教材节选：目标运动分析（TMA）系统

1.3.1 方位（Bearing）
方位简单来说是目标的方向，在主要使用线导鱼雷的现代核潜艇上，TMA 中主要使用的是真实方位，而在使用传统直航式鱼雷时，由于其鱼雷射击指挥仪的关系，还会涉及到其他概念，在本节中都加以介绍。
需要注意的是，所有方位定义都从其起始点按顺时针计算。
1.3.1.1 定义
方位线（Line of bearing）：目标和本艇位置的连线。
真方位（角） （True bearing）：真北与目标方位线之间的夹角。除非特别说明，我们所说的方位均为真方位。
相对方位（角） （Relative bearing）：本舰航向与方位线之间的夹角。
反真方位（角） （Reciprocal bearing）：任何已知方位加上（或减去，视情况而定）180 即为反真方位角，在下图中可见对A 舰来说，B 舰的真方位为130，130 的反真方位为310，因此对B 舰来说，A 舰的真方位为310，这就是真方位的义。
目标夹角（Target angle）本舰相对于目标的相对方位，它是目标航向以顺时针方向与方位线之间的夹角。



1.3.1.2 换算公式
通过使用下面的方程，可以根据已知的方位和本舰
航向计算出真方位或相对方位。
A. 目标的真方位（TB）等于目标相对方位（RB）与本舰航向（SH），即TB = RB + SH，若和超过360，则减去360。
B. 相对方位（RB）等于真方位（TB）与本舰航向（SH）之差，即RB = TB - SH，若SH 大于TB，则结果在加360。
使用下列公式计算目标夹角：
目标夹角等于目标真方位（TB）加（或减）180 减目标航向（TCO），即TA = TB + 180 - TCO，例如，设目标真方位为100，航向240。100 + 180 - 340 + 360（因此处280 < 340）= 300。

1.3.2 目标的相对运动状态
目标相对于本艇的运动状态在水平面投影上形成以下三种关系：

1.3.3 目标运动分析的过程
A. 在通过声呐或其他被动警告装置发现目标后连续跟踪，结合本艇的运动轨迹，取得目标方位线组。
在现代自动化程度比较高的潜艇上，通常由探测系统以两分钟的时间间隔自动输入目标运动分析系统；
B. 在条件许可的情况下可通过目标的声纹特征、雷达信号或主动声呐频率、甚至潜望镜观察进行识别，将艇载目标识别数据库中的TPK 值输入DEMON，从而获取目标航速，在获取目标航速的基础上，TMA 的工作将会非常容易；
C. 对目标运动进行初步分析后，采取最佳机动方案，以占领更适于探测和跟踪的阵位，获得更多有利于目标运动分析的数据；
D. 在TMA 工作站上利用轨迹尺和目标方位线组找到目标在所代表时间段内的运动要素。将轨迹尺放到正确的位置上，使其每个刻度与已知对应的方位线相吻合，获得以下数据：

目标平均航速 = 标尺总长度/其对应的总时间长度
目标平均航向 = 标尺的箭头方向
目标（最后一次信号取得的时间）方位 = 最后一条方位线的方位
目标位置（同上） = 标尺最后一个刻度的位置



1.3.4 相对运动状态与目标方位线组的关系
在现代潜艇的TMA 工作中，通常由探测系统将目标信号方位线和本艇运动轨迹相结合，输出一个平
面上的方位线组，在假设目标和本艇均为匀速直线运动的前提下，根据相对运动状态的区别，可得出以下
三种理想状况：



讨论：
经过建立数学模型研究，在仅有目标方位线而没有其他数据（诸如目标航速，距离）的情况下，通过相互平行或近似平行的方位线组很难获得正确的目标运动分析解算。因此，应当尽可能地形成反向或者领先的目标相对运动状态。
由于在现实世界，特别是交战或对抗性行动中，目标（特别是潜艇）很难长时间保持匀速直线运动以满足本艇TMA 的需求，因此，在实践中我们要求只采用10min 内的4-5 条方位线来，以尽可能地减小目标转向、变速对TMA 造成的影响。

1.3.5 TMA 机动准则
在上文中我们提到，反向和落后这两种目标相对运动状态最利于进行TMA 解算，但是应当注意，这两种情况的目标方位线组有同样的构成和时间-方位线关系，因此，对目标航向的判断直接影响到能否正确进行目标运动分析解算的前提。同时，由于分析时间所限，必须尽可能4-5 条方位线形成一个特异性很强的组合，比如一部分交于一点或类似一点，另一组则构成与之平行的关系，这在没有目标航速数据的情况下尤为重要。此外，在TMA 过程中，也应当注意保持与目标的声呐、被动探测接触。



基于以上三个理由，进行目标运动分析时应当采取的运动准则如下：
A. 发现目标后转入垂直于方位线的航向，提高到能保持声呐接触的最大速度，以便使下一条方位线具有更大差异；
B. 每间隔2-4 分钟即转向180，使得STA 得到最根本的改变；
C. 转向时应当注意有效声呐阵列的相对位置，保证声呐不丢失目标信号总而言之，这个机动准则下形成的本艇轨迹为以方位线为轴心的“Z”字型路线，另外，在已经明确
判断目标相对运动状态的情况下，可以采取高速直线机动。

1.3.6 主动声呐反向定位
利用目标的主动声呐对其进行反向定位，收到目标发出的主动声呐脉冲信号后，先在主动声呐截获装置上标示其方位，以垂直于该方位的航向机动，在不影响声呐接受的前提下尽可能地加速。目标再次发射脉冲信号时，可得到两条差异较大的方位线，以此类推，可以快速获得目标运动要素。这在规避来袭主动声自导鱼雷时特别重要。

1.3.7 反TMA 措施
在实战中，交战双方面临的主要问题都是对目标的识别、探测和跟踪，对于使用线导鱼雷的潜艇，准确的TMA 意味着正确的鱼雷航速、开机距离设定和相应的攻击方案，而对于使用反潜导弹的潜艇来说更为重要。因此，采取各种措施干扰对方的TMA 努力是非常有必要的。
根据TMA 的原理，我们得出以下几种反TMA 措施：
A. 避免或摆脱对方声呐探测：包括保持低航速、改变温层、投放气幕弹隔绝潜艇特征噪声、利用其他船只噪声掩盖本艇噪声、避免使用主动探测设备；
B. 因对匀速直线运动目标的TMA 最少需要三条方位线，在不超过6 分钟的时间间隔内应当，大幅度改变运动状态，使对方无法获得正确解算；
C. 投放具有本艇声学特征的被动声呐诱饵，在短时间内可迷惑对方产生错误判断；
D. 采用更激烈的对抗措施，比如鱼雷、UUV 探测，迫使敌方规避、脱离接触。

1.3.8 现实世界的TMA
与我们很多人想象的不同，即便计算机和自动化技术相当发达美国的潜艇部队，其TMA 的工作主要还是有人工完成，这也是间隔2 分钟标定一条方位线的原因。这种使用一张白纸、一支铅笔、方位绘图工具和一组直尺的艺术起源于第二次世界大战，延续到今天，已经有半个多世纪了。基于艇载计算机性能的不稳定性和计算程序的可能错误，更主要是基于对训练有素的艇员的信任，TMA 在美国海军成为重要的训练科目和基本功。在潜艇上，由15 人以上的不同小组同时进行这个工作，包括火力控制部门、航海部门
和声呐部门，他们使用的方法都类似，但也各有侧重。
一个美国潜艇老兵说，他退役之后仍旧每天使用TMA 的方式思维，对周围的运动物体做出分析和判断，这对于我们模拟潜艇兵来说，是很值得借鉴的练习方法。在步行时观察某个移动物体，研究其相对运动关系以及方位线的变化，找出其中的规律，在平时以TMA 的方式思维，在对战中借鉴平时观察所得的经验，相信很快能掌握手工TMA 的诀窍。