靶場遙測數據可信性分析及實現

（92941部隊，遼寧 葫蘆島 125000）

靶場遙測數據可信性分析及實現

楊若紅

（92941部隊，遼寧 葫蘆島 125000）

本文針對靶場遙測數據實際使用中缺乏可信性研究的現狀，從可用性，可靠性，精確性3個方面，分析不同使用單位對遙測數據的可信性需求，提出了利用層次分析法實現數據可信性的模型、準則，使用連環替代法改變原有權重因子計算方法，克服了層次分析法固有的不變性，并以某單位使用實例，分析計算結果證明，該方法可行，為靶場遙測數據的深入使用開辟了新思路、新方法。

遙測數據；可信性；層次分析法；連環替代法

0 引言

靶場遙測數據作為靶場測控系統使用的主要數據源，具有以下獨特的優勢：第一，記錄多彈道數據，滿足同時測量多個目標數據的要求；第二，遙測數據的測量不易受到測試環境的影響，適應能見度低，可見光少等惡劣環境；第三，遙測數據傳輸使用專用信道，抗干擾能力強，誤差小，使其在指揮、判斷、安全控制、故障診斷等方面起到決定性作用，適應未來立體作戰、全面打擊的大戰場測控數據要求。

1 遙測數據可信性需求分析

隨著靶場建設進一步的發展，對遙測數據深入分析使用的需求更加迫切。一方面，可信的遙測數據可以作為實時指揮、判斷的信息基礎；另一方面，可信的全航路、無誤差的遙測數據分析結果可以作為測試裝備狀態分析、故障判斷的數據基礎；再一方面，參試的遙測設備也可以通過對可信的遙測數據深入分析，獲取設備的精確狀態，為設備的調整、更新提供數據積累和支持。因此，針對遙測數據的可信性分析研究顯得尤為重要。

1.1遙測數據結構

目前，靶場遙測采用數字式時分多路傳輸的脈沖編碼調制(PCM)系統[1]，按照來源可以分為遙測原始記錄數據和遙測處理結果數據兩類[2]。

1.2遙測數據可信性需求

可信性（Dependability）定義最早是在裝備質量管理工作中提出，是一個集合性術語，常用于非定量條款中的一般性描述。針對數字計算系統的可信性是指該系統可提供確實可信服務的綜合能力，主要通過可用性，可靠性，可測性、可維護性、安全性、保密性等定量要求表達[3]。目前還沒有專門針對遙測數據的可信性的具體定義，通過對靶場實際工作的分析和研究，可以認為遙測數據可信性通過數據的可用性、可靠性和精確性3個方面來表述。

靶場遙測數據根據分類和使用單位不同，其可信性需求也不同，如圖1所示。

圖1 遙測數據可信性需求Fig.1 Telemetry data reliability requirements

2 層次分析法

層次分析法（AHP）[4]由美國運籌學家T.L.Saaty于20世紀70年代提出，主要是針對多目標多方案優化決策的系統方法。本文根據遙測數據可信性需求和靶場遙測數據處理的實際情況，提出了改進的層次分析法[5,6]。

2.1構建層次結構模型

建立各使用單位統一使用的層次結構模型，確定層次中各元素的判斷準則。如圖2 所示。

圖2 遙測數據可信性層次結構圖Fig.2 Telemetry data credibility level structure

遙測數據可信性（x）可以使用如下公式表示

2.2結構層次中各元素的判斷準則

1）可靠性

遙測數據的可靠性主要通過裝備或者武器系統的可靠性來評定，主要通過兩個元素：設備/系統狀態和工作狀態進行測量評估。使用如下公式表示

其中：dij可表示為設備/系統可用(d11=1)、設備/系統不可用(d12=0)；工作狀態正常(d21=1)、工作狀態故障(d22=0)。

2）可用性

數據來源可用性(x21)主要通過檢查遙測原始數據的頭文件進行判斷。由于頭文件記錄信息的類型、內容較為固定，可以通過與遙測數據幀格式進行比較，確定各分信息準確性，當其與標準相一致時yi=1，不符時yi=0。則

其中：yi為頭文件中的各個信息分量的準確性；n為頭文件信息分量的個數。

原始數據記錄可用性(x22)主要通過檢查遙測原始數據幀標志、BCD時間碼、數據幀3個分量判斷記錄情況，確保數據記錄完整性。一般使用誤碼率（BER）表示：

其中：原始數據的各個分量誤碼率均小于1%，符合條件則認為該分量值為1，否則為0，之后使用公式（3）進行計算。

數據處理結果可用性(x23)主要通過比較處理結果數據與數據規定的設計值（即數據閾值）范圍之間存在的誤差進行判斷。

其中：要求相對誤差小于±0.5%，符合條件則認為該分量值為1，否則為0，之后使用公式（3）進行計算。

3）精確性

原始數據記錄精確性(x31)主要通過檢查丟幀、漏點、錯誤時間等信息的百分比進行判斷，使用如下公式表示：

其中：yi表示各信息分量的百分比；n表示分量的個數。

數據處理結果精確性(x32)主要通過與測試裝備預訂速度、高度、航路、與同型號任務同參數值、與不同測量站位同參數值、與同類參數和相關聯參數進行數據誤差和趨勢控制對比進行判斷；由于此項檢查主要以個人主觀意見為判斷依據，可參照公式（3）進行計算。

2.3計算各層元素的權重因子

由于傳統的層次分析法無法給后續工作提供新的方案，可以利用連環替代法[7]適應不斷變化的使用單位的需求。具體步驟為：

1）各元素形成比較判斷矩陣（正互反矩陣），利用規范列平均法計算權重因子。

2）對比較判斷矩陣進行一致性檢驗，確保權重因子的準確性。

3）利用連環替代法確定各元素對上一層因素的影響，對權重因子重新排序，確保適應不同使用單位的需求。

3 遙測數據可信性實現實例

下面以指揮控制單位通過本模型選取合適遙測數據保障工作情況予以說明。

假設有4個數據來源，3號數據源設備故障，2號數據設備由于環境因素造成較多干擾，剩余數據源記錄結果較好，如表1所示。

利用遙測數據可信性模型計算各個數據源結果，如表2所示。

通過表2可以知道：選擇1號數據源作為任務使用數據源較為合適。由于指揮控制單位需要實時進行判斷，使用本模型時，需要設定一個時間間隔，進行數據更新重新計算選取，以確保使用的數據源安全準確。

Analyzed and Realized the Dependability of Base Telemetry Data

Yang Ruohong
（Unit 92941 Huludao Liaoning, 125000,China）

This paper aim to actual use of base telemetry data, which lack protection of the dependability, from three areas: availability, reliability and accuracy, Analyzed different units'requirement about achieved telemetry data dependability, Proposed models and guidelines of credibility data by use AHP. Used interlocking substitution,which changed calculation method of the original weighting factor, overcome the inherent invariance about AHP, And the analyst calculation of unit used examples, results show that the method is feasible. it opened up new ideas and new methods for the in-depth use base telemetry data.

telemetry data;dependability;analytic Hierarchy Process;interlocking substitution

TB114.2

A

Doi：10.3969/j.issn.1671-1041.2014.03.004