舰艇编队协同对空电磁对抗优化方法与流程

本发明涉及电子对抗，具体涉及舰艇编队协同对空电磁对抗优化方法。

背景技术：

1、现代海战中，舰艇编队面临的空中威胁日益复杂，敌方常利用预警机雷达、火控雷达、末制导雷达等多种辐射源协同工作，完成搜索、跟踪、引导攻击和末端打击等战术任务。为提升生存能力，编队需实施协同电磁干扰，以破坏或削弱敌方雷达网络对己方的探测与锁定。

2、现有协同干扰方法多基于预设规则或集中式优化调度。预设规则难以适应动态变化的威胁模式；集中式优化则依赖可靠的中心节点和全局信息，在强对抗环境下存在单点脆弱性，且实时性受限；部分基于强化学习的方法虽然能在线学习，但大多未考虑舰艇间电磁兼容的严格约束，可能导致互扰或自扰，无法保证实际部署的安全；同时，这些方法缺少对敌方战术意图的深层推理，策略往往只是被动响应，缺乏预见性，干扰资源利用率低。

3、因此，亟需一种既能实时推理敌方意图、驱动协同决策，又能确保电磁兼容安全的舰艇编队协同对空电磁对抗优化方法。

技术实现思路

1、为此，本发明提供舰艇编队协同对空电磁对抗优化方法，以解决现有技术中的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种舰艇编队协同对空电磁对抗优化方法，包括以下步骤：

4、步骤1，对各舰载电子支援系统截获的空中辐射源信号进行分选识别，获得辐射源型号、工作模式及模式切换序列；

5、步骤2，利用隐马尔可夫模型对各辐射源的工作模式序列建模，计算当前时刻各辐射源处于不同工作模式的滤波概率；

6、步骤3，通过贝叶斯网络，以所述滤波概率为软证据，并结合辐射源平台的运动学特征，推理敌方平台战术意图的后验概率分布，所述战术意图至少包括搜索、跟踪、引导攻击和末制导；

7、步骤4，以所述敌方平台战术意图的后验概率分布为各辐射源的压制权重，并以最小化敌方多传感器网络对编队的综合探测概率为目标，建立分布式协同干扰优化模型；

8、步骤5，采用联邦安全强化学习框架求解所述协同干扰优化模型，并生成安全动作；

9、步骤6，各舰根据所述安全动作生成并发射干扰信号；

10、步骤7，实时评估干扰效果，若综合探测概率降至阈值以下或威胁解除，则结束，否则返回步骤2继续推理与优化。

11、进一步的：所述协同干扰优化模型的决策变量包括各舰干扰波束指向、干扰功率、干扰样式和时隙分配；协同干扰优化模型的约束条件包括各舰干扰资源上限、己方用频设备保护频段、舰间电磁辐射安全裕度以及基于意图概率的优先压制约束。

12、进一步的：所述贝叶斯网络的节点包括敌方平台意图、各辐射源工作模式状态、航路捷径变化趋势和平台高度/速度变化，条件概率表基于战术规则构建，推理采用联合树算法。

13、进一步的：采用深度确定性策略梯度算法，各舰维护actor网络和critic网络；训练时，critic网络获取全局观测与联合动作，执行时仅需局部观测；为满足约束，在actor网络输出与执行之间插入安全约束投影层。

14、进一步的：所述安全约束投影层执行以下修正中的至少一种：

15、频率约束，若干扰频段与己方保护频段重叠，则切换干扰样式或调频至安全频段；

16、等效干扰强度约束，按下式估算干扰信号在邻舰接收天线处的等效接收干扰强度；

17、；

18、其中，为干扰机发射功率；为干扰天线增益；d为舰间距；为邻舰接收天线增益；

19、若超过预设的等效干扰强度安全阈值，则令修正发射功率；进行等比缩减；

20、波束互扰约束，若干扰波束指向与友舰方向夹角小于保护角，则旋转波束至保护角外。

21、进一步的：所述局部观测包括本舰相对辐射源的距离与方位、辐射源意图概率、邻舰位置和本舰可用干扰资源。

22、再进一步的：所述隐马尔可夫模型的状态集包括搜索、边扫描边跟踪、单目标跟踪、连续波照射和静默，观测矩阵融入esm识别置信度，前向算法用于在线滤波。

23、本发明具有如下优点：本发明将隐马尔可夫模型与贝叶斯网络结合，从辐射源工作模式序列和平台运动特征中在线推理敌方战术意图，使干扰决策具备预见性，显著提高资源利用效率；采用联邦安全强化学习框架，既实现了多舰分布式协同决策，避免中心节点瓶颈，又通过安全约束投影层从机理上杜绝违反电磁兼容和辐射安全的干扰动作，确保方法可在真实编队中安全部署。

24、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述。

1.舰艇编队协同对空电磁对抗优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的舰艇编队协同对空电磁对抗优化方法，其特征在于，所述协同干扰优化模型的决策变量包括各舰干扰波束指向、干扰功率、干扰样式和时隙分配；协同干扰优化模型的约束条件包括各舰干扰资源上限、己方用频设备保护频段、舰间电磁辐射安全裕度以及基于意图概率的优先压制约束。

3.根据权利要求1所述的舰艇编队协同对空电磁对抗优化方法，其特征在于，所述贝叶斯网络的节点包括敌方平台意图、各辐射源工作模式状态、航路捷径变化趋势和平台高度/速度变化，条件概率表基于战术规则构建，推理采用联合树算法。

4.根据权利要求1所述的舰艇编队协同对空电磁对抗优化方法，其特征在于，采用深度确定性策略梯度算法，各舰维护actor网络和critic网络；训练时，critic网络获取全局观测与联合动作，执行时仅需局部观测；为满足约束，在actor网络输出与执行之间插入安全约束投影层。

5.根据权利要求4所述的舰艇编队协同对空电磁对抗优化方法，其特征在于，所述安全约束投影层执行以下修正中的至少一种：

6.根据权利要求4所述的舰艇编队协同对空电磁对抗优化方法，其特征在于，所述局部观测包括本舰相对辐射源的距离与方位、辐射源意图概率、邻舰位置和本舰可用干扰资源。

7.根据权利要求1所述的舰艇编队协同对空电磁对抗优化方法，其特征在于，所述隐马尔可夫模型的状态集包括搜索、边扫描边跟踪、单目标跟踪、连续波照射和静默，观测矩阵融入esm识别置信度，前向算法用于在线滤波。