通信干擾目標威脅能力分析與評估

徐湘瑩，王世祺，許秀富

(解放軍32282部隊，山東 濟南 250000)

0 引 言

在現代化信息戰爭中，以破壞和攻擊信息傳輸為目的的通信干擾的作用和地位越來越重要。在日趨復雜的電磁環境中，敵方通信威脅源眾多，作戰手法千變萬化，快速準確處理通信干擾目標威脅評估成為戰爭制勝的重要因素。在處理通信干擾目標威脅評估的問題上，單純憑經驗結果往往比較粗略，難以保證準確性，本文在分析通信干擾目標威脅因素的基礎上，采用層次-效用方法可較好地得到通信干擾目標威脅評估結果。

1 評估指標因素的確立與分析

現代戰爭瞬息萬變、錯綜復雜，為提升我方通信系統的戰場生存能力，要求通信干擾目標威脅度評估具有很高的實時性和準確性。在對通信干擾目標威脅度進行評估時，考慮的因素越多，準確性越高。但因素過多,比較困難且影響其實時性，同時在評估指標的因素選取上，還應遵循系統性、科學性、可定量性、可行性等原則。本文在遵循上述原則的基礎上，通過查閱相關文獻，選取了敵方目標平臺距離、平臺夾角、平臺運動速度、干擾帶寬、干擾功率、干擾樣式、干擾方式、我方干擾容限、我方通信功率9個因素，如圖1所示。

圖1 評估指標因素

設通信干擾目標威脅度為

L

，用高、中、低來表示威脅度等級，對于各單因素，敵方目標平臺

C

距離越近，我方受到威脅度越高；敵方目標平臺夾角

C

越小，我方受到威脅度越高；敵方平臺運動速度

C

越快，我方受到威脅度越高；干擾帶寬

C

越寬，我方受到威脅度越高；敵方干擾功率

C

越大，我方受到威脅度越高；干擾樣式

C

分為調幅、調頻和調相3種樣式，敵方使用的樣式越多，我方受到的威脅度越高；干擾方式

C

主要包括瞄準、跟蹤和阻塞3種方式，敵方使用的方式越多，我方受到的威脅度越高；我方的干擾容限

C

越高，抗干擾能力越強，我方受到的威脅度越低；我方的通信功率

C

越高，抗干擾能力越強，我方受到的威脅度越低。

2 層次-效用方法

2.1 各指標因素權重的確定

(1) 確立指標因素

通信干擾目標威脅度

L

和各指標因素

C

(

i

=1,2,…，9)如圖1所示。(2) 構造

L

-

C

判斷矩陣

(3) 求矩陣的特征向量(a) 計算矩陣的每一行的元素之積：

(1)

(b) 計算

M

的9次根：

(2)

(3)

則=(?,?，…，?)即為所求的特征向量。(d) 對矩陣進行一致性檢驗

檢驗公式為:

R

=

I

/I

(4)

式中：

I

=(

λ

-9)

/

(9-1)，

λ

為判斷矩陣的最大特征根：

(5)

式中：()表示向量的第

i

個元素。

I

為判斷矩陣的平均隨機一致性指標，對于1～9階判斷矩陣，

I

的值見表1。

表1 平均隨機一致性指標IR

對于式(4)，當

R

小于0.10時，認為

L

-

C

判斷矩陣具有滿意的一致性，即權數分配是合理的，否則需要調整

L

-

C

判斷矩陣。

2.2 層次-效用方法

若測得

m

個目標威脅度

L

(

i

=1,2,…，

m

)的第

j

個指標因素

C

(

j

=1，2，…，9)的數據為

b

，其矩陣為=(

b

)×9。對于各指標因素

C

(

j

=1，2，…，9):(1) 若指標因素

C

越大，威脅度越高，則

C

采用的效用函數為：

(6)

(2) 若指標因素

C

越小，威脅度越高，則

C

采用的效用函數為：

(7)

(8)

式中：

i

=1,2,…，

m

。

m

個目標威脅度

L

(

i

=1,2,…

m

)的9個指標因素的效用函數構成矩陣=(

μ

)×9。

2.3 綜合量化值求解及評估結果

對于評估指標因素

C

(

j

=1,2,…,9)的權重向量=(?,?,…,?)，綜合量化值

E

可由式(10)求得：

(9)

由式(9)計算得{

E

}(

i

=1,2,…,9},按大小順序進行排列,可得出評估結果,即綜合量化值

E

最高的那個目標威脅度最高。

3 應用實例

(1) 偵察獲取的干擾目標威脅評估指標信息如表2所示。

表2 偵察獲取的干擾目標威脅評估指標

(2) 建立

L

-

C

判斷矩陣，計算指標因素的權重向量通過充分征求專家意見，并用1-9標度法給出數值，構造出

L

-

C

判斷矩陣(如表3)。

表3 L-C判斷矩陣

依據公式(1)～(3)計算指標因素權重向量:=(0.244，0.057 6，0.028 7，0.126 9，0.084 8，0.038 5，0.079 5，0.152 9，0.186 6)。依據公式(4)、(5)可得：

λ

≈9.979 9,

I

≈0.125 5。依據公式(4)可得：

R

=

I

/I

≈0.084 5<0.10,認為此

L

-

C

判斷矩陣具有滿意的一致性。

(3) 計算效用函數值

選用公式(6)～(8)計算效用函數值，結果如表4所示。

表4 效用函數值矩陣

(4) 計算各目標的綜合量化值(威脅程度)

選用公式(9)計算綜合量化值，如表5所示。

表5 綜合量化值

由表5可以看出，目標1的威脅程度最高。目標1和目標2不同的指標因素在于平臺運動速度，平臺運動速度快的目標1威脅程度高；目標1和目標3不同的指標因素是干擾功率，干擾功率高的目標1威脅程度較高；目標1和目標4不同的指標因素在于平臺距離，平臺距離近的目標1威脅程度較高；目標1和目標5不同的指標因素在于距離和干擾帶寬，距離近并且干擾帶寬大的目標1的威脅程度較高。從結果來看，與實際情況相符，符合預期。

4 結束語

本文在確立和分析通信干擾目標威脅指標因素的基礎上，使用層次-效用評估方法解決了通信干擾目標威脅度評估問題，該方法對各效用函數加權和線性變換，使復雜問題條理化，各指標因素對威脅度影響得到較合理的表現，較好地反映了實際，具有一定的可信度和參考性。