有关模型的舰船电子对抗系统工程研究与应用

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1、有关模型的舰船电子对抗系统工程研究与应用舰船电子对抗系统是舰船平台上为完成特定电子对抗作战任务，由若干不同功能的电子对抗设备、器材和其它相关设备组成的统一协调的一类复杂系统。舰船面临反舰导弹、机载火控雷达、多功能雷达、预警雷达和战术通信与数据链的威胁日益严峻，作战区域用频装备密集、频谱交织严重、电磁环境复杂、强度动态变化，环境，与作战环境的日趋复杂相适应，舰船电子对抗系统的装备和技术复杂程度也在不断提高，涉及的人员、专业、单位众多，系统集成难度加大，交付要求越来越高。　　因此，如何更快、更好地满足用户需求完成舰船电子对抗系统的设计和集成工作，同时又能使系统具有良好

2、的保障性是摆在系统设计人员面前的一大难题。目前，国外应对这一挑战的做法是利用基于模型的系统工程方法进行系统体系架构的设计和验证。　　本文在对基于模型的系统工程方法的应用进行回顾的基础上，对舰船电子对抗系统中基于模型的系统工程方法的应用进行了初步研究，并介绍了本文具体使用的Harmony基于模型的系统工程方法，最后结合Rhapsody工具的使用对Harmony方法的具体应用进行详细说明，验证了基于模型的系统工程方法在舰船电子对抗系统设计中的应用。　　1基于模型的系统工程　　1940年，美国贝尔公司实验室的E.C.莫利纳(ECMolina)和丹麦哥本哈根公司的AK厄朗

3、(AKErlang)第一次提出系统工程这一名词。后来，美国质量管理学会系统工程委员会、我国著名科学家钱学森在《组织管理的技术-系统工程》中对系统工程学或系统工程方法做了定义和说明，该方法是一种应用科学知识研究、设计和制造系统的科学方法。系统工程包括系统分析、系统设计和系统综合三部分，资料分析表明，系统工程方法在都江堰工程、制造原子弹的曼哈顿计划、北极星导弹核潜艇计划、阿波罗登月计划等得到了有效应用和验证。　　同时，模型以直观、无歧义、模块可重用等优点在软件、电子等工程领域得到了快速应用。国际上用于系统建模的主要建模语言有IDEF、SysML、UML等，其中基于模型

4、的系统工程标准化建模语言SysML更加适合系统建模。该语言是国际系统工程理事会(INCOSE)与对象管理组织(OMG)共同推出的一种标准系统描述语言，具有规则简单、易于理解等特点，支持任何系统工程过程和方法，同时又独立于任何过程和方法，能对各种系统工程的各种问题建模，是系统工程领域推广的标准系统建模语言。通过建模解决工程问题具有缩短设计周期、提高信息精确性、易升级维护等优点。当然，建模并不能代替创造性的工程思考与解决问题。　　IBMRational集成系统/嵌入式开发流程Harmony应用SysML语言为从事船舶设计制造行业或其它领域的系统工程人员提供了详细的、易

5、于操作的流程指南。它从系统工程的视角出发，以工作流的方式，解剖了系统开发的前期系统工程的工作任务、责任范围，为系统的后续开发、确认和验证，提供了无缝衔接。　　图1采用典型的系统工程V模型展示了Rational集成系统/嵌入式软件开发流程Harmony，V模型的左侧描述的是自顶向下的从需求分析、功能分析、设计综合、软件分析设计到软件实施和单元测试的设计流，V模型的右侧展示了自底向上从单元测试、模块集成测试、子系统集成测试到最终系统验收测试的测试流。Harmony是IBMRational在系统工程行业的最佳实践，其流程包含两个子流程:Harmony/SE(系统工程)和

6、Harmony/ESL，需求管理工具选用IBMRational公司的Doors软件，模型开发工具选用Rhapsody软件。　　2.1系统需求分析　　系统需求分析阶段的首要工作是分析和筛选舰船电子对抗涉众需求，处理得到系统需求规格，即定义系统的功能需求以及服务需求的质量。为了确保系统需求的完整性，并且满足用户及投资人的需求与规范，可以利用需求管理软件实现系统需求和用户需求的关联。　　然后，定义系统用例或者说是系统状态与模式，并关联功能/性能需求到系统用例。根据系统架构定义，排忧和组织系统用例。在舰船电子对抗系统设计中，我们可以将电子对抗系统按照对空作战和对海作战进行

7、用例划分。其中，对空作战任务剖面可划分为远程电子侦察监视、远程电子对抗、中程电子对抗和末端反导对抗，对海作战任务剖面可划分为超视距电子侦察、视距内电子侦察、视距内电子干扰等。为保证所有的功能性需求和相关的性能需求由这些用例所覆盖，跟踪性连接要分别对应建立起来，可以使用相应的系统建模工具进行。　　2.2系统功能分析　　系统功能分析阶段的重点是基于用例系统将功能需求转化为一个连贯的系统功能操作。功能分析阶段将对系统功能进行详细分析和分解并将最终经过功能分析确认的需求进行重新分解，其成果是经过确认的功能阶段的用户需求以及可执行的功能分析模型。围绕着舰船实施电子对抗的对空

8、和对海两个