接能力。

圖1　艦空導彈在兩個平臺之間的制導交接示意圖

二是本艦作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)。本艦作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)是全艦作戰(zhàn)資源的綜合管理和決策中心，為本艦指揮員提供全艦信息態(tài)勢圖像和目標打擊輔助決策，并為各武器系統(tǒng)提供目標指示信息，引導和監(jiān)控各武器系統(tǒng)打擊目標的作戰(zhàn)情況。

艦空導彈的制導交接過程涉及指令分發(fā)和目標選擇等環(huán)節(jié)，必然涉及本艦指控系統(tǒng)和艦空導彈武器系統(tǒng)之間的信息交互。

三是本艦多平臺協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)。艦空導彈的制導交接實現(xiàn)是依賴于目標和導彈運動參數(shù)信息在多平臺之間的高速數(shù)據(jù)分發(fā)的，目前，新型驅(qū)護艦列裝的多平臺協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)為各平臺共享火控級數(shù)據(jù)態(tài)勢成為可能。

因此，從系統(tǒng)兼容和擴展來看，在艦空武器系統(tǒng)基礎上，新增一個艦空導彈協(xié)同制導單元CGU，使該CGU成為新型艦空導彈武器系統(tǒng)中的一部分，主要承擔與原有的武器系統(tǒng)設備（導彈武控設備、發(fā)控設備、指令天線設備）、本艦指控系統(tǒng)設備以及多平臺協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)之間信息交互和功能協(xié)作，從而達成兩兩平臺之間制導權轉(zhuǎn)移的順利完成。

基于協(xié)同制導單元的角色定位，針對艦空導彈武器系統(tǒng)協(xié)同制導作戰(zhàn)的需求，有必要從作戰(zhàn)方式、使用流程上深入分析CGU的指揮方式和信息流程，提出CGU的總體設計方案，規(guī)劃出功能組成以及與其他各個系統(tǒng)（三大系統(tǒng)，即導彈武器系統(tǒng)、本艦指控系統(tǒng)、多平臺協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)）之間的信息交互關系和內(nèi)容。

多平臺參與的艦空導彈協(xié)同制導作戰(zhàn)是基于CGU的多平臺協(xié)同制導作戰(zhàn)樣式之一，如圖2所示，其基本工作原理闡述如下：

各協(xié)同平臺通過多平臺協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)實現(xiàn)目標和導彈跟蹤數(shù)據(jù)共享；在此基礎上，根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢，平臺上的作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)與多平臺協(xié)同制導單元CGU進行信息交互，經(jīng)過多平臺協(xié)同決策后，完成平臺在協(xié)同制導過程中的任務分配，劃分發(fā)射平臺及協(xié)同交接平臺，確定制導交接時機；發(fā)射平臺中的CGU系統(tǒng)與艦空導彈武器系統(tǒng)進行信息交互，完成火控諸元求解、導彈發(fā)射及初始控制等任務；協(xié)同交接平臺中的CGU系統(tǒng)通過多平臺協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)實現(xiàn)交接參數(shù)交互，完成導彈協(xié)同交接任務，控制艦空導彈飛行，直至實現(xiàn)中末制導交班。

圖2　基于CGU的多平臺協(xié)同制導作戰(zhàn)原理示意圖

因此，基于多平臺協(xié)同制導作戰(zhàn)模式，在扁平化指揮控制思想理念驅(qū)動下，參與艦空導彈協(xié)同制導過程的每個平臺中，作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)、艦空導彈武器系統(tǒng)、多平臺協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)和多平臺協(xié)同制導單元CGU之間信息交互和模塊控制如圖3所示。

（1）多平臺之間通過MCE實現(xiàn)目標和導彈跟蹤的共享。

（2）作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)完成多平臺攔截適宜性、威脅判定和排序、武器分配等指揮決策任務，并將此結果反饋給CGU系統(tǒng)。

圖3　艦空導彈協(xié)同制導中的信息交互和模塊控制示意圖

（3）CGU系統(tǒng)是實現(xiàn)多平臺協(xié)同制導作戰(zhàn)的核心子系統(tǒng)，根據(jù)作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)指揮決策的結果，完成發(fā)射決策、平臺分配等協(xié)同制導管理任務。

（4）通過多平臺協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)獲得目標跟蹤數(shù)據(jù)，發(fā)射平臺中的CGU系統(tǒng)完成火控諸元參數(shù)預處理，為導彈武器系統(tǒng)進行火控解算進行數(shù)據(jù)準備。

（5）導彈武器系統(tǒng)完成火控解算，發(fā)射控制。

（6）CGU系統(tǒng)制定制導交接方案，完成導彈交接班。

（7）通過多平臺協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)獲得目標和導彈跟蹤數(shù)據(jù)，CGU系統(tǒng)完成制導指令形成所需要參數(shù)的預處理；針對不同類型的平臺，CGU直接產(chǎn)生制導指令或?qū)⒃撊蝿战唤o艦空導彈武器系統(tǒng)，艦空導彈武器系統(tǒng)根據(jù)CGU的制導指令參數(shù)預處理結果，生成制導指令。

（8）指令傳輸系統(tǒng)根據(jù)導彈制導指令，按照一定的頻率發(fā)送指令至艦空導彈。

多平臺超視距協(xié)同制導單元CGU是艦空導彈超視距協(xié)同制導的核心單元，它通過多平臺協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)在平臺間共享同一火控級戰(zhàn)場態(tài)勢圖像的基礎上，與艦空導彈武器系統(tǒng)配合，完成對目標、導彈運動信息進行綜合處理，形成接力制導作戰(zhàn)方案，實現(xiàn)目標分配、火力通道組織、武器控制諸元解算、發(fā)射控制、中繼平臺制導交接、導彈控制直至命中目標等若干任務的軟硬件組成的協(xié)同武器控制系統(tǒng)。因此，多平臺超視距協(xié)同制導單元CGU具有以下主要功能，如圖4所示。

圖4　多平臺超視距協(xié)同制導單元CGU功能描述

1.協(xié)同管理

協(xié)同管理是實現(xiàn)協(xié)同制導作戰(zhàn)的火力管理與決策環(huán)節(jié)。在作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)完成目標威脅判斷、目標分配任務的基礎上，CGU完成發(fā)射決策參數(shù)計算，平臺任務分配和交接時機確定，包括：

（1）決策基礎參數(shù)確定，包括多平臺動態(tài)交接區(qū)、發(fā)射區(qū)、殺傷區(qū)計算，交接成功概率計算，制導誤差計算。

（2）交接可行性方案分析。

該功能由多平臺動態(tài)組網(wǎng)與優(yōu)化模塊完成。從協(xié)同探測和制導需求出發(fā)，用一定的算法對所有平臺布局和工作方式進行控制，由多平臺動態(tài)組網(wǎng)與優(yōu)化模塊為優(yōu)化算法軟件模塊構成，其軟件優(yōu)化算法由3個部分組成：探測平臺網(wǎng)絡優(yōu)化算法、制導平臺網(wǎng)絡優(yōu)化算法和多平臺綜合優(yōu)化算法。

探測平臺網(wǎng)絡優(yōu)化算法功能單元：根據(jù)所有探測平臺的位置、速度和探測能力等信息，從盡量發(fā)揮所有平臺最大探測能力的角度出發(fā)，采用優(yōu)化算法得到探測平臺組網(wǎng)方式。

制導平臺網(wǎng)絡優(yōu)化算法功能單元：根據(jù)所有制導平臺的位置、速度和制導能力等信息，從滿足協(xié)同制導需求的角度出發(fā)，采用優(yōu)化算法得到制導平臺組網(wǎng)方式。

多平臺綜合優(yōu)化算法功能單元：綜合考慮探測平臺網(wǎng)絡優(yōu)化模塊和制導平臺網(wǎng)絡優(yōu)化模塊的需求，從全局角度出發(fā)，形成全局最優(yōu)的動態(tài)組網(wǎng)方式，并將組網(wǎng)方式轉(zhuǎn)化為具體的探測平臺和制導平臺的優(yōu)化指令，發(fā)送給平臺的指揮與控制系統(tǒng)，轉(zhuǎn)化為動態(tài)組網(wǎng)控制指令，通過高速數(shù)據(jù)鏈通信模塊向各個平臺下達控制指令。

2.協(xié)同控制

在協(xié)同管理單元完成發(fā)射決策后，根據(jù)多平臺協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)提供的綜合態(tài)勢，確定火控解算類型，完成火控諸元解算所需要的數(shù)據(jù)預處理（坐標轉(zhuǎn)換、平滑等處理），包括：

（1）跨平臺參考基準匹配；

（2）跨平臺目標與導彈信息參數(shù)坐標變換及修正。

該功能主要由協(xié)同制導數(shù)據(jù)處理與火控解算模塊完成。從協(xié)同制導對數(shù)據(jù)的實時性要求和協(xié)同制導火控計算的特殊性出發(fā)，通過數(shù)據(jù)處理和協(xié)同制導解算方法，得到滿足要求的數(shù)據(jù)，完成協(xié)同制導火控計算，由3個部分組成：時空一致性轉(zhuǎn)換功能單元、射擊諸元計算功能單元和協(xié)同制導彈道參數(shù)解算功能單元。

時空一致性轉(zhuǎn)換功能單元：接收來自協(xié)同平臺的協(xié)同信息，結合平臺自身的探測信息，對協(xié)同所需要的目標信息、制導信息進行時空一致性轉(zhuǎn)換，得到滿足本平臺時間和空間要求的各種火控解算和協(xié)同制導所需的數(shù)據(jù)。

協(xié)同射擊諸元計算功能單元：根據(jù)協(xié)同平臺信息和目標信息，對協(xié)同制導情況下導彈攔截的航路捷徑、協(xié)同殺傷區(qū)及發(fā)射區(qū)邊界、預測遭遇點、目標到達發(fā)射區(qū)近界和遠界的時間等射擊諸元參數(shù)進行計算。

協(xié)同制導彈道參數(shù)解算功能單元：接收協(xié)同射擊諸元計算功能單元計算得到的目標和協(xié)同平臺信息，根據(jù)協(xié)同制導對彈道的要求，計算導彈發(fā)射所需裝訂的初始參數(shù)，并通過指揮與控制系統(tǒng)對導彈進行發(fā)射前初始參數(shù)的裝訂。

3.交接導引

根據(jù)發(fā)控參數(shù)，制定制導交接決策方案，完成導彈交班和導彈接班；針對不同平臺類型，實現(xiàn)制導指令參數(shù)所需數(shù)據(jù)進行預處理（坐標轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)平滑）或根據(jù)制導指令預處理參數(shù)直接產(chǎn)生制導指令及編碼傳輸，包括：

（1）導彈交接決策；

（2）導彈交接處理

（3）制導指令參數(shù)預處理；

（4）制導指令參數(shù)產(chǎn)生及傳輸。

該功能由協(xié)同制導指令交接控制模塊完成。根據(jù)協(xié)同制導的需要，以一定的交接控制邏輯對制導指令的傳送進行控制，對交接的實施情況進行實時判斷，確保中制導指令交接的順利進行，由4個功能單元組成：信息分配功能單元、交接形勢估計功能單元、制導交接控制功能單元和協(xié)同指令生成功能單元。

信息分配功能單元：對指揮與控制平臺傳送過來的協(xié)同信息進行分類并傳送給各個功能單元，其中來自協(xié)同平臺的交接分配給制導交接控制功能單元，交接成員的信息分配給交接形勢估計功能單元，與制導相關的指令則直接分配給平臺的制導指令發(fā)送/接收系統(tǒng)。

交接形勢估計功能單元：接收來自信息分配功能單元的所有中制導指令交接相關成員的信息，其中包括目標狀態(tài)信息、導彈狀態(tài)信息和平臺狀態(tài)信息，通過數(shù)學模型對交接空域進行計算，并實時對交接形勢進行判斷，對交接的啟動與否進行判斷并下達控制指令。

制導交接控制功能單元：等待交接形勢估計功能單元的交接啟動指令，未啟動中制導指令交接程序時，該功能單元直接接收指揮與控制平臺的指令，并根據(jù)該指令對制導指令發(fā)送/接收系統(tǒng)進行控制；當啟動中制導指令交接程序后，該功能單元接收來自其他平臺的協(xié)同制導指令，控制制導指令發(fā)送/接收系統(tǒng)進行協(xié)同制導的指令交接。

協(xié)同指令生成功能單元：接收制導指令接收/發(fā)送系統(tǒng)的應答信號，通過指令應答情況對交接狀態(tài)進行估計，并以此為依據(jù)，向協(xié)同平臺下達進一步的協(xié)同指令，通過平臺的指揮與控制系統(tǒng)，利用高速數(shù)據(jù)鏈通信模塊發(fā)送信息流程。

多平臺協(xié)同制導單元CGU是艦空導彈武器系統(tǒng)中的外延部分，與平臺作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)和艦空導彈武器系統(tǒng)一起協(xié)同工作，完成艦空導彈武器系統(tǒng)作戰(zhàn)指揮、資源管理、導彈發(fā)射、交接以及導引控制等一系列任務。因此，CGU模塊包括協(xié)同管理模塊、協(xié)同控制模塊、交接導引模塊和接口模塊，如圖5所示。

圖5　多平臺協(xié)同制導單元CGU模塊組成

編輯：黃飛

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