紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈抗干擾能力仿真鑒定評估技術(shù)

張 凱,張邵宇,楊東升

(西北工業(yè)大學(xué) 航天學(xué)院,陜西 西安 710072)

0 引言

信息技術(shù)的迅猛發(fā)展以及在武器裝備領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,深刻改變著現(xiàn)代及未來空戰(zhàn)的作戰(zhàn)模式。作戰(zhàn)模式與戰(zhàn)場環(huán)境的日趨復(fù)雜,必然會導(dǎo)致武器系統(tǒng)的試驗鑒定、效能評估模式的改變,以往單純依靠外場靶試評估的方法已經(jīng)無法適用于紅外空空導(dǎo)彈的性能評估[1-3],原因如下：1)紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈的技術(shù)含量高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價高,試驗費用高,采用傳統(tǒng)的外場實裝試驗?zāi)Ｊ竭M行鑒定與試驗,面臨著試驗子樣數(shù)量有限,試驗周期長,試驗費用高,試驗手段有限,很難組織大量的實驗全面、充分考核武器系統(tǒng)性能。2)紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈面臨的作戰(zhàn)環(huán)境復(fù)雜,包括點、面、激光等新型干擾帶來的對抗復(fù)雜性,跨域作戰(zhàn)引入的天空、海面、地面背景的多樣性,戰(zhàn)機能力提升導(dǎo)致的對抗隨機性,但現(xiàn)有外場靶試條件和掛飛試驗無法復(fù)現(xiàn)空戰(zhàn)的復(fù)雜性、多樣性、隨機性,邊界條件和復(fù)雜作戰(zhàn)態(tài)勢僅依靠外場試驗不可能全部實施,需要新的評估方法和模式完成復(fù)雜作戰(zhàn)下的試驗鑒定。3)近距空戰(zhàn)對抗態(tài)勢復(fù)雜,對抗樣本空間巨大,即便是可以實施的靶試條件也十分有限,不具備覆蓋性、典型性,無法通過有限的小子樣定型評估考核武器性能,推斷武器能力。

為解決以上難題,美軍提出了基于建模仿真的武器裝備試驗鑒定評估方法,采用實裝靶試和仿真試驗相結(jié)合的評估模式,結(jié)合導(dǎo)彈裝備實體、復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境、作戰(zhàn)應(yīng)用行為等模型構(gòu)造接近實戰(zhàn)的虛擬戰(zhàn)場環(huán)境,“虛實”融合,有效利用建模和仿真手段,客觀全面考核武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能[4-7]。

本文在梳理紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈抗干擾能力評估存在問題和研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,解析和總結(jié)了美國抗干擾能力評估的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢,基于項目組的研究成果,對當前紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈抗干擾能力評估的基礎(chǔ)模型、試驗設(shè)計、數(shù)據(jù)處理等方法進行研究,分析了目前紅外制導(dǎo)武器抗干擾能力測試評估存在的問題,探討了抗干擾能力體系化評估的理論及方法,說明了該評估體系的有效性。

1 國外建模仿真試驗鑒定評估的發(fā)展和現(xiàn)狀

美軍大力推進基于建模仿真的裝備試驗鑒定評估理論方法研究、試驗環(huán)境建設(shè)、應(yīng)用實施規(guī)范等工作,形成了多種新的試驗鑒定評估模式。美國國防部作戰(zhàn)試驗鑒定局在2017年年度報告中,將建模與仿真定位為試驗鑒定評估領(lǐng)域未來的焦點,2次發(fā)布指南進行模型校核、檢驗與確認工作。建模仿真技術(shù)促使美國武器裝備試驗鑒定評估發(fā)生重大變革[7-8]。

1.1 試驗評估條例及規(guī)范

美軍在制導(dǎo)武器性能評估開展了兩方面工作：一方面,大力倡導(dǎo)利用數(shù)字化、虛擬化仿真資源進行各階段試驗評估,同時對仿真模型的校核、驗證與確認(VV&A)提出了嚴格的要求,以確保仿真系統(tǒng)的可信度;另一方面,倡導(dǎo)將試驗設(shè)計(DOE)理論與方法應(yīng)用于評估試驗設(shè)計,同時要求在對評估數(shù)據(jù)的處理中采用嚴格的統(tǒng)計理論和方法。這些思想體現(xiàn)在美軍的各種頂層規(guī)范和條例中。

美國國防部在2015 年1 月7 日最新發(fā)布的5000.02條例中,要求在采辦初期就建模與仿真技術(shù)的綜合利用制定計劃,在采辦過程中廣泛采用建模與仿真方法。2016年美軍作戰(zhàn)試驗鑒定局發(fā)布《作戰(zhàn)試驗與實彈射擊評估所用建模與仿真的驗證指導(dǎo)》備忘錄,指出建模與仿真采用的數(shù)據(jù)應(yīng)該與作戰(zhàn)試驗或?qū)崗椩O(shè)計試驗采集的數(shù)據(jù)一樣可信,應(yīng)在《試驗鑒定主計劃》和《實驗計劃》中詳細闡述建模與仿真的驗證與確認工作,為作戰(zhàn)試驗與鑒定提供保障。與此同時,美軍將基于建模仿真的虛擬裝備試驗鑒定作為常態(tài)化流程,與實裝試驗鑒定同步開展,確立“建模仿真-執(zhí)行試驗-結(jié)果對比”的新型試驗鑒定評估模式,并持續(xù)建設(shè)仿真資源庫(MSRR),注重裝備試驗鑒定中裝備仿真模型的同一使用。

美國國防部應(yīng)用測試與評估辦公室,自2009年開始倡導(dǎo)在測試與評估中使用嚴格的統(tǒng)計學(xué)方法以來,在每年的年報中都會強調(diào)試驗設(shè)計(DOE)、統(tǒng)計分析方法在測試評估中的應(yīng)用,以確保試驗設(shè)計的有效性、合理性和完備性,同時保證試驗數(shù)據(jù)處理的科學(xué)性。

至今,美軍依然在強化頂層管理,健全條例法規(guī),進一步明確基于建模仿真的試驗鑒定評估規(guī)程與實施要求。美軍確立了“法律-法規(guī)-規(guī)章”三個層次相互銜接的法規(guī)體系,構(gòu)建了全國立法、國防部統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、三軍分散實施的幾種指導(dǎo)管理體制,將基于建模仿真的裝備試驗鑒定評估寫入試驗鑒定評估的相互規(guī)定和指南中,明確了建模與仿真的使用規(guī)范與實施途徑。

1.2 試驗評估環(huán)境建設(shè)

美國先后建立了多個國家級的試驗鑒定和電子戰(zhàn)試驗場(包括白沙導(dǎo)彈靶場、瓦丘卡堡電子靶場、“中國湖”海軍空戰(zhàn)中心武器部、莫古角海軍空戰(zhàn)中心武器部、Eglin空軍基地空軍軍械中心、第46試驗聯(lián)隊、愛德華空軍基地飛行試驗中心、內(nèi)利斯綜合靶場電子戰(zhàn)試驗場等),已開展了多個型號武器的試驗鑒定和作戰(zhàn)評估,諾斯羅普格魯曼公司和雷神公司作為主要武器研制方,也參與到靶場建設(shè)和試驗鑒定中[10]。

Eglin AFB 是航空武器中心(air armament center,AAC)所在地,是美國空軍裝備司令部(air force materiel command,AFMC)的4個產(chǎn)品中心之一。作為所有空軍武器的焦點,航空武器中心是一個承擔(dān)所有空射武器的開發(fā)、評估、測試、部署和維護的中心[14]。

Eglin AFB多年來一直致力于半實物仿真裝置的設(shè)計、研制與實際運行試驗方面的研究,主要囊括4個方面：1)為高度集成試驗與評估武器全過程設(shè)計一個流程程序或武器系統(tǒng)研制規(guī)劃圖;2)專用于半實物仿真或武器系統(tǒng)研制階段的各臺設(shè)備和各項技術(shù)的設(shè)計與研制;3)各臺設(shè)備中用來支持一系列使用特定末制導(dǎo)傳感器和特定末制導(dǎo)方式的專門仿真器的設(shè)計與研制;4)從目前正在美國埃格林空軍基地的46TW 導(dǎo)彈仿真實驗室、制導(dǎo)武器評估實驗室中運行的專用仿真器,以及在Wright 實驗室的動能攔截器半實物仿真器的研制開發(fā)與應(yīng)用中獲得了經(jīng)驗教訓(xùn)。Eglin空軍基地集測試、仿真、評估和訓(xùn)練于一身,形成一套完整的測試評估和訓(xùn)練體系。

美國空軍電子戰(zhàn)評估中心(air force electric warfare evaluation simulator,AFEWES)隸屬于愛德華空軍基地空軍飛行測試中心(air force flight test center,AFFTC)。該中心基于MOS電阻陣系統(tǒng)構(gòu)建電子戰(zhàn)評估半實物仿真系統(tǒng),能夠?qū)ι漕l和紅外對抗系統(tǒng)進行電子戰(zhàn)模擬測試與評估。美國空軍電子戰(zhàn)評估模擬器的紅外對抗模擬器是一個半實物對抗模擬器,可以仿真導(dǎo)彈與目標的飛行特性;采用512×512的紅外熱電阻陣生產(chǎn)各種紅外目標模擬圖像;對多元紅外制導(dǎo)、成像紅外制導(dǎo)和凝視紅外成像制導(dǎo)導(dǎo)彈進行評估;可以對點源紅外干擾、紅外干擾機、紅外干擾彈進行對抗評估;整個仿真過程和仿真數(shù)據(jù)可以通過可視化系統(tǒng)進行可視化顯示。該模擬器已經(jīng)在大型飛機紅外對抗等多個項目中得到應(yīng)用。2002年,美空軍已經(jīng)進行了超過9 300次導(dǎo)彈對抗仿真測試。2004年,該中心針對美國國土安全部(department of homeland security,DHS)發(fā)起的Northrop Grumman項目,進行了超過5 800次導(dǎo)彈對抗仿真測試。

1.3 試驗評估實例

歐美等國家先后開發(fā)了各種用于軍事仿真和紅外制導(dǎo)武器評估的軟件系統(tǒng)。美國空軍研究實驗室(air force research laboratory,AFRL)研發(fā)出一套完善的紅外抗干擾評估軟件——高級紅外對抗評估模型(advanced IRCM assessment model,AIRSAM),該軟件的組成包括理想的導(dǎo)彈告警接收器、導(dǎo)引頭、誘餌彈模型、機載激光定向發(fā)射器等模塊。美國空軍情報中心利用該軟件評估空空導(dǎo)彈與戰(zhàn)機之間紅外對抗的效果,也用于模擬不同戰(zhàn)機被紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈鎖定之后的紅外對抗措施[16]。

荷蘭學(xué)者SCHLEIJPEN 等研究了海軍艦艇如何躲避紅外反艦導(dǎo)彈的問題,并應(yīng)用一系列仿真模擬工具對艦艇的紅外干擾效果進行評估。這些工具包括：計算艦艇紅外特征的模塊、產(chǎn)生以真實天空和海面為背景的艦艇紅外圖像的模塊、紅外反艦導(dǎo)彈導(dǎo)引頭模塊,以及模擬反艦導(dǎo)彈完整飛行過程的模塊。他們還針對光電/紅外成像導(dǎo)引頭的特點,研究最新的干擾措施,將其施加于紅外空空導(dǎo)彈和地空導(dǎo)彈,通過純數(shù)字仿真的形式對新的干擾措施、概念進行測試評估,并將成像導(dǎo)引頭替代品替換純數(shù)字仿真中的導(dǎo)引頭模塊,在實驗室或場外均可進行測試評估。

南非Denel Dynamics公司聯(lián)合CSIR 公司對南非主戰(zhàn)紅外空空導(dǎo)彈A-Darter建立了全鏈路數(shù)字評估、仿真OSSIM 系統(tǒng),全面考核導(dǎo)彈探測、抗干擾能力。該系統(tǒng)設(shè)計采用自頂向下設(shè)計思路,以戰(zhàn)爭、任務(wù)、戰(zhàn)術(shù)、單個交戰(zhàn)場景分析為輸入,建立抗干擾能力評估條件空間,從行為模型構(gòu)建到功能模型設(shè)計,組合實現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)場景仿真和對抗,充分考慮戰(zhàn)場要素、功能、物理機理以及要素之間的耦合關(guān)系,在多個波段內(nèi)對武器系統(tǒng)能力實施全面評估[17]。紅外空空導(dǎo)彈閉環(huán)仿真模型組成如圖1所示。

綜上所述,國外通過高精度的建模仿真技術(shù)來應(yīng)對武器裝備試驗鑒定評估面臨的新問題和新挑戰(zhàn),不但積極制定相關(guān)的試驗評估條例,而且十分重視試驗評估環(huán)境的建設(shè),先后建立了很多武器試驗鑒定評估中心和實驗室,經(jīng)過長期的探索發(fā)展,已經(jīng)形成了完整的、以建模仿真技術(shù)為核心的武器試驗鑒定評估體系。

2 基于建模仿真的試驗鑒定評估技術(shù)

為滿足當前及未來復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境下的紅外制導(dǎo)武器試驗鑒定評估需求,我國也在該領(lǐng)域進行了探索性研究,從基礎(chǔ)理論、技術(shù)理論和應(yīng)用理論多個維度探討評估的理論方法體系,應(yīng)用虛實結(jié)合、平行系統(tǒng)、在線/事后評估等建模仿真的試驗鑒定評估新方法,初步解決了試驗鑒定評估中評估樣本、指標體系、試驗設(shè)計、數(shù)據(jù)處理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)存在的問題。

2.1 評估樣本庫設(shè)計

結(jié)合實際作戰(zhàn)需求、作戰(zhàn)指導(dǎo)手冊、導(dǎo)彈作戰(zhàn)性能和考核評估指標,建立抗干擾評估的條件庫。條件庫分為基本條件庫和擴展條件庫,是導(dǎo)彈抗干擾能力評估的基礎(chǔ)樣本空間,通過具體條件參數(shù)化描述復(fù)雜作戰(zhàn)的環(huán)境和對抗過程,應(yīng)具備一定的覆蓋性、典型性和準確性。

圖1 紅外空空導(dǎo)彈閉環(huán)仿真模型組成Fig.1 Infrared missile closed loop simulation model components

對紅外空空導(dǎo)彈抗干擾能力進行評估時,結(jié)合近距空戰(zhàn)進攻和防御中的戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法(相關(guān)戰(zhàn)術(shù)研究示例如圖2所示),以實際戰(zhàn)機的飛行機動能力為依據(jù),充分考慮空戰(zhàn)主動態(tài)勢、均勢態(tài)勢和被動態(tài)勢之間的轉(zhuǎn)化,以及視距內(nèi)空戰(zhàn)中的角度、距離、速度和高度等影響因素,聯(lián)合視距內(nèi)空戰(zhàn)能力和攻擊事件,建立視距內(nèi)空戰(zhàn)態(tài)勢結(jié)構(gòu),對近距空戰(zhàn)條件進行參數(shù)化分析,構(gòu)建評估條件庫,貼近實戰(zhàn)全面評估紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈的抗干擾能力。

圖2 空戰(zhàn)近距戰(zhàn)術(shù)研究Fig.2 Tactical research on close air combat

仿真鑒定評估樣本庫的構(gòu)建,首先結(jié)合紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈在實際空戰(zhàn)中的應(yīng)用場景,確定作戰(zhàn)環(huán)境的組成部分,包括初始態(tài)勢、干擾策略、目標機動、環(huán)境背景。分析具體的空戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法,研究樣本庫的各組成因素,包括作戰(zhàn)高度、發(fā)射距離、導(dǎo)彈進入角、發(fā)射離軸角、目標機動方式、干擾策略等,對各個條件進行參數(shù)量化,保證各條件取值符合實際情況。最終根據(jù)樣本庫總的組成因素,完成評估樣本庫的構(gòu)建。

2.2 評估試驗設(shè)計

紅外制導(dǎo)武器抗干擾過程涉及因素眾多,每個因素的取值范圍較大,是典型的多因素、多水平試驗設(shè)計問題。目前常用的試驗設(shè)計方法有析因試驗設(shè)計、正交試驗設(shè)計、均勻試驗設(shè)計、拉丁超立方試驗設(shè)計等方法。此外,從試驗手段分析,內(nèi)場的數(shù)字仿真和半實物仿真可以進行大樣本試驗,而外場試驗受成本和周期的影響,一般只允許進行小樣本試驗。以下給出各種常用的試驗設(shè)計方法,并分析其在抗干擾評估中的應(yīng)用方法及存在問題。

2.2.1 析因試驗設(shè)計方法

析因試驗設(shè)計方法分為完全析因試驗設(shè)計和分式析因試驗設(shè)計。完全析因試驗設(shè)計是把各因素各水平試驗因子進行完全的組合。對于k個因素,每個因素m個水平的試驗而言,試驗次數(shù)n=m k。由此可見隨著因素個數(shù)的增加,試驗次數(shù)將呈指數(shù)增長,為了說明這一變換趨勢,分別計算了水平數(shù)為3,4,5的情況下,不同因素數(shù)所需的試驗次數(shù),結(jié)果見表1。

表1 析因試驗設(shè)計不同因素數(shù)、不同水平對應(yīng)的試驗次數(shù)Tab.1 Number of trials corresponding to different factors and different levels in the factorial test

顯而易見,這種試驗設(shè)計方法只適合因素較少的情況,不適合紅外制導(dǎo)武器抗干擾評估這種多因素試驗設(shè)計。為了解決析因試驗設(shè)計不能適應(yīng)多因素的問題,可以采用分式析因試驗設(shè)計,總的試驗次數(shù)為n=m k-p,其中p(p＜n)個因素進行不完全試驗,剩余(n-p)個因素進行完全析因試驗,試驗規(guī)模縮減1/3p。這種方法可以緩解因素增長給析因試驗帶來的問題,但不能徹底解決。

2.2.2 均勻試驗設(shè)計方法與拉丁超立方試驗設(shè)計方法

與析因試驗設(shè)計不同,均勻試驗設(shè)計與拉丁超立方試驗設(shè)計追求用少量試驗進行多因素、多水平試驗,均勻性原則是這兩種試驗設(shè)計優(yōu)化的重要原則。均勻試驗設(shè)計是一種“充滿空間”的試驗設(shè)計。均勻設(shè)計的特點有：1)試驗點分布均勻分散;2)在試驗設(shè)計中各個因素每個水平只出現(xiàn)一次;3)適用于多水平多因素模型擬合及優(yōu)化試驗;4)試驗結(jié)果可以采用回歸方法進行分析。

均勻試驗設(shè)計是根據(jù)數(shù)論在多維數(shù)值積分中的應(yīng)用原理,構(gòu)造1套均勻設(shè)計表,用來進行均勻試驗設(shè)計。均勻設(shè)計表仿照正交表以U n(m k)表示。U是均勻設(shè)計表代號;n表示橫行數(shù)即試驗次數(shù);m表示每縱列中的不同字碼的個數(shù),即每個因素的水平數(shù);k表示縱列數(shù),即因素數(shù)。

表2為U7(76)均勻設(shè)計表,該表可安排7水平6因素的試驗,只做7次試驗即可。

表2 均勻試驗設(shè)計表Tab.2 Uniform test design

拉丁超立方試驗設(shè)計方法是一種“充滿空間”的試驗設(shè)計,其試驗特點與均勻試驗類似。拉丁超立方試驗設(shè)計LHD(N,k)可表示為N×k階矩陣X。其中：N表示試驗次數(shù),也表示水平數(shù);k表示因素個數(shù),矩陣X的列向量是[1 2 …N]T的隨機置換。

無論是均勻設(shè)計還是拉丁超立方試驗設(shè)計,都存在很大備選方案。例如對于LHD(N,k)試驗設(shè)計共有(N!)k種備選設(shè)計方案。衡量各試驗方案優(yōu)劣的準則就是均勻性,一般引入試驗點之間的距離d(x i,x j)來描述,定義為

式中：t為正整數(shù),通常t=1,2。根據(jù)這一距離,衡量試驗設(shè)計均勻性的常用標準有最大化最小距離(maximin distance)標準、φp準則、中心化離差度量準則CL2等。

2.2.3 抗干擾評估試驗方法

抗干擾評估試驗應(yīng)按照數(shù)字仿真、半實物仿真和外場實彈靶試的順序依次進行,每進行一種試驗需要對其試驗數(shù)據(jù)進行處理分析后再進行下一階段試驗。

首先對于數(shù)字仿真試驗,一般允許進行大量試驗。可以采用分式析因試驗設(shè)計n=m k-p方法,對一些影響較小的p個因素進行不完全設(shè)計,而針對其他(n-p)個重要因素進行完全析因設(shè)計。

對于半實物仿真試驗,受到成本的影響,其允許的試驗次數(shù)要遠小于數(shù)字仿真。因此需要在數(shù)字仿真試驗基礎(chǔ)上,進一步弱化一些次要因素,減少重要因素,仍可以考慮采用分式析因設(shè)計方法。如果試驗次數(shù)不允許,則可以對因素進行分類,每一類選擇較少因素,在每一類之間采用正交試驗設(shè)計方法。例如針對誘餌干擾模式涉及的組數(shù)、組間隔、彈數(shù)、彈間隔等因素采用L9(34)或L27(313)正交試驗,從而可以大幅度減少試驗次數(shù)。然后在大類因素之間采用析因設(shè)計方法。

對于外場試驗而言,只能進行小樣本試驗,可以采用均勻試驗設(shè)計或拉丁超立方試驗設(shè)計方法,從而在少量試驗中考慮更多因素的影響。

2.3 評估數(shù)據(jù)融合處理

得到評估內(nèi)外場試驗數(shù)據(jù)后,需要對這些數(shù)據(jù)進行處理。數(shù)據(jù)處理的目的主要分為兩方面：一是分析各因素對抗干擾性能的影響程度;二是得到制導(dǎo)武器的綜合抗干擾性能。

為了分析各因素對抗干擾性能的影響程度,需要用到數(shù)字仿真和半實物仿真試驗數(shù)據(jù),采用的方法是方差分析法。方差分析主要是分析每個因素組間均方MSr與組內(nèi)均方MSe的差異大小,以采用F分布進行檢驗,即組間均方與組內(nèi)均方的比值F越接近于1,說明組內(nèi)與組間沒有差異,也就是該因素在評估中可以忽略;如果F越大,則說明組間差異大于組內(nèi)差異,該因素對評估的影響越大。

為了得到制導(dǎo)武器的綜合抗干擾性能,需要將內(nèi)外場數(shù)據(jù)進行融合,在對內(nèi)外場數(shù)據(jù)進行融合之前,需要對其一致性進行檢驗,如果其數(shù)據(jù)不一致,則無法融合。數(shù)據(jù)一致性檢驗采用傳統(tǒng)的假設(shè)檢驗方法即可。一般認為制導(dǎo)武器抗干擾概率服從二項分布X～B(n,p),可以采用Z檢驗檢驗二項分布的一致性,此時要求n足夠大時(np＞5且n(1-p)＞5時),X近似服從于N(np,np(1-p))。

設(shè)有數(shù)字仿真樣本x～B(n,p1),半實物仿真樣本y～B(m,p2),構(gòu)造統(tǒng)計量Z1使得

式中：p0=則認為x,y來源于不同一整體,兩者不一致,反之則一致。

對于數(shù)據(jù)融合,可以采用傳統(tǒng)的貝葉斯融合方法。對于數(shù)字仿真數(shù)據(jù)而言,采用無信息先驗的貝葉斯估計方法,其后驗分布服從貝塔分布B(a,b),其中參數(shù)為

以數(shù)字仿真結(jié)果為先驗分布,對半實物仿真數(shù)據(jù)y進行處理,可以得到其后驗分布為

在平方損失下,抗干擾概率p的貝葉斯估計為

如果外場數(shù)據(jù)較少,也可以采用類似方法處理。

3 幾點啟示

1)建立面向新型聯(lián)合作戰(zhàn)的分布式綜合試驗環(huán)境。為應(yīng)對武器裝備在未來大規(guī)模聯(lián)合作戰(zhàn)條件下的試驗鑒定評估需求,美軍打通了各軍兵種靶場、試驗場、基地之間的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò),廣泛接入,集成各領(lǐng)域試驗資源,建立面向體系、虛實結(jié)合的分布式綜合試驗環(huán)境,充分發(fā)揮各專業(yè)試驗系統(tǒng)與靶場的技術(shù)與資源優(yōu)勢,支撐開展大規(guī)模聯(lián)合作戰(zhàn)裝備試驗與訓(xùn)練演習(xí)。

2)推動認知仿真等先進智能仿真技術(shù)的實際應(yīng)用。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,美軍等已經(jīng)開始將認知仿真等智能化仿真技術(shù)應(yīng)用到試驗鑒定評估領(lǐng)域。在開展體系對抗條件下武器裝備試驗鑒定評估和智能化武器裝備的試驗鑒定評估時,重點解決復(fù)雜體系對抗建模、網(wǎng)絡(luò)對抗模擬、智能化檢測等方面的仿真難題。

3)注重加強海量試驗數(shù)據(jù)的深度挖掘和綜合分析。大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)為海量數(shù)據(jù)的深度挖掘與綜合利用提供了有效手段。基于建模仿真的試驗鑒定評估產(chǎn)生的海量仿真、實裝等多維試驗數(shù)據(jù),在類型、格式、粒度上千差萬別。美軍采用大數(shù)據(jù)技術(shù),對海量試驗數(shù)據(jù)進行深度挖掘和綜合分析,從多視角展現(xiàn)了武器裝備在不同試驗環(huán)境、試驗條件下的戰(zhàn)機效能,大幅提高裝備試驗鑒定評估的可信度和有效性。

4)建立全面、統(tǒng)一的標準規(guī)范體系,確保仿真評估有據(jù)可依。美軍進一步推進模型置信度評估(VV&A)理論體系的研究,建立比較完善的規(guī)范和標準,包括DoD 系列規(guī)范、IEEE VV&A 標準、SISO VV&A 模 型、NATO MSG-019/TG-016 等,美軍正進一步將規(guī)范和標準應(yīng)用于武器系統(tǒng)的實際測試評估中,確保精細化模型的可信度。

4 結(jié)束語

本文闡述了基于建模仿真的紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈抗干擾能力評估的理論體系,對國外評估能力進行了深入分析和探討,對抗干擾能力評估的核心技術(shù)問題進行研究分析,對國內(nèi)抗干擾能力評估的試驗條件、試驗設(shè)計、數(shù)據(jù)處理等技術(shù)進行了分析總結(jié),研究了面向復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境和未來新作戰(zhàn)概念的仿真評估理論和方法,對仿真技術(shù)在測試評估中的應(yīng)用進行細化完善與驗證評估,推動基于建模仿真的試驗鑒定評估技術(shù)從概念走向應(yīng)用。目前研究還存在一些不足,需要繼續(xù)提高目標及場景建模的準確性,深入研究組成評估,樣本庫的各因素對試驗結(jié)果的影響對空間各條件的影響,建立更加合理完善的實驗樣本庫,并結(jié)合先進理論方法不斷改進數(shù)據(jù)的融合處理技術(shù),使紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈抗干擾能力的評估方法能更加精確有效。