CN116164594B - 一种舷外有源干扰方法、系统及计算机可读储存介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及导弹干扰技术领域，公开了一种舷外有源干扰方法、系统及计算机可读储存介质，方法包括步骤：显控单元实时检测目标导弹头，向主控单元发送导弹头GPS，同时接收主控单元发送的转台GPS；主控单元向显控单元发送反馈信息；显控单元根据反馈信息和转台GPS，向主控单元发送控制命令；主控单元根据所述控制命令，生成相应的干扰样式报文和转台调整信息；转台根据所述转台调整信息调整转台角度；数字单元根据所述干扰样式报文，驱动转台上设置的天线关断干扰信号，或者向导弹头发送干扰信号。本发明可用于舷外干扰场景，根据需要产生噪声压制及欺骗干扰信号，隐蔽性好，不易被反舰防御系统跟踪和攻击。
Description
技术领域
本发明涉及导弹干扰技术领域，具体涉及一种舷外有源干扰方法、系统及计算机可读储存介质。
背景技术
在反舰导弹防御体系中，软干扰手段所要担负的就是针对敌方雷达的干扰与欺骗任务。最早投入使用的是经典无源干扰手段，即箔条干扰，在针对早期反舰导弹所使用的抗干扰能力较差的雷达导引时效果显著，但之后随着反舰导弹所使用的火控雷达导弹头的进步，特别是具备脉冲多普勒移动目标显示等具有速度处理能力的提升，则需有源干扰的加入。有源干扰可以更好的对敌方雷达做到有的放矢般的压制或欺骗，在干扰效能与灵活性上较优。
然而舰载有源干扰很快迎来了新的挑战。针对有源干扰手段需要主动往外辐射干扰信号的这个特征，一般反舰导弹所使用的雷达导弹头引入了一种被称为“干扰源跟踪（HOJ）”的抗干扰手段，具体方法是当反舰导弹雷达导弹头在受到强干扰无法有效检测目标时，会自动转入HOJ模式。在这种模式下，反舰导弹可以根据接收到的干扰信号对干扰源进行跟踪并攻击，而舰载有源干扰机这种强干扰源在反舰导弹头眼中无疑成为暴露舰艇本身的一个“信标”。
发明内容
技术目的：针对上述技术问题，本发明提出了一种舷外有源干扰方法、系统及计算机可读储存介质，其可用于舷外干扰场景或模拟舷外有源干扰诱饵，根据需要产生噪声压制及欺骗干扰信号等，干扰源隐蔽性好，不易被反舰防御系统跟踪和攻击。
技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：
一种舷外有源干扰方法，其特征在于，包括步骤：
显控单元实时接收外部控制台发送的导弹头GPS信息和主控单元发送的转台GPS信息，并将所述导弹头GPS信息发送给主控单元；
主控单元接收显控单元发送的导弹头GPS 信息，并向显控单元发送针对导弹头GPS信息的反馈信息；
显控单元根据所述反馈信息确认主控单元在预设的连续时间内是否正常接收到导弹头GPS信息，若是，则向主控单元发送执行外引导模式的第一控制命令；若否，则显控单元切换内引导模式，显控单元根据导弹头GPS信息计算导弹头轨迹并存储，根据导弹头轨迹计算转台待调整角度，并向主控单元发送第二控制命令，第二控制命令包括显控单元计算得到的转台待调整角度；
主控单元解析接收到的显控单元发送的控制命令，若为第一控制命令，则根据导弹头GPS信息和转台GPS信息，计算转台待调整角度发送给转台，生成干扰样式报文并发送给数字单元；若为第二控制命令，则将显控单元计算得到的转台待调整角度发送给转台，生成干扰样式报文并发送给数字单元；
转台根据接收到的主控单元发送的转台待调整角度，调整转台的角度，数字单元根据接收到的主控单元发送的干扰样式报文，驱动转台上设置的天线向导弹头发送相应样式的干扰信号或关断干扰信号。
作为优选，所述内引导模式，包括步骤：
显控单元实时接收外部控制台发送的导弹头GPS信息和主控单元发送的转台GPS信息，根据导弹头GPS信息计算导弹头轨迹并存储，在任意时刻点，根据所述导弹头轨迹计算转台待调整角度，并向控制单元发送包括所述转台待调整角度的第二控制指令；
主控单元根据第二控制指令，向转台的驱动机构发送工作指令，通过驱动机构将转台调整到对应的角度。
作为优选，在内引导模式下，显控单元根据实时导弹头GPS信息，判断导弹头是否进入转台预设范围内，如果是，则显控单元关断干扰，如果否，显控单元继续执行内引导模式。
作为优选，所述主控单元接收到的显控单元发送的控制命令若为第一控制命令，则执行以下步骤，生成干扰样式报文和转台待调整角度：
每隔第一时间单元查询显控单元是否发送第一控制命令即干扰样式命令，如有，则解析显控单元发送的干扰样式命令，生成干扰样式报文；
每隔第二时间单元判断导弹头GPS信息是否变化，如有，根据转台信息和导弹头GPS信息进行解算，解算获得转台待调整角度，包括转台待调整的水平角和俯仰角，同时判断导弹头是否进入转台预设范围内，如果是，则主控单元将停止命令发送给数字单元，如果否，将生成的干扰样式报文发送给数字单元；
每隔第一时间单元判断转台GPS信息是否更新，若是，则将转台GPS信息发送给显控单元。
作为优选，所述转台待调整角度按照以下步骤获得：
（1）根据将导弹头GPS信息和转台GPS信息，将导弹头和转台的经纬度和高度信息转化到空间直角坐标系中；
（2）将导弹头和转台的经纬度和高度信息从空间直角坐标系转化到站心直角坐标系中，站心直角坐标系以转台位置为原点，以转台所在平面
平面，/>
轴垂直于平面/>
；
（3）根据站心直角坐标系下，导弹头和转台的坐标，计算导弹头相对于转台所在平面的俯仰角和方位角，以及导弹头和转台之间的距离；
（4）在
平面上分象限进行讨论，得到转台待调整的方位角和俯仰角。
作为优选，所述步骤 （4）以如下方法分象限进行讨论，得到转台待调整的方位角horangle和俯仰角pitchangle：
在第一象限时，方位角horangle = 360 -
，俯仰角pitchangle = 90-/>
；
在第二象限时，方位角horangle = 180 +
，俯仰角pitchangle = 90-/>
；
在第三象限时，方位角horangle = 360 -
，俯仰角pitchangle = -（90 -/>
）；
在第四象限时，方位角horangle = 180 +
，俯仰角pitchangle =-（90 -/>
）；
其中，
和/>
分别为导弹头相对于转台所在平面的俯仰角和方位角。
一种舷外有源干扰系统，其特征在于，包括：
显控单元，用于实时接收外部控制台发送的导弹头GPS信息和主控单元发送的转台GPS信息，并将所述导弹头GPS信息发送给主控单元，并接收主控单元发送的反馈信息；显控单元还用于根据反馈信息确认主控单元在预设的连续时间内是否正常接收到导弹头GPS信息，若是，则向主控单元发送执行外引导模式的第一控制命令；若否，则主控单元切换至内引导模式，主控单元根据导弹头GPS信息计算导弹头轨迹并存储，根据导弹头轨迹计算转台待调整角度，并向主控单元发送第二控制命令，第二控制命令包括显控单元计算得到的转台待调整角度；
主控单元，用于接收显控单元发送的导弹头GPS 信息，并向显控单元发送针对导弹头GPS信息的反馈信息；主控单元还用于解析接收到的显控单元发送的控制命令，若为第一控制命令，则根据导弹头GPS信息和转台GPS信息，生成干扰样式报文并发送给数字单元，计算转台待调整角度发送给转台；若为第二控制命令，则将显控单元计算得到的转台待调整角度发送给转台，生成干扰样式报文并发送给数字单元；
转台，其上设有驱动机构和天线，驱动机构用于根据接收到的主控单元发送的转台待调整角度，调整转台的角度；
数字单元，用于根据接收到的主控单元发送的干扰样式报文，驱动转台上设置的天线向导弹头发送相应样式的干扰信号或关断干扰信号。
一种计算机可读储存介质，其特征在于，所述计算机可读储存介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述方法。
有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明可用于舷外干扰场景或模拟舷外有源干扰诱饵，干扰源隐蔽性好，不易被反舰防御系统跟踪和攻击；用于导弹武器系统开展外场抗干扰试验，放置在地面模拟舷外有源干扰诱饵，模拟舷外干扰场景，根据需要产生噪声压制及欺骗干扰信号。
附图说明
图1为本发明提出一种舷外有源干扰系统的结构示意图；
图2为本发明提出一种舷外有源干扰方法的流程图；
图3为图2中切换内外引导切换模式的流程图；
图4为计算转台调整信息的流程图；
图5为空间直角坐标系的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细的说明。
本发明提出一种舷外干扰设备及干扰方法，能够支持在地面布设使用，同时能完成正常的撤收运输，支持220V交流供电，能够进行远程控制，通过无线数传，实现10km以上的一对一远程无线控制。导弹发出后，根据导弹头的信息反馈至地面站，舷外干扰设备根据导弹头信息解算，通过转台进行天线角度的调整，释放出有效辐射功率高达20kW的信号，进行对导弹头的精确干扰。
舷外有源干扰，可简单将其理解为与水面舰艇保持一定距离的有源干扰机，通过拖曳式使其漂浮在水面上或依靠投掷发射方式的同时使其使用降落伞、脉冲火箭等手段使其尽可能保证其浮空的工作时间。在具体原理上，舷外有源干扰诱饵和舰载有源干扰并无二致，均可使用压制式干扰和欺骗式干扰甚至复合干扰手段对反舰导弹进行干扰。最大的优势在于，作为一次性可消耗诱饵的它可以无视反舰导弹的HOJ模式所带来的威胁，更好的保护水面舰艇的安全。
实施例一
如图1所示，本实施例提出一种舷外干扰系统，实线表示物理连接的链路，虚线表示数据流，包括：转台、天线、数字单元、主控单元、显控单元和多个数传模块。
本发明舷外有源干扰系统，其转台和天线本身的位置是变化的，转台内部有GPS模块，获取到GPS给主控单元通过串口发送，上电后，会给转台发送GPS查询命令，获得当前的转台GPS信息。但是一次任务中，不需要变更转台的位置，故可以理解为一次任务中转台位置是不变的。本发明中，显控单元是一个上位机，设有UI界面，具有可以输入操作指令和输出设备状态的可视化界面，比如显示“设备现在切换内外引导模式”，或者“开始/停止干扰”等信息。
其工作流程为：
显控单元通过第一数传模块实时接收主控单元传来的设备状态，将导弹头的GPS信息和控制命令发送给主控单元；
主控单元接收显控单元发送的导弹头GPS信息和控制命令，同时，主控单元查询到转台GPS信息，与导弹头GPS进行解算得到转台需要转动的水平和俯仰角，算得的角度信息传送给转台；
转台进行转动，使天线对准导弹头释放干扰。
实施例二
本实施例提供一种舷外干扰方法，应用于实施例一中的系统，详细流程如图2所示。
舷外有源干扰分为两种模式：内引导模式和外引导模式。内引导模式下，显控单元向主控单元发送对应的转台角度，外引导模式下，外部控制台给显控单元发送实时导此头GPS信息，外部控制台和显控单元可以通过网线连接，显控单元接收实时GPS信息并发送给主控单元。
具体地，内引导模式是由显控单元进行控制，是已知一条导弹头轨迹，即一条已知导弹头的经纬度，在任意时刻点计算出转台转动的水平角和俯仰角对导弹头进行干扰。
导弹发出后，根据导弹头的信息反馈至地面站，显控单元在任意时刻（tj）可以获得并存储导弹头的经纬度信息，如t1：（36.5，94.3），t2：（37.5，95.3）……tn：（50.5，105.3）。
外引导模式是由主控单元进行控制，是根据实时导弹头的经纬度等信息，计算出转台的水平角和俯仰角，控制转台使转台的天线对准导弹头，对其进行干扰。
本实施例中，模式切换可以手动切换内外引导，也可以在外引导模式中，若3s内发送的导弹头的经纬度信息未收到，则判断导弹头经纬度丢失，将状态反馈给显控单元，切换为内引导模式由显控单元开始内引导模式。
舷外干扰方法的具体流程包括：
先进行干扰机功能初始化，如硬件初始化、网口初始化、参数变量初始化等，转台进行功能自检；
然后主循环开始，即：接收显控单元命令及导弹头GPS信息，进行内外引导模式切换判断，其主要详细流程如图3所示，包括步骤：
查询是否有发送给数字单元的信息，如有发送给数字单元对导弹头进行相应样式的干扰；
接收转台各种信息，如转台GPS信息，当前水平角俯仰角信息等；
每500us查询显控单元是否发送干扰样式命令，如有将显控单元的命令解析并生成干扰样式报文发送给数字单元；
每100ms时判断导弹头GPS是否变化，并进行GPS俯仰角水平角解算，同时判断导弹头是否进入预设范围处，导弹头在预设范围内自动关断干扰，将停止命令发送给数字单元，即主控单元计算出导弹头离设备的距离，如小于10 km，发送停止命令给数字单元，确保在安全范围内不会对导弹头进行干扰；
每500ms判断转台GPS是否更新，查询到转台GPS信息则将转台GPS推给显控单元。
如图4所示，GPS俯仰角水平角解算，即计算两者差值
，包括步骤：
第一步：将两点经纬度高度信息转化为直角坐标系，直角坐标系表示为：
其中：B:纬度，L:经度，h:高度。
如图5所示，空间直角坐标系的坐标原点
位于参考椭球的中心，/>
轴指向参考椭球的北极，/>
轴指向起始子午面与赤道的交点，/>
轴位于赤道面上，且按右手系与/>
轴成90度夹角。某点在空间中的坐标可用该点在此坐标系的各个坐标轴上的投影来表示。
第二步：将直角坐标转化为站心直角坐标(x,y,z)，站心直角坐标系表示为：
第三步：根据第二步中，站心（转台）坐标系下的
，计算俯仰角和方位角：
方位角：
，
俯仰角：
，
距离：
，
由此可以算出转台转动的俯仰角和方向角以及两点间的距离。
此时算出的俯仰水平角只是导弹头相对于转台的角度，转台有一个基准面，即有一个坐标转动的基准点，所以在以转台的坐标系下还需要分象限进行讨论。
在第一象限时，方位角horangle = 360 -
，俯仰角pitchangle = 90-/>
；
在第二象限时，方位角horangle = 180 +
，俯仰角pitchangle = 90-/>
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在第三象限时，方位角horangle = 360 -
，俯仰角pitchangle = -（90 -/>
）；
在第四象限时，方位角horangle = 180 +
，俯仰角pitchangle =-（90 -/>
）；
本实施中，具有10km处关断干扰的功能设计，即由功能点2计算出两点间的距离
，当两点间的距离/>
小于10km的时候，主控单元自动发送关断干扰的命令给数字单元，从而达到关断对导弹头的干扰。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种舷外有源干扰方法，其特征在于，包括步骤：
显控单元实时接收外部控制台发送的导弹头GPS信息和主控单元发送的转台GPS信息，并将所述导弹头GPS信息发送给主控单元；
主控单元接收显控单元发送的导弹头GPS 信息，并向显控单元发送针对导弹头GPS信息的反馈信息；
显控单元根据所述反馈信息确认主控单元在预设的连续时间内是否正常接收到导弹头GPS信息，若是，则向主控单元发送执行外引导模式的第一控制命令；若否，则显控单元切换内引导模式，显控单元根据导弹头GPS信息计算导弹头轨迹并存储，根据导弹头轨迹计算转台待调整角度，并向主控单元发送第二控制命令，第二控制命令包括显控单元计算得到的转台待调整角度；
主控单元解析接收到的显控单元发送的控制命令，若为第一控制命令，则根据导弹头GPS信息和转台GPS信息，计算转台待调整角度发送给转台，生成干扰样式报文并发送给数字单元；若为第二控制命令，则将显控单元计算得到的转台待调整角度发送给转台，生成干扰样式报文并发送给数字单元；
转台根据接收到的主控单元发送的转台待调整角度，调整转台的角度，数字单元根据接收到的主控单元发送的干扰样式报文，驱动转台上设置的天线向导弹头发送相应样式的干扰信号或关断干扰信号；
所述内引导模式，包括步骤：
显控单元实时接收外部控制台发送的导弹头GPS信息和主控单元发送的转台GPS信息，根据导弹头GPS信息计算导弹头轨迹并存储，在任意时刻点，根据所述导弹头轨迹计算转台待调整角度，并向控制单元发送包括所述转台待调整角度的第二控制指令；
主控单元根据第二控制指令，向转台的驱动机构发送工作指令，通过驱动机构将转台调整到对应的角度；
所述主控单元接收到的显控单元发送的控制命令若为第一控制命令，则执行以下步骤，生成干扰样式报文和转台待调整角度：
每隔第一时间单元查询显控单元是否发送第一控制命令即干扰样式命令，如有，则解析显控单元发送的干扰样式命令，生成干扰样式报文；
每隔第二时间单元判断导弹头GPS信息是否变化，如有，根据转台信息和导弹头GPS信息进行解算，解算获得转台待调整角度，包括转台待调整的水平角和俯仰角，同时判断导弹头是否进入转台预设范围内，如果是，则主控单元将停止命令发送给数字单元，如果否，将生成的干扰样式报文发送给数字单元；
每隔第一时间单元判断转台GPS信息是否更新，若是，则将转台GPS信息发送给显控单元。
2.根据权利要求1所述的一种舷外有源干扰方法，其特征在于，在内引导模式下，显控单元根据实时导弹头GPS信息，判断导弹头是否进入转台预设范围内，如果是，则显控单元关断干扰，如果否，显控单元继续执行内引导模式。
3.根据权利要求1所述的舷外有源干扰方法，其特征在于，所述转台待调整角度按照以下步骤获得：
（1）根据将导弹头GPS信息和转台GPS信息，将导弹头和转台的经纬度和高度信息转化到空间直角坐标系中；
（2）将导弹头和转台的经纬度和高度信息从空间直角坐标系转化到站心直角坐标系中，站心直角坐标系以转台位置为原点，以转台所在平面
平面，/>
轴垂直于平面/>
；
（3）根据站心直角坐标系下，导弹头和转台的坐标，计算导弹头相对于转台所在平面的俯仰角和方位角，以及导弹头和转台之间的距离；
（4）在
平面上分象限进行讨论，得到转台待调整的方位角和俯仰角。
4.根据权利要求3所述的舷外有源干扰方法，其特征在于，所述步骤 （4）以如下方法分象限进行讨论，得到转台待调整的方位角horangle和俯仰角pitchangle：
在第一象限时，方位角horangle = 360 -
，俯仰角pitchangle = 90-/>
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在第四象限时，方位角horangle = 180 +
，俯仰角pitchangle =-（90 -/>
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其中，
和/>
分别为导弹头相对于转台所在平面的俯仰角和方位角。
5.一种舷外有源干扰系统，用于实现如权利要求1至4中任一项所述方法，其特征在于，包括：
显控单元，用于实时接收外部控制台发送的导弹头GPS信息和主控单元发送的转台GPS信息，并将所述导弹头GPS信息发送给主控单元，并接收主控单元发送的反馈信息；显控单元还用于根据反馈信息确认主控单元在预设的连续时间内是否正常接收到导弹头GPS信息，若是，则向主控单元发送执行外引导模式的第一控制命令；若否，则主控单元切换至内引导模式，主控单元根据导弹头GPS信息计算导弹头轨迹并存储，根据导弹头轨迹计算转台待调整角度，并向主控单元发送第二控制命令，第二控制命令包括显控单元计算得到的转台待调整角度；
主控单元，用于接收显控单元发送的导弹头GPS 信息，并向显控单元发送针对导弹头GPS信息的反馈信息；主控单元还用于解析接收到的显控单元发送的控制命令，若为第一控制命令，则根据导弹头GPS信息和转台GPS信息，生成干扰样式报文并发送给数字单元，计算转台待调整角度发送给转台；若为第二控制命令，则将显控单元计算得到的转台待调整角度发送给转台，生成干扰样式报文并发送给数字单元；
转台，其上设有驱动机构和天线，驱动机构用于根据接收到的主控单元发送的转台待调整角度，调整转台的角度；
数字单元，用于根据接收到的主控单元发送的干扰样式报文，驱动转台上设置的天线向导弹头发送相应样式的干扰信号或关断干扰信号。
6.一种计算机可读储存介质，其特征在于，所述计算机可读储存介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述方法。
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