機載光學偵察設備成像系統作戰效能指標體系研究

（空軍航空大學特種專業系，吉林 長春130022）

“兵馬未動，偵察先行”，情報偵察作為戰爭勝負的先導，已經成為世界各軍事強國的發展重點。進入信息化飛速發展的今天，準確、快速已經成為現代戰爭最明顯的特征，誰能獲得第一手的精準情報，誰就搶占了對敵一擊致命的先機。

航空相機是偵察載體中的重要設備，是安裝在航空器上對地面攝影的精密光學儀器。由于航空偵察具有時效性強、準確度高、偵察范圍廣、機動靈活、針對性強的特點，既可克服地面偵察受地球曲率和地形障礙物對視線的限制和較強的危險性，又可彌補衛星偵察的細節和時效不足[1]。所以，目前它仍是獲取戰術情報的基本和有效手段。

我國目前在航空成像偵察的系統研究存在的主要問題有：

（1）指標體系不完善，有些指標尚未納入指標體系；

（2）指標體系內部結構不合理，有重復現象。

針對這種情況，本文根據航空成像偵察的作戰需求，以及機載光學系統的特點，提出了機載光學偵察設備成像系統的指標體系，并給出了確定各指標的主要方法、途徑。

1 機載光學偵察設備成像系統的組成

本文研究的機載光學偵察設備成像系統，包括光學相機以及載機平臺。光學相機，包括光電相機和膠片相機；載機平臺，包括用于光電圖像實施準實時傳輸的圖像傳輸設備及平臺自身與偵察飛行性能相關的部分（如圖1所示）。

圖1 機載光學偵察設備成像系統

2 建立指標體系的原則

武器系統往往需要用許多不同的準則來描述。不同的準則，表示了分析的不同角度。有時準則的不同，分析的結果也會不同。只有系統地全面考慮影響武器系統作戰能力的各種因素，才有可能合理地比較武器系統的優劣[2]。

在以往的研究實踐中，可總結出以下數條建立原則：

（1）系統性原則。指標體系應該能全面反映評價對象的本質特征和整體性能；

（2）獨立性原則。同一層次上的指標，不應具有包含關系，保證指標能從不同方面反映系統的實際情況；

（3）層次性原則。指標體系的層析結構能夠條理、全面、系統地反映評估對象的本質特征；

（4）完備性原則。指標體系應圍繞評估目的，全面反映評估對象，不能遺漏重要方面或有所偏頗；

（5）可測性原則。指標應盡量能夠被測定或度量，且能用數學形式表述，便于進行效能計算；

（6）可比性原則。指標體系能夠在不同的作戰場景下進行比較對照，便于判定偵察裝備在不同時空條件下的可行性。

（7）簡潔性原則。盡量采用有代表性的重要指標，作為評價指標尺度，提綱挈領，簡明扼要

3 指標體系的建立

根據機載光學偵察設備成像系統的作戰任務特點和以上的建立原則，構建指標體系。本課題指標體系的構建，應用航空成像的相關知識，把機載光學偵察設備成像系統的作戰效能作為一個整體來考慮，并從可靠性、生存能力、偵察能力與時效性這4個方面，對機載光學偵察設備偵察系統的指標體系進行建立（見圖2）。

圖2 機載光學偵察設備成像系統的指標體系

4 運用信息熵值法確定權重

“權重（weight）”這個詞源于數理統計學，可以理解為某一項目相對重要性所賦予的一個數值。對于任何的復雜系統，各個指標的重要程度不同，其指標權重也就不同。武器裝備效能評估體系中的權重，是指每項指標對總目標的實現的貢獻程度，它反映了各指標在評價對象中價值地位的系數[3]。

目前，有多種確定權重的方法，根據權重計算時原始數據來源的不同，可以分為主觀賦權法、客觀賦權法和組合賦權法三類。

本文選取熵值法進行指標賦權，它屬于客觀賦權法的一種，其優點在于避免了定權的主觀隨意性，評估數據來源于真實數據，提高了評估模型的可信度。

在信息論中，熵值反映了信息的無序化程度，可以用來度量信息量的大小，某項指標攜帶的信息越多，表示該項指標對決策的作用越大，此時熵值越小，即系統的無序度越小[4]。因此，可以用信息熵評價航空相機各項指標的實際測量值，即由這些測量值構成的判斷矩陣，來確定各評價指標的權重。其主要計算步驟如下[5]：

（1）假定有m個評價方案，每個方案有n個評價指標，構建判斷矩陣R

式中，

rst為第s個方案的第t個評價指標的實測值。

（2）將判斷矩陣R歸一化，得到歸一化矩陣B，B的元素為

（3）根據傳統的熵的概念，可以定義各個評價指標的熵為

式中，

顯然，當fst=0時，lnfst無意義。

因此，對fst的計算加以修正，將其定義為

（4）計算各項指標的熵權 ω= (ωt)1×n

5 結束語

本文從航空成像偵察作戰的需求出發，結合作戰效能指標體系的相關知識，構建了機載光學偵察設備成像系統的評估指標體系，并探討了運用信息確定指標對指標體系進行賦權。另外，對機載光學偵察設備成像系統進行效能評估，是一個很復雜的問題，本課題所建的指標體系，還有待于進一步改進和完善。

[1]Global Airborne ISR Market 2008-2018[Z].Vision-gain，2008.

[2]朱斯高.導彈武器系統作戰效能評估指標體系設計研究[D].武漢：華中科技大學.2005.

[3]葉義成，柯麗華，黃德育.系統綜合評價技術及其應用（第二版）[M].北京：冶金工業出版社，2006.

[4]邱蔻華.管理決策與應用熵學[M].北京：機械工業出版社，2001.

[5]周偉興.光電型航空相機的偵察機作戰效能評估研究[D].長春：空軍航空大學，2010.