识别,敌我识别(IFF)建模

2021年8月24日 由莱斯利·普洛

识别, 敌我识别(IFF)是一种用于指挥和控制的飞机识别系统. 它使军事和民用都成为可能 空中交通管制 (ATC)询问系统识别飞机, 车辆, 或友军,以确定他们的方位和距离. 这些系统是必要的,以防止友军火力和帮助消除伤亡,通过检测危险和提供重要的洞察决策.

美国军方, 随着北约, 在20世纪90年代开始开发一种新的IFF安全模式,即mode 5. 它用于ATC系统,将取代当前的Mark XII波形. 模式5使用现代调制, 编码, 以及克服Mark XII波形的性能和安全性限制的加密技术. 另外, 模式5系统提供扩展的数据处理能力,以安全地传递GPS位置坐标和其他扩展数据. 模式5系统也使用干扰减少技术, 允许额外的数据传输覆盖现有的空中交通管制(ATC)系统频率,而不会显著增加干扰.

其目标是提供增强的性能、安全性和扩展的数据处理能力. 因此, 在广泛部署该技术之前,需要对新的IFF系统和测试支持设备进行全面测试. 在平民方面, the Federal Aviation Administration (FAA) has m和ated the use of Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B) for civilian ATC systems; therefore, 测试ADS-B系统也存在类似的需求. 必须确保IFF系统能在各种情况下有效运作,包括高密度和高流量的空中交通情况. 这需要大量的多架飞机系统为实时询问器/接收机产生信号,进行全面的大规模测试.

IFF和ADS-B系统在没有进行这种全面测试的情况下部署可能会在系统部署之前未发现操作缺陷, 导致潜在的安全问题和解决部署后缺陷的巨大成本.

敌我识别库概述

为了满足这些需求, 可伸缩的开发了一种基于实时虚拟构建(LVC)的测试框架,称为IFF库. IFF图书馆具备以下功能:

  • 模式5 IFF通信系统的高保真模型,包括一个高保真噪声发射机和接收机的模型,为选定的AIMS和MIL-STD消息提供正确的数据结构和逻辑.
  • 等效民用自动依赖监视-广播(ADS-B)模型和混合ADS-B和模式5传输的能力.
  • 软件定义无线电(SDR)功能,合成模式5和ADS-B信号在同一通道.
  • 与实时应用程序互操作的外部接口,以显示由模拟飞机无线电产生的轨迹.

为了确保IFF系统能在各种条件下有效运行,必须进行大规模的综合测试,使用大量的多个飞机系统为实时询问器/接收机产生信号. IFF和ADS-B系统在没有进行这种全面测试的情况下部署可能会在系统部署之前未发现操作缺陷, 导致潜在的安全问题和解决部署后缺陷的巨大成本. 同时, 在接近模拟高峰使用规模的任何地方,用现场飞机测试这些系统的成本太高.

可扩展公司设计并开发了一个IFF图书馆的全功能原型(包括硬件)解决方案,包括以下主要组件:

  • JSTEN中可扩展的Mode 5模型实现,可以实时有效地运行,以评估1000多个模拟发射器的场景
  • 一个软件定义的无线电实现模式5射频注入与加密硬件集成
  • 选择SAF工具的接口(e.g., OneSAF)支持动态平台位置更新和潜在的流量输入
  • 场景可视化界面
  • 详细的数据收集和测试报告生成能力

用例

图一显示IFF图书馆的运作概念.

图1:利用IFF图书馆建模空中交通管制系统

在这种模式下,仿真可以由内部定义的运动或外部CGF工具(e.g.以真实地模拟给定作战场景下的飞机机动性.  ADS-B音轨也可以从FAA下载,并在模拟时间内重放.  仿真中由IFF发射机发起的任何消息传输都会受到基于平台和环境特征(包括飞机速度)的真实RF传播效应的影响, 天线类型, 和方向, 以及由于地形而存在于仿真发射机与仿真中实况接收器的表示之间的传输路径中的障碍. 由此产生的路径损耗和信号衰减决定了是否在接收端接收到该消息以及它可能经历的传输延迟. 在模拟接收器成功接收到的消息可以选择性地然后通过在运行模拟的机器和实时模式5接收器设备之间的同轴电缆连接注入到实时模式5接收器, 或者通过GNU Radio驱动的软件定义的无线电硬件,如通用软件无线电外设(USRP),以1030/ 1090mhz的实际无线传输.

请WM真人现场演示我们的敌我识别能力.

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