空降兵電子對抗作戰效能評估

趙 上，王冰切，郭小龍

(1.空軍預警學院，湖北 武漢 430019；2.解放軍95985部隊，河南 開封 475000)

0 引 言

效能是有效性、可依賴性和能力的函數，是量化裝備在執行任務時所發揮的作用。效能評估主要是指采用量化手段評價作戰任務所能達到的預期目標的可能程度，是采用數據分析的方式判定出最佳作戰能力。空降作戰面臨的電磁環境復雜，電子武器威脅大，空降兵的電子對抗力量發展傾向于全要素、多功能的新型作戰樣式，運用裝備種類多，作戰樣式多，在做好電子壓制的同時，還要注重隱蔽、安全。受空中運力的影響，空降兵的電子對抗力量必須在有效的裝備數量上發揮最大的作戰效能；所以，在構建的作戰體系基礎上，結合空降作戰的特點，運用效能評估驗證出體系的最優結構[1]。

根據空降作戰中空降兵電子對抗力量的作戰運用戰法，在空降準備和空運空降階段電子對抗力量隱蔽接敵，裝備數量少，主要以信息偵察和誘騙干擾為主，地面戰斗的電子對抗力量要求功能全、參戰裝備多，要合理規劃部署，突出使用重點。本文主要針對地面戰斗作戰階段進行效能評估，優化出最佳作戰效能的力量配置方案。

作戰能力效能評估方法有集對分析評估法、理想解法評估法、灰色關聯分析評估法、模糊綜合評判法、物元分析評估法等諸多方法。空降兵電子對抗作戰能力根據任務區分、階段劃分和敵方實力，在裝備配置和功能運用上具有不確定性，若達到理想的作戰能力，需要通過數據構建矩陣模型計算與理想作戰能力之間的聯系，論證出最佳裝備配置。集對分析法，又稱同異反綜合分析法，是從系統的角度去認識確定性和不確定性的關系，并確定研究對象是一個確定不確定系統，其不確定性和確定性共同處于一個統一體之中。通過集對分析法，確定空降作戰中空降兵電子對抗力量配置的不確定方案，從中對比理想作戰能力，優化出最佳方案。

1 集對分析法評估流程

集對就是指存在聯系的2個集合，集對分析即研究這2個集合的聯系度。聯系度，是指這2個集合對其共有屬性的相同、相異、相反(同異反)的程度。空降作戰中電子對抗力量主要發揮雷達偵察與干擾、通信偵察與干擾、假目標欺騙和反輻射打擊等功能作用，構建評估指標體系，設定各評估指標的權重，構造理想方案，形成聯系矩陣，通過數據分析進行指標合成，最后評選出最優方案[2]。

集對分析法作戰效能評估分為6個步驟：

(1) 建立評估系統的指標體系：以作戰階段的電子對抗裝備結構為基礎，從作戰效果的角度出發，分析對作戰效能產生直接影響的各個因素，建立基于作戰效能的指標體系。

(2) 規劃指標權重：通過專家數據分析和部隊實演經驗對各指標權重進行共同評估，采用主觀賦權法和客觀賦權法相結合的方式，排列矩陣模型進行歸一確定，提高權重計算的科學性，則：

(1)

式中：W為評估指標的總權重；wj為第j個指標的權重。

(3) 構造理想方案：各類方案中的指標各有優劣，從中選出最優者構成一個理想方案，找出其他各方案與其的聯系度，進而確定最優方案。

(4) 形成聯系矩陣：建立各方案與理想方案各指標的聯系度的數據矩陣，得到初始的評估矩陣，形成聯系矩陣，就是計算被評估方案與理想方案對應的同一度，即確定同異反評估矩陣Rs。假設有i個評估對象，j個評估指標，則：

(2)

式中：asj，bsj，csj分別為被評估方案的各指標的評分值。

結合權重系數W和同異反系數矩陣E，求出聯系矩陣Hs：

(3)

(5) 指標合成：采用對各項指標值與其相對應的權重系數進行線性疊加，結合各指標的權重系數與同一度，計算各方案的指標值，即加權合成：

(4)

(6) 選擇方案：根據已確定的目標，對備選方案按其指標值大小排序，擇其最優方案：[y4,y1,…,y2,ys]T(y4>y1>…>y2>ys)。

集對分析法效能評估流程示意圖如圖1所示。

圖1 集對分析法效能評估流程示意圖

2 地面戰斗階段效能評估

空降作戰中地面戰斗階段是主要作戰環節，主要電子對抗力量跟隨作戰部隊實施空降，填補先期到達的小分隊力量薄弱、功能單一的缺陷，在發起進攻時，對敵雷達、通信系統實施全方位的偵察和干擾壓制，此階段動用電子對抗裝備多、功能全、行動要求嚴，必須利用最短的時間發揮最大的作戰效能，奪取制電磁權，才能保證作戰部隊快速攻占目標，達到制勝目的。運用集對分析法對地面戰斗階段的電子對抗力量進行作戰效能評估，通過構建指標體系、規劃指標權重、設定理想方案、形成聯系矩陣，最終測算出最佳效能的作戰方案。

2.1 建立指標體系

根據作戰運用中空降兵電子對抗力量裝備結構，地面戰斗階段的空降兵電子對抗力量效能評估從偵察、誘騙干擾、壓制干擾和硬殺傷4類評估準則建立指標體系，偵察分為雷達偵察、通信短波偵察和通信超短波偵察，欺騙干擾分為假目標誘騙和假信號誘騙，壓制干擾分為雷達干擾、通信短波干擾和通信超短波干擾，硬殺傷為反輻射無人機打擊。地面戰斗階段電子對抗作戰效能體系如圖2所示。

圖2 地面戰斗階段電子對抗作戰效能評估體系圖

依托當前電子對抗部隊編制的裝備類型以及空降兵新編制的電子對抗裝備，結合空降兵現有電子對抗裝備，研究適應空降作戰的電子對抗裝備，也可在新型空降戰斗裝備的平臺基礎上，搭載電子對抗設備，從而更加適應空降作戰的條件。這里電子對抗裝備設定為電子對抗部隊現有裝備和可發展型裝備相結合：雷達對抗裝備選用便攜式雷達對抗裝備，通信對抗裝備為空投型短波通信干擾車、空投型超短波通信干擾車，搭配新型便攜式電子對抗偵察情報綜合系統，電子對抗無人機為中程雷達對抗無人機、反輻射無人機，電子戰直升機設為配置電子戰系統的武裝直升機，用于探測、接收和分析敵方雷達信號，壓制敵方的地面指揮控制和偵察探測系統，干擾敵各種精確制導武器和防空系統，使敵無人機和制導導彈電子系統失靈，全方位保護我進攻部隊行動。

評估指標數據通過各裝備類型的內置參數進行公式計算，由于裝備各類參數屬于涉密信息，故只對指標的計算方式和概念進行詳細解釋。

2.1.1 雷達偵察

(1) 最大探測距離，是指電子對抗裝備探測到敵雷達信號的最遠距離，計算公式為：

(5)

式中：Pt為雷達發射功率；Gtr為發射天線在雷達對抗裝備方向上的增益；Grt為偵察天線在雷達方向上的增益；λ為雷達工作波長；Prmin為最小可測信號功率。

(2) 探測雷達數量，是指部署的雷達對抗裝備可以同時探測的雷達數量，準確收集和接收雷達信號源的位置，區分雷達類型，按照威脅程度劃分偵察概率和偵察時間，能夠更好地提供重點壓制的雷達位置和頻段信息。

(3) 裝備數量，是指部署在前沿的雷達對抗裝備數量，數量越多，偵察范圍越大，提供壓制和摧毀的情報信息越精確，對作戰行動越有利。

2.1.2 通信短波偵察

(1) 最大偵察距離[3]，通信對抗偵察與雷達對抗偵察一樣，是依靠接收輻射源——通信發射機發射的單程直接信號來工作的。因而，通信對抗偵察接收機的作用距離也可用偵察方程計算：

(6)

(2) 測向精度，是通信短波對抗裝備主要的性能參數之一，在3～30 MHz頻段內測向精度越大，對進攻實施壓制干擾的精準度越有利。

(3) 裝備數量，是指伴隨進攻部隊實施通信對抗的裝備數量，數量越多，偵察效果越好，越能為通信壓制干擾提供可靠情報。

2.1.3 通信超短波偵察

(1) 最大偵察距離，同短波偵察距離的計算公式相同，距離越大，越便于通信對抗裝備的隱蔽部署。

(2) 測向精度，是通信短波對抗裝備主要的性能參數之一，在30～3 000 MHz頻段內，測向精度越大，對進攻實施壓制干擾的精準度越有利。

(3) 裝備數量，是指伴隨進攻部隊實施通信對抗的裝備數量，數量越多，偵察效果越好，越能為通信壓制干擾提供可靠情報。

2.1.4 假目標誘騙

(1) 裝備數量，是指使用紅外、可見光、煙幕等假目標對敵武器進行誘騙干擾，使敵無法識別真實打擊目標，假目標數量越多，對部隊的整體防護越好。

(2) 欺騙類型數量，是指假目標對敵可見光偵察、電視制導、激光制導武器以及對紅外成像制導等各種裝備類型的欺騙數量，數量越多，防護性能越強。

2.1.5 假信號誘騙

(1) 誘餌數量，是指布設雷達、通信信號模擬發射器，誘騙敵雷達和通信偵察方向，數量越多，誘騙作用越大。

(2) 頻段范圍，是指假信號覆蓋的頻段范圍，范圍越大，誘騙效果越好。

2.1.6 雷達干擾

(1) 裝備數量，是指部署在進攻方向的雷達對抗裝備數量，數量越多，實施對敵雷達壓制性干擾的效果越好。

(2) 干擾距離，由雷達干擾方程可得：

(7)

式中：Kj為壓制干擾系數;Pj為干擾機發射功率;Gj為干擾機天線主瓣方向上的增益;γj為干擾信號對雷達天線的極化損失；Rt為雷達至目標的距離；Pt為雷達的發射功率；Gt為雷達天線主瓣方向上的增益；σ為目標的有效反射面積；Rj為干擾機至雷達的距離。

在達到一定的干擾效果時，干擾距離越大，越有利于裝備的部署。

(3) 干擾功率，是雷達對抗裝備實施干擾時發射的功率，功率越大，干擾效果越好。

2.1.7 通信短波干擾

(1) 裝備數量，是指伴隨進攻部隊實施通信壓制干擾的通信短波對抗裝備，數量越多，壓制干擾的效果越好。

(2) 干擾距離，是指無線電干擾裝備可以干擾無人機指揮通信的最大距離，距離越大，對防御越有利。根據公式[4]：

(8)

式中：Kj為干擾壓制系數；Pj、Gj為通信干擾機輸出功率和發射天線增益；Pt、Gt為通信發射機發射功率和發射天線增益；Rj、Rt為干擾機干擾距離和通信距離。

(3) 干擾頻段，是指短波干擾裝備在3～30 MHz頻段內，功率越大，產生的干擾效果越好。

2.1.8 通信超短波干擾

(1) 裝備數量，是指伴隨進攻部隊實施通信壓制干擾的通信超短波對抗裝備，數量越多，壓制干擾的效果越好。

(2) 干擾距離，同短波通信干擾距離計算公式相同，在達到一定的干擾效果時，干擾距離越大，越有利于部隊的行動。

(3) 干擾頻段，是指短波干擾裝備在30～3 000 MHz頻段內，發揮功率越大，產生的干擾效果越好。

2.1.9 反輻射打擊

(1) 裝備數量，是指使用反輻射無人機配合雷達對抗裝備，對重要威脅雷達進行反輻射硬殺傷，裝備數量越多，殺傷力越強，對敵雷達系統的破壞性越大。

(2) 打擊數量，是指反輻射無人機采用1架打擊或多架打擊的方式對敵雷達實施壓制，使用定量的反輻射無人機打擊的雷達數量越多，越有利于部隊實施進攻。

(3) 打擊范圍，是指反輻射無人機的殺傷范圍，打擊范圍越大，殺傷效果越好。

2.2 確定指標權重

在作戰中，各類指標的評估必須根據作戰目的的程度、作戰效益和風險度的大小與戰場情況的適應程度，權重就是各指標在作戰中重要性的體現。空降作戰中空降兵部隊的電子對抗力量使用，與指揮員作戰經驗和實戰化演練中的運用數據直接相關，所以權重的確定采用德爾菲法進行主觀賦權，通過專家和部隊指揮員共同評估法，綜合采用裝備研究專家和部隊一線指揮員的經驗，提高評估指標權重確立的準確性。

組織r位專家和部隊指揮員對每個指標的權重進行估計，得到指標權重估計值，計算r位專家給出的權重估計值的平均值，對比估計值和平均值的偏差，將偏差較大的指標再次進行專家估值，從而縮小偏差，使最終權重在主觀評判中更加具有科學性、合理性。C項指標權重值的確定參考公式(1)，得出數值如表1所示。

表1 地面戰斗階段電子對抗作戰效能指標權重表

2.3 構造理想方案

通過各類型裝備的參數，在作戰場景設定的情況下，可以利用計算公式推算出各類評估指標的數值。由于各類裝備參數為固定值，裝備數量為不定值，但空降作戰中受到運輸平臺的限制，電子對抗裝備輸送過少，不能完全發揮抵近壓制的作用；輸送過多，占用運輸平臺和兵力過大，暴露的危險性增高，減少了主戰火力的空中輸送，給作戰部隊增加負擔，不便于整體快速發起進攻。所以，電子對抗裝備數量通過專家和部隊指揮員的經驗進行總結，結合新型裝備的加強，為裝備的性能和參戰數量進行整體打分，設置一分制，設定3種作戰方案，從中評估出最優方案。

運輸平臺以運-20運輸機為例，假設1架運-20分別可以空投3輛車載式裝備(猛士底盤)、32件中件集裝箱物資(便攜式裝備和微型無人機、假目標等使用中件捆綁空投)，電子戰直升機和無人機由指揮所自行起飛。方案以3架運-20運輸機為例選取投送方案如表2所示。

表2 電子對抗裝備投送方案表

通過各裝備參數分析和指標計算，得出各類方案效能評估值，并從中取最大值做為最優方案，如表3所示。

表3 地面戰斗階段電子對抗作戰效能評估數據表

理想方案為：P0=[0.8 0.9 0.8 0.9 0.8 0.8 0.7 0.9 0.8]，記為P0=[p0j],j=1,2,3,4,5,6,7,8,9。

被評估的各方案數值為：P1=[0.6 0.7 0.70.9 0.6 0.7 0.6 0.8 0.8]，記為P1=[p1j],j=1,2,3,4,5,6,7,8,9；P2=[0.4 0.9 0.8 0.5 0.8 0.5 0.7 0.6 0.8]，記為P2=[p2j],j=1,2,3,4,5,6,7,8,9；P3=[0.8 0.5 0.6 0.8 0.7 0.8 0.5 0.9 0.8]，記為P3=[p3j],j=1,2,3,4,5,6,7,8,9。則評估矩陣參考公式(2)得出：

P=

2.4 形成聯系矩陣

在作戰方案評估優選的問題中，只需討論各個方案與構造理想方案的各指標接近程度(聯系度)，即只討論同一度，不討論差異度與對立度。形成聯系矩陣E就是計算被評估方案Pi(i=1,2,…,n)與理想方案P0對應指標的同一度。

由于a+b+c=1，所以在計算同一度a=S/N時，總是較小的數除以較大的數，即：

(9)

于是，本案例的聯系矩陣參考公式(3)得出：

2.5 指標合成

在聯系矩陣的基礎上，求出與理想方案的同一度，并對各指標進行權重疊加，即加權合成，參考公式(4)得出：

(10)

得到{y1,y2,y3}={0.860 0 0.806 5 0.868 9}。

2.6 選擇方案

通過指標合成計算，將3種方案按照指標值大小進行排序，數值最大者為最佳方案：

即方案3是最優方案。

3 結束語

通過集對分析法計算出的方案3為最佳方案，僅是設定的3種方案中的最佳方案，而不是作戰中的最佳方案，若想找出在空降作戰中空降兵的電子對抗力量作戰最佳效能的裝備組合，仍需通過對投送運力、裝備性能、敵方裝備等因素進行實力分析和綜合推演，在設定各種方案中反復計算和對比，以及結合作戰目標和與其他專業軍兵種的聯合協同，才能得到最實用的空降兵電子對抗作戰體系。