對防空預警系統的電子對抗作戰仿真實驗指標選擇研究

陶玉犇，鄧 寶，葛江濤

（電子工程學院，合肥230037）

0 引 言

空軍是高技術軍種，在現代空中戰場上受信息的制約很大。在空中進攻作戰中，電子對抗有著舉足輕重的地位和作用，在某種程度上決定著空中進攻作戰的進程和結局，它通常先于進攻行動展開，并貫穿于作戰始終，有時也可作為空中進攻作戰中相對獨立的階段出現［1］。其中，對防空預警系統的電子對抗作戰是整個進攻作戰過程的前奏，直接影響著后續突防、攻擊、返航等相關作戰行動的順利開展，是空中進攻作戰的關鍵階段。

作戰仿真實驗是一種虛擬實驗方法，它以作戰仿真系統為實驗平臺，通過對作戰計劃、兵力運用及其戰法等想定的運行進行虛擬實驗，最后對實驗數據進行分析挖掘得出結論［2］。近年來，世界各軍事強國在重視電子裝備發展的基礎上，都已開始廣泛運用作戰仿真實驗的方法研究對防空預警系統的電子對抗作戰問題，并取得了豐碩的研究成果。其中，實驗指標的選擇是進行作戰仿真實驗的第一步，對整個作戰仿真實驗的成敗有著重要的影響。

1 作戰仿真實驗指標選擇概述

作戰仿真實驗指標選擇，在整個實驗過程中占有十分重要的地位和作用。為了理清作戰仿真實驗指標選擇的相關問題，需要從實驗指標的概念、實驗指標選擇的基本要求以及方法等幾個方面進行深入分析。

1.1 作戰仿真實驗指標

作戰仿真實驗指標是在作戰仿真實驗實施的過程中，根據實驗目的而選定的用來考察或者衡量虛擬作戰效果的特性值，有時也將其稱為反應變量、因變量，它是獲取實驗結論的基本依據［3］。作戰仿真實驗指標選擇是作戰仿真實驗方案設計的一部分。具體實驗中，根據不同的研究目的，所選擇的作戰仿真實驗指標、實驗指標的數量也會有所不同。

1.2 作戰仿真實驗指標選擇的基本要求

作戰仿真實驗指標除滿足客觀性、合理性、靈敏性以及可轉換性等基本要求外［4］，還應滿足全面性、典型性、適度性等特殊要求。

（1）客觀性。所謂客觀性是指所選的實驗指標是客觀存在的，是可以為實驗者、實驗儀器所感知并記錄下來的。指標的客觀性是不依人的主觀愿望為轉移的。

（2）合理性。就是說，所選擇的實驗指標必須與實驗的研究目的有本質上的聯系，能準確地反映出實驗因素的效應，保證該指標確實代表所研究的現象。為了解決實驗指標的合理性，必須深入了解和研究實驗指標對所研究問題的理論意義。

（3）靈敏性。靈敏性是說實驗指標的特性值要比較容易觀察和測量，能詳細地反映實驗因素的變化對實驗結果的影響。否則，作為實驗的指標，就無法反映出實驗所能達到的真實效果。

（4）可轉換性。有時，從實驗指標本身并不能直接看出其中所蘊含的規律來，但經過數學上的變換，便可以找出反映本質規律的因變量，進而方便實施深入的數據挖掘。

（5）全面性。實驗指標應能充分反映出實驗因素在各個被考察方面所能達到的性能水平，應能對整個實驗結果進行全面的反映。

（6）典型性。作戰仿真實驗指標要易于為作戰指揮員和相關軍事人員所理解，在時間要求較高的情況下，可直接為相關軍事人員提供對作戰情況的宏觀描述。

（7）適度性。實驗指標的個數要適度，既要避免因過多而造成實驗結果分析的困難，又要避免因過少而不能反映實驗的整體情況。

為了選出得當、有用的作戰仿真實驗指標，不僅要求實驗者對數理統計知識和現代實驗方法具有較好的理論基礎和實驗經驗，更要求實驗者對軍事專業理論知識有較深的理解與掌握。如果在作戰仿真實驗研究中所建立的理論假說符合實際，那么它就為作戰仿真實驗指標的選擇提供了前提條件。準確地選擇作戰實驗指標，關鍵還在于實驗者根據已有的軍事專業理論知識建立一個符合實際的理論假說。

1.3 作戰仿真實驗指標選擇的基本方法

在某種程度上，作戰仿真實驗指標的選擇與作戰效能評估指標體系的構建有相似之處。依據文獻［5］中的有關表述可知，目前可用于作戰仿真指標選擇的方法主要有專家法和試驗統計法等。

（1）專家法

專家法也稱專家咨詢法，它是依靠專家的知識和經驗，在掌握了一定的客觀情況和實際資料的基礎上，對征詢項目做出評價的方法。該方法采用匿名的方式，收集和征詢該領域專家們的意見，將其答復作統計分析，再將分析結果反饋給此領域專家，同時進一步就同一問題再次征詢專家意見，如此反復多輪，使專家們的意見逐漸統一，進而選出恰當的實驗指標。

（2）試驗統計法

試驗統計法的特點是應用數理統計方法，依據實踐、演習、試驗以及計算機仿真獲得的大量統計資料來進行實驗指標選擇。統計法應用的前提是所獲統計數據的隨機特性可清楚地用模型表示并加以利用。統計法得到的結果比較準確，但需大量試驗作基礎，耗費大，時間長。

在實際選擇實驗指標的過程中，應根據實驗的考察重點，緊密結合實驗因素的數目，采用恰當的實驗指標選擇方法從眾多備選指標中選出最能反映實驗結果、最具代表性的實驗指標。

2 對防空預警系統的電子對抗作戰目標分析

為了分析對防空預警系統的電子對抗作戰目標，首先應該掌握防空預警系統的基本構成，并在進一步分析對防空預警系統電子對抗作戰任務的基礎上，理清對防空預警系統的電子對抗作戰目標。

2.1 防空預警系統構成

防空預警系統是利用雷達、紅外、聲納等各種類型的傳感器，對指定區域的目標進行探知、測量的系統，為采取應對行動提供足夠的預警時間。防空預警系統包括信息搜集、傳輸和處理三大環節［6］。其主要由天基預警探測系統、空基預警探測系統、地基預警探測系統、海基預警探測系統和地面觀察哨系統等組成，各系統在功能上互為聯系，綜合集成，形成遠中近、高中低全面覆蓋，戰略預警和戰術引導相結合的綜合預警探測網絡［7］。

（1）天基預警探測系統

天基預警探測系統通常由偵察衛星、預警衛星、導航衛星以及地面站等設備組成。預警探測的對象是彈道導彈、戰役轟炸機和巡航導彈等各種空襲目標，主要任務是對來襲的目標提供預警，擬定攔截所需的目標指示數據。

（2）空基預警探測系統

空基預警探測系統通常由大型電子偵察機、直升機機載偵察系統、預警機無源探測系統、空中巡邏機、電子偵察吊艙、遙控飛行器、無人偵察機等組成。其中，空中預警機是空中預警探測系統的主要技術裝備。空中預警探測系統的主要任務是對領空進行監視，對來襲的轟炸機、巡航導彈等空中目標盡早提供預警，搜索、監視、識別空中目標，測報目標位置和飛行參數，并向上級或各級指揮中心及有關部門提供空中情報。

（3）地基預警探測系統

地基預警探測系統主要由成百上千部大、中、小型雷達和多種光學、聲學傳感器構成。地基預警探測系統的主要任務是監視地面戰場交戰對手的態勢和力量變化，為己方部隊提供其部隊編成、指揮關系和行動企圖等信息。

（4）海基預警探測系統

海基預警探測系統主要由部署在各類艦艇、潛艇上的預警探測設備構成。海基預警探測系統的主要任務是對領海進行搜索、監視，采用聲納、雷達等傳感器對水下和水面的來襲目標進行識別、跟蹤。

（5）地面觀察哨系統

在預警探測系統中，配置在聯合預警系統末端的地面觀察哨作為整個系統的一個有益補充，其作用是不容忽視的。地面觀察哨的配置較為靈活，使用的裝備主要是光電偵察器材。在使用光電器材偵察過程中，空中目標落入視場被探測到的概率主要取決于搜索裝置的技術性能與觀察員感官的功能，其探測效果受可變因素的影響較大。

2.2 對防空預警系統的電子對抗作戰目標分析

依據目前我軍的電子對抗作戰手段，可將電子對抗作戰目標分為電子干擾目標和電子摧毀目標。電子干擾是指采用有源、無源的干擾方式對敵方電子設備或系統實施的電波擾亂，其目的是使部署在特定方向上的敵方電子設備或系統的使用效能在一定時間內被降低甚至失效。電子摧毀是指采用反輻射、定向能和電磁脈沖等武器對敵方的電子設備或系統進行毀滅性的打擊，使其失去使用效能。

對防空預警系統的電子對抗作戰目標，就是使敵方的防空預警系統不能有效發揮其原有功能，降低其有效發現距離，縮短其預警時間。總的來說，對防空預警系統的電子對抗作戰可以分為對雷達分系統的電子對抗作戰和對通信分系統的電子對抗作戰2個方面。

2.2.1 對雷達分系統的電子對抗作戰目標

雷達是利用發射和接收反射的無線電波探測目標的設備。由天線、發射機、接收機、顯示器和電源等部分組成。在防空預警系統中，雷達主要用于警戒、偵察和敵我識別等。對雷達分系統的電子對抗作戰目標就是削弱、破壞敵方雷達的使用效能，具體來說，包括以下幾個方面：

（1）縮短雷達分系統的有效探測距離

雷達的有效探測距離與等效干擾功率的開四次方成反比，通過實施電子干擾可以極大地降低雷達的有效探測距離，進而可以減少敵方的有效預警時間，為我方準備、實施相關作戰行動提供更充足的時間。

（2）降低雷達分系統的發現概率

雷達的發現概率亦稱探測概率、檢測概率，是表示雷達裝備在一定條件下發現目標可能性大小的量，用0～1之間的數值表示［8］。發現概率的大小決定于目標特性、雷達裝備的特性以及實際所處的環境與氣象條件等因素。實施電子干擾可以使戰場電磁環境更加復雜，進而影響雷達的探測性能，降低其發現概率。

（3）增大雷達分系統的測量誤差

雷達的測量誤差包括測距誤差、測角誤差和測速誤差，這些誤差大都是由各種干擾所引起的。實施電子干擾在增大其測量誤差的同時，也可以使敵方的防空預警設備真假難辨，不能進行有效的火力分配，浪費有限的作戰資源，從而有助于提高我方裝備的戰場生存概率。

（4）摧毀部分雷達設備

電子干擾對敵方防空預警系統效能的影響只是暫時性的，加之我軍電子對抗能力的限制，很難對敵方實施長時間的有效干擾，只有對敵方防空預警系統中的部分雷達設備進行毀滅性打擊，才能從根本上削弱敵方的防空預警能力。

2.2.2 對通信分系統的電子對抗作戰目標

通信系統是由通信人員及其所使用的通信裝備、設施組成的、用以傳遞信息的系統［9］。在防空預警系統中，通信分系統主要用于向上傳遞雷達分系統的探測信息，向下傳達戰場指揮員的作戰指示。對通信分系統的電子對抗作戰目標就是削弱、破壞敵方的信息傳遞，具體目標可概括為：

（1）增大通信誤碼率（誤信率）

實施電子干擾可以增大敵方通信接收機輸入端的干信比，會對其正確發現、識別信號造成一定的困難，進而增大其通信誤碼率（誤信率），影響情報質量，使其指揮機構不能準確地判斷戰場態勢。

（2）壓縮有效通信區域

有效通信區就是信號可以無障礙傳遞的區域。實施電子干擾可以通過增大敵方通信誤碼率（誤信率）的方式，使部分通信因誤碼率（誤信率）過大而中斷，從而壓縮其有效通信區域，縮短信息傳輸范圍。

（3）摧毀關鍵通信樞紐

通信樞紐是匯接、調度通信線路（電路）和傳遞、交換信息的中心［8］，在指揮控制體系中占有極其重要的地位。摧毀關鍵通信樞紐就是為了破壞敵信息傳輸通道，使其作戰體系中下級的信息傳遞不了，上級的指令傳達不出，造成其指揮混亂，削弱其原有作戰能力。

3 對防空預警系統的電子對抗作戰仿真實驗指標

對防空預警系統的電子對抗作戰仿真實驗指標必須能有效反映相應的電子對抗作戰目標，即實驗指標的選取必須緊貼相關的電子對抗作戰行動目標。在實際選擇過程中，首先需要理清實驗中可直接得到的相關數據，然后根據實驗目的確定實驗的主要考察點，再依據實驗中得出的數據或通過變換后得出對防空預警系統的電子對抗作戰仿真實驗指標。假設實驗目的是為了探索在選擇不同的電子對抗作戰目標時敵防空預警系統對我相關作戰行動的預警時間，便可據此得出各層次的電子對抗作戰仿真實驗指標，如圖1所示。

圖1 對防空預警系統的電子對抗作戰仿真實驗指標體系

4 結束語

作戰仿真實驗指標選擇是進行作戰仿真實驗的關鍵階段，對整個實驗的成敗有著重要的影響。本文通過分析防空預警系統的組成以及對防空預警系統的電子對抗作戰任務與目標，構建了對防空預警系統的電子對抗作戰仿真實驗指標體系，為相關作戰仿真實驗的順利開展奠定了基礎，但文中對一些因素的考慮還比較簡單，在實際應用中還有待進一步補充完善。

［1］李可達.現代空襲作戰模式研究［J］.航天電子對抗，2010，26（6）：56－60.

［2］肖濱，黃文斌，陸銘華.作戰仿真實驗的研究與實踐［J］.軍事運籌與系統工程，2010，24（1）：28－33.

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［5］陳浩.空間信息干擾效能評估方法研究［D］.北京：北京郵電大學，2007.

［6］陳富生.外軍預警探測系統發展現狀與趨勢［J］.外軍信息戰，2005（3）：2－5.

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［9］丁鷺飛，耿富錄.雷達原理（第3版）［M］.西安：西安電子科技大學出版社，2002.