[发明专利]一种海防指挥控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种海防指挥控制系统，包括营级固定指挥所、营级指挥车、连级指挥车、综合保障连、探测装备和打击装备；平时通过营级固定指挥所指挥各类作战单元，营级指挥车作为备份；战时通过营级指挥车指挥各类作战单元；其特征在于，营级固定指挥所、营级指挥车和连级指挥车均设有主服务器和备用服务器；服务器群采用主备架构和主从架构：正常情况下访问主服务器，当主服务器故障时启用备用服务器，营级指挥车和连级指挥车构成主从服务器，当营级指挥车故障时，能将任意一个连级指挥车切换成营级指挥车；所述海防指挥控制系统具有数据接入模块、数据融合模块、目标威胁判断模块、报警信息处理与分发模块、火力规划模块、作战命令制定与分发模块和打击效果评定模块；

所述数据接入模块用于将探测装备获得的目标数据和设备状态数据通过无线通信方式传送给服务器；服务器进行分析计算，展现战场态势；

所述数据融合模块用于态势处理人员对来自不同探测装备的目标数据和运动轨迹进行融合处理；

所述目标威胁判断模块用于分析目标数据，区分敌我属性，对具有威胁的目标进行报警，对威胁等级进行排序；

所述报警信息处理与分发模块用于指挥员根据目标状态进行目标警示或转入火力规划；

所述火力规划模块用于决策者对威胁报警进行火力规划，并提交规划方案给指挥员；

所述作战命令制定与分发模块用于指挥员收到决策者规划方案后，制定命令并发送给下级，或者直接将命令发送给发射车打击目标；

所述打击效果评定模块用于探测装备再次探测，根据再次探测的目标数据与打击前获得的目标数据进行分析对比来评定打击效果，并再次进行威胁判断，循环再次探测、评定打击效果和进行威胁判断过程，直至威胁消失。

2.一种海防指挥控制方法，其特征在于，使用海防指挥控制系统进行控制指挥，海防指挥控制系统包括营级固定指挥所、营级指挥车、连级指挥车、综合保障连、探测装备和打击装备；平时通过营级固定指挥所指挥各类作战单元，营级指挥车作为备份；战时通过营级指挥车指挥各类作战单元；其特征在于，营级固定指挥所、营级指挥车和连级指挥车均设有主服务器和备用服务器；服务器群采用主备架构和主从架构：正常情况下访问主服务器，当主服务器故障时启用备用服务器，营级指挥车和连级指挥车构成主从服务器，当营级指挥车故障时，能将任意一个连级指挥车切换成营级指挥车；所述海防指挥控制方法包括数据接入、数据融合、目标威胁判断、报警信息处理与分发、火力规划、作战命令制定与分发、打击效果评定步骤；

所述数据接入包括将探测装备获得的目标数据和设备状态数据通过无线通信方式传送给服务器；服务器进行分析计算，展现战场态势；

所述数据融合包括态势处理人员对来自不同探测装备的目标数据和运动轨迹进行融合处理；

所述目标威胁判断包括分析目标数据，区分敌我属性，对具有威胁的目标进行报警，对威胁等级进行排序；

所述报警信息处理与分发包括指挥员根据目标状态进行目标警示或转入火力规划；

所述火力规划包括决策者对威胁报警进行火力规划，并提交规划方案给指挥员；

所述作战命令制定与分发包括指挥员收到决策者规划方案后，制定命令并发送给下级，或者直接将命令发送给发射车打击目标；

所述打击效果评定包括探测装备再次探测，根据再次探测的目标数据与打击前获得的目标数据进行分析对比来评定打击效果，并再次进行威胁判断，循环再次探测、评定打击效果和进行威胁判断过程，直至威胁消失。

3.根据权利要求2所述的海防指挥控制方法，其特征在于，当多个探测装备同时发现目标时，首先进行目标数量、类型的融合，其融合过程遵循以下原则：

目标分类融合原则，同时发现水面和水下两类目标，首先对水面和水下两类目标分别进行融合；

目标相关性分析原则，同类目标进行相关性分析研究，结合探测装备系统性能和目标误差范围信息，对目标相关性进行分析，对一定位置范围内的目标进行归一处理；

目标连续性分析原则，结合目标类型、目标速度和目标特性以及水面或水下目标数量的变化，分析目标状态的转换和位置的变化的可能性；

多信息源综合处理原则，雷达信息和声纳信息相融合，采用尽可能多的探测装备，对目标位置进行融合；

补充信息源的融合原则，当探测装备发现目标信息不能确定目标类型或位置信息时，发射悬浮式探测声呐或施放远程红外监控系统对目标进行进一步识别、探测和融合。

4.根据权利要求2所述的海防指挥控制方法，其特征在于，所述目标威胁判断根据海防指挥控制系统内的探测装备发现的鱼雷、潜艇或不明水下物体的具体位置和运动状态信息，判断它们对保护目标的威胁等级，威胁判断模型如下：

1)潜艇目标威胁判断模型

鱼雷攻击极限射距：为保证保护目标免遭鱼雷攻击，潜艇位置应在被保护目标的极限射距圆外，此时，被保护目标是安全的，否则，将存在潜艇随时对被保护目标进行攻击的可能；

对海上航行舰船保护时鱼雷攻击极限射距：首先确定潜艇使用鱼雷攻击被保护目标的极限射距圆，当被保护目标为舰船时，鱼雷攻击极限射距Dl由以下公式确定：

m＝Vb/Vl.............................(1.4)

式中Qw——潜艇在被保护舰船的舷角，单位°

Dls——鱼雷最大航程，单位km

Dz——鱼雷追踪航程，单位km

Ra——鱼雷自导作用距离，单位km

Vb、Vl——舰船速度、鱼雷速度，单位kn

K——鱼雷弹道系数

Dl——鱼雷攻击极限射距，单位km

——鱼雷相对舰船的正常提前角，单位°

m——速率比，即舰船速度和鱼雷速度之比

利用上式可求得对应不同舷角Qw时鱼雷攻击的极限射距，Dl0为潜艇在被保护舰船舷角为0度时的极限射距，Dl1为潜艇在被保护舰船舷角为180度时的极限射距，则极限射距圆半径R_l为：

R_l＝0.5(Dl0+Dl1)..........................................(1.5)

圆心O_l坐标为(0,Dl0-Rl)

R_l为极限射距圆半径，单位km

Dl0为潜艇在被保护舰船舷角为0度时的极限射距，单位km

Dl1为潜艇在被保护舰船舷角为180度时的极限射距，单位km

对固定港口或码头舰船保护时鱼雷攻击极限射距：被保护目标为固定港口或码头舰船目标，则鱼雷攻击极限射距即为鱼雷的最大航程，即Dls；

2)威胁等级判断模型

对海上航行舰船的威胁等级判断模型：根据潜艇速度Vm和被保护舰船速度Vb的关系，分析潜艇对被保护舰船的威胁情况，并确定威胁等级判断模型；当Vm＞Vb时，潜艇在被保护舰船任意方向或舷角均构成威胁；潜艇对被保护舰船的威胁情况分为两种情况，一种是潜艇在极限射距圆内，即在近程警戒半径圆内，随时可能对被保护舰船发起鱼雷攻击，为一级威胁；潜艇在极限射距圆外，由于潜艇速度大于被保护舰船速度，潜艇可在一定时间内对被保护舰船发起攻击，为二级威胁；

当Vm≤Vb时，通过潜艇位置相对被保护舰船的舷角来判断是否处于潜艇的鱼雷威胁区；潜艇对被保护舰船可攻击的极限舷角X_θ由以下公式确定：

式中Vm为潜艇的速度，单位kn

Vb为被保护舰船的速度，单位kn

R_l为极限射距圆半径，单位km

d为潜艇与被保护舰船的距离，单位km

Vt为鱼雷速度，单位kn

航渡过程中，如果被保护舰船在极限射距圆半径R_l内，潜艇随时可能发射鱼雷对被保护舰船发起攻击，则潜艇对被保护舰船构成直接威胁，潜艇威胁等级为一级；如果被保护舰船在极限射距圆半径外，且潜艇在极限舷角X_θ内，如果被保护舰船继续航行，当被保护舰船进入极限射距圆半径以内时，潜艇随时可能发射鱼雷对被保护舰船进行攻击，即潜艇对被保护舰船构成潜在威胁，潜艇威胁为二级；如果潜艇在威胁扇面范围外，对被保护舰船不构成威胁，潜艇发射的鱼雷不可能对被保护舰船进行攻击，则潜艇威胁为三级；

对固定港口或码头舰船保护的威胁等级判断模型：分为两个等级，当潜艇距离不大于鱼雷最大航程即Dls时，可随时对被保护港口或码头舰船发射鱼雷进行攻击，为一级威胁；当潜艇距离大于鱼雷最大航程即Dls，则为二级威胁；

鱼雷目标威胁等级模型：当探测装备发现一批鱼雷目标对港口或码头舰船进行攻击时，为最高水下威胁目标，即高于任何其它水下威胁目标确定为一级威胁；

如果同时发现两批以上鱼雷目标，按照鱼雷目标距离的远近，或按照鱼雷目标到达港口或舰船保护目标的时间长短进行排序，或按照鱼雷目标的航行噪声大小和/或变化规律确定；鱼雷目标距离越近，到达时间越短，或鱼雷目标航行噪声由小变大，则鱼雷威胁排序越靠前；

不明目标威胁等级模型：除潜艇和鱼雷目标外，发现不明水下威胁目标时，威胁等级为三级以上；当发现多批不明目标时，其威胁排序按照不明目标的距离远近，其威胁排序按照由近及远的方法进行排序确定。