基于對抗數據的水面艦艇電子偵察能力裁決模型設計*

尹 晉

（中國人民解放軍91404部隊 秦皇島 066001）

1 引言

在習總書記提出的“召之即來，來之能戰，戰之必勝”的要求下，推進信息化條件建設，增強信息系統的體系作戰能力，提升實戰化水平是部隊的目標［1］。基地化訓練成為常態，快速組訓、施訓及考評對作戰能力提升至關重要。裁決模型建立在信息化、自動化基礎上，針對訓練數據利用率不高，人工考評效率低、客觀性不足等問題而設計的，具備時效性優勢，能夠滿足快速調整、快速裁評、快速反饋的要求，對未來裝備升級改造、組訓考評模式升級有重要意義。

2 裁決模型概述

所謂裁決，區別于評估、考核［2］，在于裁決體現的是單次行動，關注時效性，評估、考核是階段性的、統計性的結果。裁決模型與考核評估模型不同，考核評估模型通過構建層級指標體系，設定評估標準，通過專家打分完成對某一對象的考評，利用權重、歸一化算法給出綜合分值，可用于階段性評估、單裝單戰考核、綜合效能評估等；而裁決模型在輸入、處理及計算方面均不同，裁決模型關注單次行動，以交戰雙方或三方行動為輸入，通過在時域、空域、頻域等域分析雙方行為的關聯性及結果，裁定給出該行動的有效性結果。

裁決模型由裁決關聯對象、裁決數據要素、裁決規則、裁決算法、裁決結果五個方面內容組成，如圖1。在裁決關聯對象選擇時，以演訓各方兵力為依托，以參演裝設備為對象，按考評需求、裝設備類型關聯裁決對象、威脅對象、第三方參考對象等其他對象，是裁決數據要素的裝設備源；裁決數據要素根據裝設備職能，關聯裝設備實時工作數據、操作員操作數據、裝設備固有戰技術指標及關聯演訓數據等，為裁決算法計算提供輸入數據要素；裁決規則用于實時動態數據管理維護、裁決算法等待延遲、裁決結果判定等，驅動裁決判定過程；裁決算法關聯裝設備類型及職能，以數據驅動計算，以規則判定結果，貫穿位置數據處理、交戰雙方分析、作戰行動結果判定等過程，是裁決模型的核心；裁決結果以裁決規則判定結果、裁決算法關聯交戰關系、交戰狀態為要素，按導調、評估、態勢顯示等要求格式組織數據，推動演訓進程實時動態調整［3］。

圖1 裁決模型組成

3 水面艦艇電子偵察能力裁決模型設計

水面艦艇電子偵察以雷達偵察為主，主要用于偵察導引頭雷達，以雷達偵察設備為裁決對象，水面艦艇為平臺，末制導雷達為威脅對象、導彈為目標對象，電磁環境監測設備為第三方參照設備，運用雷達偵察設備偵察識別數據、威脅末制導雷達跟蹤數據、水面艦艇位置數據、威脅目標位置數據、末制導雷達固有指標參數為裁決數據要素，對威脅雷達信號偵察正確性、及時性、識別上報有效性進行裁決，在偵察正確的前提下進行及時性、有效性裁決才有意義。偵察能力裁決模型設計如表1［4～7］。

3.1 偵察正確性裁決

偵察正確性裁決用于對偵察戰位的信號分選識別能力進行裁決判定，以雷達偵察裝備偵察數據驅動裁決，包括虛警裁決、漏警裁決、正確∕錯誤告警裁決，運用的公式如下分別為式（1～3）［8～9］。

1）漏警計算分析雷達偵察戰位未及時偵察發現威脅目標信號，在漏警計算時將威脅末制導雷達信號與雷達偵察設備威脅目標信息進行比對，在裁決門限時間內未發現該信號，則視為漏警。計算時對于所有威脅目標Radars，存在Radar1 屬于Radars，其處于輻射跟蹤狀態，且偵察裝備未在裁決門限允許的時間內偵察發現該目標，則雷達偵察裝備對該目標漏警。計算分析式（1）如下：

2）虛警計算用于裁決分析分選識別信號是否為虛擬告警目標，在虛警計算時將偵察信號與所有威脅目標進行關聯分析，如果不存在該信號的目標在工作，則視為本次告警無效，為虛警。對于雷達偵察裝備偵察發現的信號A，在偵察門限范圍內不存在威脅目標處于輻射跟蹤狀態，則雷達偵察裝備對該目標漏警［10］。計算分析式（2）如下：

先查找處于輻射跟蹤狀態的威脅目標Work-Targets，即

表1 偵察能力裁決模型設計表

則進行告警正確性裁決，見式（11～14）。

在上述表達式中，TargetAzi為計算的威脅目標相對水面的方位，ΔSAzi 為裁決門限方位，TargetAzi是利用坐標計算公式計算得出的。

利用坐標計算公式計算TargetAzi。其中目標相對雷達偵察裝備位置計算以水面艦艇位置為原點分析導彈相對其的方位、俯仰，因訓練區域跨度變大，采用簡化算法，先將經度、緯度、高度變換為平面直角坐標XYZ，再利用平面上兩點坐標計算公式進行方位、俯仰、方位計算［11～12］。水面艦艇位置A（aLon，aLat，Ha）的直角坐標為Xa，Ya，Za，計算公式（8～10）如下：

導彈位置B（bLon，bLat，Hb）的直角坐標為Xb，Yb，Zb，計算公式如下：

3）正確性告警計算用于裁決分析偵察信號與威脅目標信號的匹配程度，分析偵察發現是否及正確，在正確性計算分析時，將偵察信號的方位、頻率、目標類型［13］分別與處于工作內的威脅末制導目標進行匹配分析，在方位、頻率、目標類型都匹配成功時，則視為告警正確，否則視為告警錯誤。計算分析式（11～14）如下：

先利用坐標轉換公式計算處于工作狀態威脅目標相對雷達偵察裝備的方位，與式（8～10）中方位計算公式相同；

再分析處于偵察范圍內的威脅目標WorkTargets，且WorkTargets ≠?，TargetAzi ∩JudgeAzi ≠? ，則目標落入偵察門限范圍，方位匹配成功；

計算頻率匹配度，即

3.2 偵察及時性裁決

及時性裁決用于分析雷達偵察戰位是否及時發現威脅目標信號，其前提是先進行正確性裁決，且偵察正確。及時性裁決計算時，在時統一致的前提下，存在威脅末制導雷達處于輻射跟蹤狀態下，記錄其輻射跟蹤狀態時刻T，由偵察正確性裁決結果為輸入觸發裁決，計算式（15）如下：

其中ΔTime=SctT-T，SctT 為偵察發現時刻，T為末制導雷達輻射跟蹤時刻，MaxTime 為及時性門限裁決時間。

3.3 偵察有效性裁決

偵察有效性裁決用于分析雷達偵察設備發現目標對于作戰效能的發揮分析，偵察裝備的偵察發現距離與其戰技術效能的發揮相關，可用于分析漏警的原因。

偵察有效性裁決計算包括偵察距離計算、作用效能發揮、偵察有效性計算，運用的公式如下分別為式（18～21）；雷達偵察距離是雷達信號被電子戰接收機或偵察接收機接收并探測到的距離，當雷達偵察裝備接收到的雷達信號功率恰好等于雷達偵察裝備接收機靈敏度時，雷達至雷達偵察裝備的距離即為雷達偵察系統對該雷達信號的偵察距離［13］。

其中，SRCVR為雷達偵察裝備接收機靈敏度（dBm）；PR為接收功率（dBm）；PT為雷達發射功率（dBm）；GRCVR為雷達偵察裝備方向上的雷達天線增益（dB）；GR為雷達偵察裝備接收機天線增益（dB）；f 為雷達發射頻率（MHz）；d 為雷達至雷達偵察裝備的距離（km）。

得出雷達偵察系統的偵察距離R：

作用效能發揮分析以實際偵察距離為基準，分析實際探測時對戰技術能力的發揮。首先利用坐標計算公式計算處于輻射跟蹤狀態目標相對雷達偵察裝備的相對距離，經緯度轉換大地坐標過程與式（10）TargetAzi計算一致，利用勾股定理得出距離RReal，計算式（20）如下：

以RReal與R 為基礎，經過多次計算分析作用效能發揮，即

偵察上報有效性計算用于防御作戰時，用于判別是否有足夠的時間對目標進行抗擊。計算時，分析目標到達水面艦艇也就是到達雷達偵察裝備的時間是否允許水面艦艇進行防御作戰，如果允許，則偵察有效，否則無效。此處以經驗數據為判據，設置距離、時間裁決規則，利用式（19）的RReal，計算式（21）如下。

則偵察上報無效，否則偵察上報有效。其中MinScountR 為最小允許的偵察距離，MeetTime 為導彈到達水面艦艇的時間，此來襲時間此處不進行展開，需結合導彈方程計算；MinBeatTime為艦艇最小抗擊時間［14］。

3.4 裁決結果傳輸格式設計

裁決結果為訓練導控、階段裁評提供信息要素，為及時、有效地將裁決結果反饋給導控、評估，按數據報形式通過網絡實時傳輸裁決結果。數據報內容格式設計為如表2，在傳輸時按要求增加頭尾等字段。

表2 裁決結果傳輸格式設計表

4 結語

對實戰化訓練中水面艦艇電子對抗系統偵察能力裁決進行了較為詳細的分析設計，研究了從數據、模型、軟件角度建立裁決模型，對提升導控、評估時效性有重大意義。在國內大多數研究中，大多數以評估角度分析能力、效果，專家法、歸一法、權重分析法等給出綜合評定結果，很少涉及實時裁決。但從實戰化訓練角度，實時客觀的裁評數據對訓練問題分析、訓練結果評定都更有可信度，可按需建立模型，應用于雷達、通信、電子對抗等單裝作戰行動及結果裁決，也可用于雷達、通信、電子對抗等部（分）隊作戰行動及結果裁決［15］。