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. 它使军队和平民都能使用 空中交通管制 (ATC)讯问系统识别飞机, 车辆, 或者以友好的方式来判断他们的方位和距离. 这些系统是必要的,以防止友军射击,并通过探测危险和提供重要的决策洞察力来帮助消除伤亡.

美国军方, 随着北约, 在20世纪90年代开始开发一种新的安全模式,称为模式5. 它用于ATC系统,将取代当前的markxii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. Mode 5系统也采用了抗干扰技术, 在现有的空中交通管制(ATC)系统频率上增加额外的数据传输,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,需要对新的敌我识别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, 对ADS-B系统的测试也有类似的需求. 必须确保敌我识别系统能够在包括高密度和高容量空中交通场景在内的各种条件下有效运行. 这需要对大量多机系统进行大规模综合测试,为实时询问/接收系统生成信号.

在没有进行全面测试的情况下部署IFF和ADS-B系统,可能会导致在系统部署之前无法发现操作缺陷, 这导致了潜在的安全问题和部署后解决缺陷的巨大成本.

敌我识别库概述

为了满足这些需求, 可伸缩的开发了一个基于实时虚拟构建(LVC)的测试框架,称为IFF库. IFF图书馆具有以下功能:

  • 模式5敌我识别通信系统的高保真模型,包括squitter发射机和接收机的高保真模型,具有对所选AIMS和MIL-STD消息的正确数据结构和逻辑.
  • 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,在同一信道上合成模式5和ADS-B信号.
  • 与实时应用程序交互的外部接口,以显示由模拟飞机无线电生成的航迹.

为了确保敌我识别(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,使大量的多机系统产生实时询问/接收信号. 在没有进行全面测试的情况下部署IFF和ADS-B系统,可能会导致在系统部署之前无法发现操作缺陷, 这导致了潜在的安全问题和部署后解决缺陷的巨大成本. 同时, 在实际的飞机上测试这些系统的成本非常高,几乎可以模拟峰值使用.

可伸缩的公司已经设计并开发了一个全功能的IFF库(包括硬件)解决方案原型,包括以下主要组件:

  • JSTEN中的可扩展模式5模型实现,可以实时和有效地扩展,以评估1000+模拟发射机的场景
  • 一种软件定义的射频实现,用于与加密硬件集成的模式5射频注入
  • 所选SAF工具的接口(如.g.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1说明了IFF库的运作概念.

图1:使用敌我识别库对空中交通管制系统建模

在这种模式下,仿真可以由内部定义的运动或外部CGF工具驱动(如.g.(OneSAF),以真实地模拟给定作战场景下的飞机机动性.  ADS-B轨道也可以从美国联邦航空局下载并在模拟时间中回放.  在仿真中,由敌我识别(IFF)发射机发起的任何信息传输都受到基于平台和环境特征(包括飞机速度)的真实射频传播效应的影响, 天线类型, 和方向, 以及仿真中所述模拟发射机与所述实时接收机之间的传输路径中存在的地形障碍. 由此产生的路径损耗和信号衰减决定了消息是否被接收方接收以及它可能经历的传输延迟. 在模拟接收器成功接收到的信息可以选择性地通过运行模拟的机器和现场模式5接收器设备之间的同轴电缆连接注入到现场模式5接收器, 或通过实际的1030/ 1090mhz的空中传输,通过GNU无线电驱动软件定义的无线电硬件,如通用软件无线电外围设备(USRP).

请WM真人现场演示我们的敌我识别能力.

可伸缩的 已证明通信仿真技术用于规划和评估先进的大规模网络概念和架构. 可伸缩的已经为网络培训展示了最先进的基于仿真的解决方案 & 评估.