基于PFT的航天電子偵察系統作戰效能指標體系構建

范鵬程，祝 利，安永旺，楊常波

(1.國防科技大學，安徽 合肥 230037; 2.中國人民解放軍61541部隊，北京 100094)

·試驗與評估·

基于PFT的航天電子偵察系統作戰效能指標體系構建

范鵬程1，祝 利1，安永旺1，楊常波2

(1.國防科技大學，安徽 合肥 230037; 2.中國人民解放軍61541部隊，北京 100094)

航天電子偵察系統是戰略預警體系的重要組成部分，科學評估其作戰效能對于提升天基偵察監視能力具有重要意義。提出了PFT的分析方法與基于信息能力的系統作戰效能評估準則。通過分析系統作戰流程，建立了偵察流程剖面圖，構建了高完整度、低冗余度的航天電子偵察系統作戰效能評估指標體系，并對指標進行分析。

航天電子偵察；作戰效能；指標體系

0 引言

航天電子偵察系統是國家戰略預警體系的重要組成部分，也是制空間信息權能力建設與發展的重點領域[1]。航天電子偵察作為戰略預警與情報偵察重要手段，依靠其寬頻段的信息感知，高時效的信息傳輸與智能化信息處理，具備了相當的空間信息支援能力，已成為信息化作戰體系的基礎和支撐。為了全面、客觀、科學地評估航天電子偵察系統效能，避免因評估人員由于自身認知能力差異而導致評估結果的差異，克服評估人員潛在的絕對主觀與絕對客觀的錯誤態度，首先應制定能夠充分體現航天電子偵察系統特點的作戰效能評估指標體系。

在構建航天電子偵察系統作戰效能評估指標體系過程中，需要結合評估對象在執行任務時所具備的過程性、系統內各部分的協作性以及效能發揮的整體性。本文針對性地提出了以過程為中心(PFT)的效能分析思路，構建了基于PFT的航天電子偵察系統作戰效能評估指標體系，并對各指標內涵進行闡述。

1 PFT分析方法

航天電子偵察系統的作戰效能評估問題，本質上屬于多屬性評估范疇。通過對國內相關領域專家研究成果[2-4]分析發現，全過程、多層次、多屬性的指標體系更能夠全面地描述航天電子偵察系統作戰效能，也逐步成為該領域效能評估的發展趨勢。

對評估對象進行多屬性評估的前提是構建相應的效能評估指標體系，需要基于特定的分析方法進行指標體系的構建以及分析評估。根據評估對象的差異，系統效能分析與評估方法可分為三類：以需求為中心(RFT)、以價值為中心(VFT)和以知識為中心(KFT)。RFT的分析方法主要面向用戶對系統需求問題的分析研究，針對無明顯流程的保障類系統，這類系統通常需要各子模塊分別執行不同任務，所構建的效能評估指標間無明顯因果關聯[5]；VFT的分析方法主要面向戰略性、開創性系統與裝備發展的分析研究，針對決策者的主觀認知以構建價值模型，再對備選方案進行評估[6]；KFT的分析方法主要面向具有相似結構功能、分屬不同型號的獨立系統的分析研究，這類系統在完成任務過程中注重各子模塊并行協同工作以發揮效能，更強調模塊間的獨立性、協同性和差異性[7]。

同上述分析方法適用的評估對象相比，航天電子偵察系統在執行作戰任務時，表現出明顯的差異性：一是航天電子偵察具有明顯的過程性，航天電子偵察是該系統對戰場電磁信息進行“獲取—傳輸—處理”的有序銜接過程；二是發揮偵察效能對各分系統能力的依賴性，航天電子偵察作戰效能不僅僅體現在對于信號偵察的能力，需要空間信號偵察分系統、數據信息傳輸分系統與情報分析處理分系統能力的協同發揮。

為針對性地解決航天電子偵察系統的作戰效能指標選取以及體系構建問題，本文提出PFT的效能分析方法[8]，針對系統執行作戰任務的完整流程以進行指標選取以及體系構建，該分析方法的思想包括“分解”、“轉換”、“約束”和“聚合”四個方面,如圖1所示。

圖1 基于PFT作戰效能指標體系構建流程

1) “分解”的思想。面向該系統執行作戰任務的完整過程，通過分析航天電子偵察系統執行特定情報偵察任務的流程剖面，通過將任務執行的復雜過程在時間軸上隔離分區，轉換為多個功能單一、相對獨立分系統的有序工作，為后續效能的分解量化奠定基礎。

2) “轉換”的思想。航天電子偵察系統作戰效能，本質上是基于信息能力、面向作戰任務時系統效能的綜合描述，將分解后的分系統的作戰效能轉化為系統在執行相應任務時的信息能力，從而將系統對情報偵察任務的完成程度轉化為完成任務的相關分系統性能的綜合度量。

3) “約束”的思想。偵察前端的信息獲取能力、通信中樞的信息傳輸能力直接影響處理終端的輸入偵察數據的質量，進而對情報生產與分發產生影響。航天電子偵察系統各分系統間的因果關聯性，造成前端分系統對后端分系統效能發揮的約束，這種約束實質上是各分系統對整體作戰效能的約束。

4) “聚合”的思想。通過對航天電子偵察系統效能的分解、轉換以及約束，能夠得到各分系統效能的指標與其獲取和量化方法。構建層次化的指標體系，系統作戰效能可以由相關分系統信息能力的聚合得出。

2 航天電子偵察系統作戰效能評估準則

作戰效能評估準則是評估人員對航天電子偵察系統作戰效能的基本判斷依據和價值標準，是系統效能評估指標體系構建與效能評估的基礎。對于系統作戰效能的評判，本文借助“信息能力”的概念進行闡述。信息能力是對各種信息技術理解與運用的能力，即對信息的獲取、加工、處理、傳遞的理解與運用能力[9]。

基于上述考慮，航天電子偵察系統作戰效能，從信息能力的視角出發可以理解為航天電子偵察系統完成對戰場電磁信息的感知、采集、處理、組織和分發等一系列行動時的有效程度，集中體現為航天電子偵察系統的信息獲取、信息傳輸、信息處理以及信息防護的能力。因此，航天電子偵察系統作戰效能評估準則，則是指在特定作戰條件下，航天電子偵察系統的信息獲取、信息傳輸、信息處理與信息防護等綜合效能的度量法則。

3 基于PFT的航天電子偵察系統作戰效能指標體系

3.1作戰效能評估指標體系構建原則

作戰效能評估指標是在特定作戰環境與任務框架內，度量航天電子偵察系統完成既定作戰任務有效程度的變量，其科學性與合理性將對作戰效能評估與結果分析的可用性與有效性產生直接影響。因此，作戰效能評估指標體系的構建是一個基于PFT分析思想與信息能力準則框架下的定性分析與定量分析相結合的過程。定性分析是確定作戰效能評估指標體系框架的基礎，定量分析則是細化與完善作戰效能評估指標體系內容的前提。因此，作戰效能指標體系構建應當遵循以下原則[10-11]：

1) 系統性原則

效能評估指標的選取和構建時，應立足整體視角，綜合運用系統論的觀點和方法，建立的指標體系應能夠全面反映其作戰效能，同時為了提升評估的有效性，可適當忽略一些作用較小的影響因素，從而體現出系統作戰效能的全面性和可信度。

2) 針對性原則

復雜作戰環境下對系統效能構成影響的因素有很多，不同作戰任務、不同作戰階段、不同作戰部署對應的評估對象和評估目的都不一樣。因此，作戰效能評估指標的選取與體系構建要有針對性，應當在反映航天電子偵察系統作戰能力的基礎上，突出不同評估任務的目的性。

3) 獨立性原則

保證評估指標不相關，能夠確保選取的評估指標可相對獨立地體現系統作戰效能的某一方面。應最大限度地消除和避免評估指標間信息的冗余重復，減少評估指標的交叉包含，使得評估指標具備相對獨立性，從而保證作戰效能評估底層指標的科學性和合理性。

4) 可測性原則

指標選取應當便于量化處理，一方面，評估指標能夠具備明確的物理意義并能夠借助技術手段獲得；另一方面，評估指標本身應便于實際運用和度量，滿足定量分析的需求，使得評估指標的量化具有可操作性。

此外，還應當遵循客觀性、動態性、可比性、簡潔性以及適應性等原則。

3.2航天電子偵察流程剖面分析

構建航天電子偵察系統作戰效能評估指標體系的前提，是分析航天電子偵察系統執行支援任務時的流程(如圖2所示)及其流程剖面[1](如圖3所示)。基于任務流程剖面，可以明確該系統在任務執行過程中所涉及到的分系統，反映不同分系統對特定任務的支持作用，為選取作戰效能評估指標以及構建評估指標體系提供客觀依據；并且能夠理清底層指標間的因果聯系與相互約束，確定底層指標屬性值的取值范圍與量化方式。

指揮控制中心將情報需求轉化為作戰計劃，由運控測控中心生成對應的運控/偵察指令，通過上行鏈路直接或中繼衛星間接將指令數據注入到空間信號偵察分系統；空間信號偵察分系統根據任務指令，在飛臨目標區域上空時進行開機偵察，對目標區域內的電磁輻射信號進行偵收、測量、預處理并存儲；根據偵察任務的時間要求，將偵察數據通過下行鏈路直接或經由中繼衛星間接傳輸給地面數據接收站；地面數據接收站對偵察數據進行預處理，并將偵察數據傳送給情報處理中心進行情報的處理、整編，最終形成航天電子偵察情報產品。

圖2 航天電子偵察流程圖

圖3 航天電子偵察流程剖面

3.3效能評估指標體系構建

基于PFT的分析思想與信息能力的效能評估準則，根據對航天電子偵察系統組成結構、偵察過程以及分系統功能分析，本文將信息獲取、信息傳輸、信息處理以及信息安全能力這四個指標作為評估指標體系的能力層；根據系統偵察流程剖面所涉及各分系統的戰技術性能，提取19個具體指標作為評估指標體系的性能層。按照“效能—能力—性能”的順序逐層細分，建立如表1所示的航天電子偵察系統作戰效能評估指標體系。

表1 航天電子偵察系統作戰效能評估指標體系

3.4效能評估指標分析

1)信息獲取能力C1

信息獲取能力是指航天電子偵察系統利用空間信號偵察分系統，采取單星或多星組網偵察的方式獲取目標區域中戰場電磁信息的能力。主要通過空間覆蓋率、時間覆蓋率、頻段覆蓋率、信號截獲概率和目標定位精度五個指標進行度量。

空間覆蓋率C11、時間覆蓋率C12以及頻段覆蓋率C13描述了空間信號偵察分系統對于目標區域的覆蓋性能。空間覆蓋率用來描述空間信號偵察系統中電子偵察衛星的空域覆蓋特性以及衛星組網特性，用地表面積被衛星覆蓋的比率表示；時間覆蓋率用來描述空間信號偵察系統中電子偵察衛星的時域覆蓋特性以及衛星組網特性，用衛星對目標區域的覆蓋時間比率表示；頻域覆蓋率用來描述空間信號偵察系統中電子偵察衛星的頻域覆蓋特性以及衛星組網特性，用衛星偵察頻段對目標工作頻段的比率表示。

信號截獲概率C14和目標定位精度C15描述了空間信號偵察分系統中有效載荷對于電磁目標的偵察性能。信號截獲概率用來描述在一定接收靈敏度的條件下，系統能夠檢測出目標區域內電磁信號的可能性大小，根據衛星組網方式的不同，信號截獲概率可分為單星截獲概率、多星串行協同截獲概率與多星并行協同截獲概率；目標定位精度用來描述有效載荷確定目標區域內電子目標平臺實體空間位置時的精度，根據衛星定位體制不同，對應目標定位精度也不同。

2) 信息傳輸能力C2

信息傳輸能力是指航天電子偵察系統利用數據傳輸分系統，采用直接或中繼傳輸方式將所獲取的偵察信息高效、完整、準確、安全地傳輸到地面數據接收站的能力。主要通過信道損耗、視窗寬度、鏈路質量、傳輸精度與傳輸時延五個指標來進行度量。

信道損耗C21表示通信鏈路所處傳輸信道的質量，包括自由空間擴散損耗、大氣吸收損耗、大氣折射與閃爍損耗以及雨、雪、云霧等氣象因素損耗等的總和。

視窗寬度C22表示衛星通信傳輸窗口的寬度，指在數據傳輸分系統采用直接或中繼傳輸數據時可用時間段的長短。

鏈路質量C23表示通信鏈路的傳輸特性，用鏈路載噪比表示，指通信鏈路中信號載波與各種噪聲的比值，通常采用載波功率與噪聲功率譜密度比值的形式表示。

傳輸精度C24和傳輸時延C25共同描述數據傳輸的質量。傳輸速率用誤碼率表示，用來描述偵察數據在給定時間內的傳輸精確性；傳輸時延是用來描述從偵察載荷完成偵察任務后，直至衛星偵察數據傳輸至地面接收站的時間長度，主要受到傳輸方式、傳輸路徑、數據量大小以及傳輸速率的影響。

3) 信息處理能力C3

情報處理能力是指航天電子偵察系統利用情報處理分系統，對偵察數據進行預處理、處理、分析以及整編直至形成情報產品的能力。主要通過信息融合性能、情報數據庫質量、目標識別準確度、目標識別完整度和情報處理時效性五個指標進行度量。

情報融合性能C31用來描述情報處理系統對于偵察數據的分類與融合的能力，受到融合算法以及融合時間的影響。

情報數據庫質量C32包括情報數據庫的完整性和準確性，分別用來描述情報數據庫建設的關于作戰目標類型、屬性、能力、相關聯武器系統以及隸屬關系等情報的完整程度與準確程度。

目標識別準確度C33用來描述經情報處理后所獲目標的特征與真實目標特征相吻合的程度，采用估計理論來衡量相關估計的優劣質量。

目標識別完整度C34用來描述經情報處理后獲取到偵察區域內目標數量的多少，通常用獲得目標數量同客觀環境中目標數量的比例來表示。

情報處理時效性C35用來描述地面情報處理系統對于偵察數據進行處理分析直至形成情報產品的時間，主要受到情報處理單元情報處理能力、偵察數據數量以及情報產品等級等因素影響。

4) 信息安全能力C4

信息安全能力是指航天電子偵察系統整體的安全與防護性能，包括對信息進行獲取、傳輸、處理過程的信息安全。主要通過系統反偵察性能、抗干擾性能、抗毀傷性能、信息保密以及自我修復能力五個指標進行度量。

反偵察性能C41是指防止敵方對通信信號進行搜索、截獲、定位甚至破譯等情報偵察行動的性能。

抗干擾性能C42是偵察前端抗干擾能力、通信鏈路抗干擾能力和地面終端抗干擾能力的綜合體現。偵察前端抗干擾能力用來描述空間信號偵察分系統應對各類雷達干擾的防護能力；通信鏈路抗干擾能力用來描述數據傳輸分系統應對各類通信干擾的防護能力；地面終端抗干擾能力用來描述地面情報處理分系統應對各類網絡攻擊的防護能力。

抗毀傷性能C43是偵察前端抗干擾能力、通信鏈路抗毀傷能力和地面終端抗毀傷能力的綜合體現，描述了系統對于敵方硬摧毀威脅時的防護能力。

修復能力C44是系統在遭受一定程度的損傷后，通過開啟備用系統、采取機動方式以及進行快速維修等措施實現功能修復的能力。

4 結束語

本文在對PFT分析方法進行闡述的基礎上，提出了基于信息能力的航天電子偵察系統作戰效能評估準則。在對航天電子偵察系統工作流程與流程剖面分析的基礎上，著眼信息獲取、信息傳輸、信息處理以及信息安全四個方面的能力，構建了航天電子偵察系統作戰效能評估指標體系，并對各指標進行了說明，為下一步作戰效能評估模型的構建提供了指導。■

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聲明

本刊不向作者收取任何費用，若有向作者提出需繳納諸如審稿費、版面費、加急費等，均屬欺詐行為。特此聲明。

《航天電子對抗》編輯部

Construction of operational effectiveness index system of aerospace electronic reconnaissance system based on PFT

Fan Pengcheng1, Zhu Li1, An Yongwang1, Yang Changbo2

(1. National University of Defense Technology, Hefei 230037, Anhui, China;2. Unit 61541 of PLA, Beijing 100094, China)

The aerospace electronic reconnaissance system is an important component of the strategic early warning system, and it is important to evaluate its operational effectiveness scientifically for improving the capability of space-based reconnaissance and surveillance. The method of PFT analysis and the evaluation criterion of system operational effectiveness based on information capability are proposed. By analyzing the operational process of the system, a reconnaissance process profile is established, and a high integrity and low redundancy aerospace electronic reconnaissance system operational effectiveness evaluation index system is constructed, and the indexes are analyzed.

aerospace electronic reconnaissance; operational effectiveness; index system

2017-07-08;2017-08-04修回。

范鵬程(1991-)，男，碩士研究生，主要研究方向為情報資源效能評估。

TN971

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