基于多偵察資源的電子偵察作戰(zhàn)效能評估模型

戎華，陳求，楊熙

（1.海軍大連艦艇學院，遼寧大連116018；2.解放軍91278部隊，遼寧大連116018）

基于多偵察資源的電子偵察作戰(zhàn)效能評估模型

戎華1，陳求1，楊熙2

（1.海軍大連艦艇學院，遼寧大連116018；2.解放軍91278部隊，遼寧大連116018）

現代戰(zhàn)爭戰(zhàn)場環(huán)境越來越復雜，準確發(fā)現目標的難度越來越大，靠單偵察設備獨立完成偵察任務已難以滿足作戰(zhàn)需要。通過建立多偵察資源的電子對抗偵察效能評估模型，對來自同一作戰(zhàn)平臺的不同偵察設備和來自不同平臺的偵察設備的數據進行融合，最大限度地發(fā)揮各偵察設備的作戰(zhàn)效能，為決策者提供作戰(zhàn)使用依據。

偵察設備，偵察效能評估模型，數據融合

0 引言

隨著海戰(zhàn)場環(huán)境日益復雜，艦船受到來自空中、水面、水下和岸上等多層次多維威脅和縱深飽和攻擊，這對艦載電子對抗偵察設備提出了更高的要求，一方面作戰(zhàn)平臺僅靠單一的艦載電子對抗偵察設備來獲取作戰(zhàn)信息已難以滿足作戰(zhàn)需要，必須裝備更多的電子偵察設備，完成不同戰(zhàn)場態(tài)勢下的作戰(zhàn)任務；另一方面編隊多作戰(zhàn)平臺也面臨著偵察資源的分配使用問題，這就要求平臺中必須裝備更多的電子偵察與探測設備，使指揮員可以根據電子戰(zhàn)作戰(zhàn)任務選擇要使用的電子偵察設備。指揮員選擇作戰(zhàn)通道中具體偵察設備的依據將建立在多偵察設備效能評估基礎上，從而帶來對多偵察資源的偵察效能分析問題。因此，建立多偵察設備效能評估模型是一個亟需解決的難題，該評估模型主要涉及3個內容，一是建立偵察效能評估模型，解決評估方法問題；二是偵察資源的關聯問題，保證融合數據來自于同一時刻同一目標；三是偵察資源數據的融合算法，解決多偵察資源數據的處理方法，本文重點探討多偵察設備效能評估方法及數據融合算法。

1 多偵察設備效能評估模型

電子戰(zhàn)作戰(zhàn)行動效果與電子偵察裝備的效能發(fā)揮有重大關系，多偵察資源由于所得目標信息量的增多，融合后數據測量的誤差值減小，對目標識別概率也會更高、更準確。武器裝備作戰(zhàn)效能評估方法很多［1-3］，但應用于電子偵察作戰(zhàn)效能的評估還必須結合裝備的特殊性。由于多偵察設備效能評估涉及因素很多，評估時必須首先建立偵察設備效能評估指標體系與評估模型，在此基礎上，對所選擇的多偵察資源數據進行融合，并將融合后的指標值應用于評估模型，獲得多偵察資源的偵察效能，評估采用WSEIAC模型進行評估［4-5］，偵察效能評估指標體系如圖1所示：

其中：E：系統(tǒng)效能向量；A：系統(tǒng)可用性；D：系統(tǒng)可靠性；C：系統(tǒng)能力矩陣。該方法中系統(tǒng)可用性、可靠性變化不大，其值接近于1，重要的是能力C的計算。

1.1 能力矩陣C

從雷達偵察裝備效能評估指標體系看出，能力C與偵察截獲能力、信號分析識別能力有直接關系，可分別確定。

1.1.1 偵察截獲能力

系統(tǒng)信號截獲效能評估模型用下式表示：

式中：θI1：偵察分系統(tǒng)實際達到的偵察方位覆蓋范圍；θI10：期望的或作戰(zhàn)任務規(guī)定的方位覆蓋范圍；θI2：偵察分系統(tǒng)實際達到的偵察俯仰覆蓋范圍；θI20：期望的或作戰(zhàn)任務規(guī)定的俯仰覆蓋范圍；ΔFI：偵察分系統(tǒng)實際達到的偵察頻率覆蓋范圍；ΔFI0：期望的或作戰(zhàn)任務規(guī)定的頻率覆蓋范圍；PI：偵察分系統(tǒng)接收機的截獲概率。

1.1.2 信號分析識別能力

選用信號處理概率Ps、信號分析識別精度Ep、輻射源屬性識別度ρ 3個因子來描述信號分析識別能力ER，其表達式為：

①信號處理概率Ps

設雷達對抗系統(tǒng)中的分析設備對每個到達脈沖信號處理時間平均值或期望值為μ，脈沖流密度（即每秒鐘到達的脈沖數）為，則在信號處理時間μ內到達n個脈沖的概率為：

借助排隊論可知，信號處理概率應為：

②信號分析識別精度

式中：P1：脈沖頻率測量誤差；P2：脈沖重復頻率測量誤差；P3：脈沖寬度測量誤差；P4：脈沖重復周期抖動測量誤差；P5：脈沖重復間隔測量誤差；P6：方位精度測量誤差。

③輻射源屬性識別度

輻射源屬性識別度由裝備技術指標提供。

1.2 確定系統(tǒng)效能

偵察系統(tǒng)效能為：

2 數據融合算法

對多偵察資源效能，ADC方法中的指標需代入經過融合后的指標結果，根據偵察資源特點，融合分為決策級融合、數據級融合。

2.1 基于D-S證據理論的決策級融合算法

設有m個傳感器，各傳感器在各測量周期上獲得的后驗可信度分配為Msj（Ai），其中i，p表示第i，p個命題，共有n個命題，i=1，2，…，n和p=1，2，…，n；j表示第j個測量周期，共有k個測量周期，j=1，2，…，k；s表示第s個傳感器，共有m個傳感器，s=1，2，…，m。Msj（Ai）表示第s個傳感器在第j個測量周期對命題Ai的后驗可信度分配［6］。

一個傳感器不同周期的融合計算

m個傳感器系統(tǒng)的融合計算

2.2 數據級融合算法

若多偵察資源分別測量的航跡互相之間有相關性，則各條航跡之間可以進行數據融合處理。下面給出2條航跡相關時，ESM1與ESM2方位角融合處理的方法，其他指標參數計算均可使用。

將ESM1方位測量值與ESM2方位測量值進行加權求和，得融合后的方位估計值：

數據融合后的方差為σ2：

利用二級倒數求k值，使σ2最?。?/p>

上面是兩個偵察資源分別測量的航跡相關的方位融合值，同理，可獲得指標體系中其他指標的融合值及多個偵察資源的指標融合值［7-8］。

3 多偵察資源效能評估流程

效能評估方法很多，對于多偵察資源效能評估，不僅涉及到評估方法，評估指標體系，還涉及到指標的數據融合，因此，應首先確定電子對抗作戰(zhàn)行動與偵察資源通道關系，確定評估算法，建立評估指標體系，采用合理的數據融合方法進行相關偵察設備指標的數據融合，將融合后的指標值應用于選擇的評估方法，獲得多偵察資源的作戰(zhàn)效能，多偵察資源效能評估流程見圖2。

4 結論

作戰(zhàn)效能評估的方法很多，本文選擇了ADC方法對多偵察資源偵察設備作戰(zhàn)效能進行了評估。與單偵察設備效能評估不同之處在于評估指標體系中參與計算的指標值應為經過數據相關、融合后的指標值。由于涉及到的偵察資源有電子偵察設備，有被動超視距雷達，數據融合時分為決策級融合和數據級融合，最后給出了多偵察資源效能評估的具體流程，該效能在電子對抗作戰(zhàn)行動對偵察通道的選擇方面具有重要意義。

［1］楊峰，為維平.武器裝備作戰(zhàn)效能仿真與評估［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2010.

［2］黃希利，杜紅梅.綜合電子對抗系統(tǒng)作戰(zhàn)能力評估［J］，兵工自動化，2010，29（2）:58-60.

［3］邢昌風，李敏勇，吳玲.艦載武器系統(tǒng)效能分析［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2008.

［4］張圓，劉文正.基于改進的ADC模型的電子對抗系統(tǒng)作戰(zhàn)效能分析［C］//北京：軍事運籌學學會，2008.

［5］馬穎.海軍艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)分析［M］.北京：海潮出版社，2002.

［6］王勇，畢大平.D-S證據理論在通信雷達一體化偵察系統(tǒng)對武器平臺識別中的應用［J］.雷達科學技術，2004，2（6）：337-340.

［7］何友，王國宏，彭應寧，等.多傳感器信息融合及應用［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2000.

［8］陳寅，林良明，顏國正.D-S證據推理在信息融合應用中的存在問題及改進［J］.系統(tǒng)工程與電子技術，2000，22（11）：549-551.

Research on Electronic Reconnaissance Effectiveness Evaluation Model Based on Multi-reconnaissance Sources

RONG Hua1，CHEN Qiu1，YANG Xi2
（1.Dalian Navy Academy，Dalian 116018，China；2.Unit of 91278 PLA，Dalian 116018，China）

In morden war，the combat field becomes more and more complicated which leads it more difficult to found the target accurately.It is impossible to complete the reconnaissance mission with single reconnaissance equipment.This paperprovides a way to merge data from the same or different reconnaissance equipment of shipboard by establishes reconnaissance effectiveness evaluation model.It expresses the maximum operational effectiveness of reconnaissance equipment that provides basis of operational using for the commander.

reconnaissance equipment，reconnaissance effectiveness evaluation model，data fusion

TP391；TJ83

A

1002-0640（2017）01-0084-03

2015-11-25

2016-01-07

戎華（1963-），女，遼寧大連人，教授，博士生導師。研究方向：電子對抗及信息戰(zhàn)。