AN/SLQ-32A(V)電子戰系統被設計成通過早期檢測導彈導引頭的射頻輻射對反艦巡航導彈(ASCM)的攻擊進行告警。AN/SLQ-32A(V)上報信號的輻射特性，比如頻率和功率、識別概率等，這些數據可以使雷達航跡圖更加完善。
安裝在LSD41級艦艇上的自防禦系統(SSDS)同步處理AN/SLQ-32A(V)上報包括識別概率的數據，和其他傳感器(雷達)上報的數據，合成為滾裝彈體導彈(RAM)最優作戰需要的輸入數據，最大限度提高艦艇生存率。
RAM是海軍艦艇自防禦對抗ASCM攻擊的重要資源。在APL開發的算法將AN/SLQ-32A(V)的數據高效集成到SSDS武器控制功能中，該算法已在自防禦測試船和LSD41級艦艇上的實裝測試中得到成功驗證。
簡介
LSD41級艦艇的作戰系統，即艦艇自防禦系統(SSDS) MK1，包含APL開發的先進的電子支援到雷達(ES-to-radar)的航跡關聯算法。該算法支持最新的滾裝彈體導彈(RAM)BLOCK 1，也增強了操作員的態勢感知。
LSD41級艦艇必須在濱海飛機和船舶密集的環境下防禦反艦巡航導彈(ASCM)的攻擊。LSD41用來檢測和跟蹤這些目標(飛機、艦艇、船舶、導彈等)的傳感器包括AN/SPS-49遠程預警雷達，密集陣近程防禦武器系統，AN/SPS-67搜索雷達，以及AN/SLQ-32A(V)電子戰系統。
基於各傳感器的輸入，SSDS Mk1 自動檢測哪一個航跡代表威脅目標，比如ASCM，然後分配武器與那些威脅交戰。安裝在LSD41級艦艇上用於作戰的基本自防禦武器是RAM制導導彈。
在SSDS中集成AN/SLQ-32A(V)，並在雷達航跡中關聯電子支援航跡的主要目的是支援RAM BLOCK 1的作戰運行，包括RAM發射時間和制導模式。電子支援航跡即被AN/SLQ-32A(V)檢測到的射頻信號，SSDS建立電子支援軌跡跟蹤文件，比如檢測到的方位、功率、頻率等等。
在ASCM進攻時，艦艇的生存率取決於很多因素，其中一個必須是RAM的初始狀態，這是由威脅目標軸上的電子支援數據決定的。由於APL進行的集成工作，用於支撐RAM的算法同樣可以顯著改善操作員的態勢感知和對自防禦作戰效率的評估。
APL開發的ES-to-radar航跡關聯算法在實驗室仿真和實裝測試環境中已成功用於支援RAM Block1的作戰中。最值得注意的測試是採用通用ASCM目標(比如飛魚和魚叉)和模擬目標(超音速目標)對安裝在自防禦測試船上RAM BLOCK 1運行評定試驗中的成功應用。
電子支援關聯
ES-to-radar航跡關聯和解析過程的目的是確定哪些電子支援和雷達的航跡可能是潛在的同一目標。ES-to-radar航跡關聯是在跟蹤航跡角(方位)中尋找候選航跡對的過程。解析是對關聯的候選航跡對進行提煉直到剩下一個，並最終得出兩個航跡真的代表同一個目標的過程。
當一個ES-to-radar航跡關聯被認為是該雷達航跡目標正好輻射AN/SLQ-32A(V)電子支援航跡的頻率時，該航跡關聯是“解析的”(圖1)。某目標是否輻射信號對SSDS選擇RAM Block1工作模式非常重要，同樣影響RAM Block0的初始化。
AN/SLQ-32A(V)提供給SSDS的電子偵察航跡代表戰區環境中目標上的輻射源。電子偵察航跡數據包括方位角，射頻頻率，接收信號的功率電平，掃描類型，脈衝重複間隔(PRI)，PRI類型，身份(敵方/友方/未知)，以及包括導彈，導彈發射平臺，搜索雷達等的識別。為了確認識別結果，AN/SLQ-32A(V)使用測量的頻率、PRI、PRI類型、掃描及掃描類型對輻射源數據庫進行檢索。
相對於雷達和現代電子偵察傳感器(比如正在開發的AN/SLY-2(V))來說，AN/SLQ-32A(V)測量的到達角精度差。將不精確的電子偵察方位角測量與精確的雷達數據進行關聯是困難的，尤其在普通的艦載作戰環境中，不確定的電子偵察航跡測量區域中會存在很多候選的雷達航跡，容易導致錯誤。
這是一個問題，因為SSDS需要知道被艦艇雷達傳感器檢測到的目標，比如ASCM，是否真的搭載了AN/SLQ-32A(V)檢測到的RF輻射源。即使電子偵察傳感器的測量精度很好，僅僅用方位角數據，電子偵察和雷達航跡虛假關聯的概率是很大的。
因此，為了獲取唯一的配對，SSDS基於測角關聯處理多個ES-to-radar航跡配對，而電子偵察的方位航跡較大的不確定度越來越導致一個雷達航跡會有幾個電子偵察航跡與其關聯。
RAM BLOCK1
為確保RAM Block1作戰正確運行，SSDS必須選擇適當的RAM制導模式。在LSD41級艦艇，這是通過專用的ES-to-radar航跡關聯算法實現的。這些算法被設計成在已知AN/SLQ-32A(V)的方位角精度和識別能力下提供最好的武器響應。RAM Block1系統具備射頻制導能力(雙模)，同樣具備紅外(IR)制導和攔截能力。這個新的模式即自主IR(AIR)模式。
AIR模式的一個優點是對非射頻輻射的目標，可以確保最大作戰範圍。對RAM Block0，交戰目標在RF信號強度不足，或者RF信號沒有被偵察到時，有足夠的時間逼近艦艇。
對於那些沒有檢測到射頻信號的目標，ASCM導引頭就有額外的時間開機，但在最小交戰距離和多個優先作戰目標，仍然有足夠的時間對RAM適當的初始化。對具備低功率RF的導引頭目標，額外的時間導致更短的交戰距離，因此在RAM彈出時需要增加信號強度。
所有這些情況的逼近開火距離都是預先確定的：實際上，如果射頻信號功率變得夠大，RAM會優先在此距離上發射。 因為AN/SLQ-32A(V) 檢測到微弱信號或未檢測到RF信號，RAM Block1 AIR模式將被選擇為在最大範圍對目標作戰，而不是允許目標逼近艦船。這是因為RAM Block1 AIR模式不需要目標主動輻射RF信號。隨後對ASCM射頻導引頭的檢測可引發雙模式引導的重新交戰。
鑑於RAM Block1 AIR模式對抗RF輻射和非RF輻射威脅類型是有效的，雙模式僅對具有有源RF導引頭有效，對被動目標無效。所以，作戰系統(以及艦艇)選擇正確的RAM引導模式是非常有用的。
RAM Block1同樣有“雙模式使能”能力，允許導彈在戰鬥中針對RF檢測情況從AIR模式切換到雙模式。SSDS也可以基於ES-to-radar航跡狀態和目標周圍的電子偵察環境的選擇模式。
基於作戰系統對目標是否輻射RF的決策，對RAM Block1引導模式進行選擇。對SSDS，這取決於解析ES-to-radar航跡關聯的能力。採用ASCM數據庫(威脅庫)可允許SSDS以低虛假率解析這些關聯。
運行軟件版本17.02的AN/SLQ-32A(V) 對每一個電子偵察航跡都上報輻射源識別候選結果給SSDS。這些候選結果都是在輻射源庫中檢索到的。在檢索中找到的多個輻射源候選結果，都上報給SSDS。這些關於電子偵察航跡的額外信息是SSDS Mk1解析算法的啟用數據。
所有存儲在AN/SLQ-32A(V)輻射源庫中的ASCM記錄，及相關情報都要重新檢索。這個威脅庫包括ASCM速度、最大射程，導引頭開機距離，以及通用飛行資料信息，比如海上漂浮船或潛水員。
通過RF檢測，AN/SLQ-32A(V)形成一個航跡，檢索數據庫得到可能的輻射源候選結果，上報給SSDS。SSDS找出作為特定ES航跡上報的任一個候選導彈的特性描述。將該特性描述與所有關聯的實時雷達航跡比較。
相對沒有通過比較測試的ES-to-radar航跡配對，SSDS給予通過比較測試的航跡配對較高的可信度。SSDS標識這些關聯為“威脅一致”的，比如，雷達航跡和電子偵察航跡都表徵威脅艦艇的目標，電子偵察的導彈航跡信息與雷達觀察結果不矛盾。
例如，AN/SLQ-32A(V)檢測一個雷達信號的頻率和脈衝重複週期與飛魚導彈導引頭很接近，於是上報飛魚導彈作為電子偵察輻射源候選結果給SSDS。此時，SSDS跟蹤到與電子偵察航跡相同方位，距離250kt的航空器向本艦飛來，那麼這些航跡將被關聯處理。
如果該雷達航跡速度比SSDS威脅庫中的飛魚導彈速度慢，則該關聯沒有被解析，即不是“威脅一致”的，並被給予較低的可信度。實際上，如果真的是飛魚導彈，她的飛行速度應該更快——如果其他準則都滿足(比如射程，方位，導引頭開機時間等等)——該關聯被解析並分類為“威脅一致”的。(雷達航跡和電子偵察航跡在方位上的接近程度同樣是確定解析狀態的一個因素)
SSDS MK1關聯算法設計成專門適應於使用RAM BLOCK1作為自防禦武器來增強艦艇生存率。對AN/SLQ-32A(V)上報特點以及關於SSDS關聯算法的RAM BLOCK1模式性能差異進行分析。
為了找到ES-to-radar航跡分辨方位門的大小，對RAM模式(雙模式或AIR)的效果確定，威脅目標特點(有源或無源)的確定，以及虛假電子偵察解析率的致命概率的確定進行了研究。(方位分辨門大小指可以被解析的兩個航跡在方位上的接近程度。)使用雙模RAM BLOCK1對抗威脅的致命概率值，Pk(dual)，和AIR模式，Pk(AIR)，只須根據威脅總和及其特徵進行假設，而無需進行大規模仿真。
通過參數分析來了解ES-to-radar航跡方位分辨門大小的性能行為。該分析的目的有兩方面：(1)找到方位分辨門大小和系統希望的性能之間的關係；(2)比較對假設性能的敏感性。基於這些研究，RAM交戰性能和ES-to-radar航跡關聯門大小之間的關係被用於選擇最適當的關聯解析閾值。
圖2所示為用於系統性能特點的參數分析技術。可以看到，如果在對抗RF輻射目標上RAM BLOCK1雙模和AIR模式沒有性能差異，不考慮對抗無源目標運行雙模的情況，最佳門大小將是0。相對AIR模式，雙模對抗射頻輻射目標性能較強，所以為了增強整個系統性能，非零的方位門是必要的。
整個性能峰值和優化的方位門選擇取決於RAM BLOCK1工作模式的性能差異。優化方位門曲線也在圖2中畫出。實際上，確定的性能差異只有在威脅對威脅基礎上才能知道。幸運的是，對電子偵察航跡錯誤識別，優化門大小的變動對希望的威脅類型(具備或不具備RF輻射)和希望的虛假分辨率是不敏感的。
圖2 最優門大小取決於RAM模式的實際差異。方位門大小的選擇由LSD41級艦艇的SSDS MK1要求的近程威脅特性，AN/SLQ-32A(V)上報目標特性，以及RAM模式的差異性決定。
態勢感知
如前所述，實驗室開發的關聯算法可以大大增強操作員評定戰區態勢的能力。所有電子偵察航跡在平面位置顯示器(PPI)視窗中顯示為長度變化的紅色方位線。在SSDS驗證系統中，這些方位線以PPI顯示的中心(本艦)為中心，並延伸到周邊，指示檢測到的射頻輻射信號的方位。
在SSDS MKI，電子偵察航跡方位線的長度會隨著它的威脅等級而變化——目標威脅等級越高，方位線越長。被AN/SLQ-32A(V)識別為導彈的電子偵察航跡將是一條全長的方位線。實際上，基於數據庫中的數據，如果該電子偵察航跡維持導彈識別的時間超出希望或合理的時間，該航跡將被SSDS標識為“過時的”，並在PPI上畫一根短的方位線。
此外，高可信度的關聯對將在PPI上高亮顯示，操縱員可以立即辨認出。對經過電子偵察航跡解析過的雷達航跡，一條紅色方位線將從雷達航跡符號開始一直延伸到PPI的邊界。
這種顯示電子偵察航跡的方式，操作員只需一瞥，不需要任何手動操作就可知道哪一個是被AN/SLQ-32A(V)檢測到的當前導彈威脅，那些是被檢測的和被關聯的提升了雷達航跡的可信度的，以及那些是被識別為導彈但維持時間較長超過了預期觀察時間的。這些變化都被成功採納和測試，當前部署在LSD41級艦艇上。
圖3為SSDS傳感器監視PPI顯示窗口。圖中有三個電子偵察航跡(紅色方位線)和兩個雷達航跡(綠色箭頭指示為未知飛行目標符號)。通過該顯示窗口，經過訓練的操作員可以立即知道AN/SLQ-32A(V)已識別兩個ES航跡為導彈，還有一個是非危險目標的電子偵察航跡。
此外，由於雷達航跡符號與電子偵察方位線是相連的，操作員知道SSDS會對ES-to-radar航跡配對具有高可靠性的一個進行標識。這告訴操作員ASCM攻擊可能性正在增加，提醒操作員觀察新形成的雷達航跡或評估該方位上的雷達航跡。
圖3 SSDS傳感器監視PPI顯示窗口上顯示了兩個逼近的雷達航跡和三個電子偵察航跡。一個電子偵察航跡是未知的，一個被識別為導彈但沒有與任何雷達航跡形成高可信度關聯，第三個被識別為導彈導引頭並自動關聯到高可信度目標。
電子偵察綜合的未來
在SSDS MKI 2和AN/SLY-2先進集成電子戰系統(將替換AN/SLQ-32(V))綜合集成的籌備中，APL已確定需求，使得艦艇作戰系統能夠發揮所有可用數據來提升態勢感知能力，進而提升艦艇和部隊的防禦能力。
AN/SLY-2是一個提供完全電子偵察能力的現代電子支援接收機。AN/SLY-2提升了電子偵察分類能力，並具有與雷達相當的方位和俯仰測量精度，進而提升SSDS對目標航跡的識別能力。
ES-to-radar航跡綜合將顯著提升：他們將以高正確分辨的概率進行相關，電子偵察的測量能夠更新關聯的航跡。因為AN/SLY-2能夠按變化的更新率(掃描雷達被限制為固定更新率)對輻射源目標更新，AN/SLY-2的更新能夠使SSDS保持對機動目標航跡的高可信度。
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