告警反應時間內外場數據的一致性檢驗

張興華

(解放軍91404部隊，秦皇島 066000)

告警反應時間內外場數據的一致性檢驗

張興華

(解放軍91404部隊，秦皇島 066000)

摘要：內外場試驗數據的一致性檢驗是校驗、確認和驗收(VV&A)的重要內容，內場數據必須經過一致性檢驗才有價值，在統計學上就是2個總體的一致性檢驗問題。通過非參數方法及參數方法進行告警反應時間內外場數據的一致性檢驗，檢驗內外場數據樣本是否來自同一隨機總體，確定2個樣本的總體分布是否相同以及在給定置信度下內外場試驗結果是否滿足一致性要求。

關鍵詞：告警反應時間； 內外場； 一致性

0引言

雷達對抗裝備的告警反應時間測試，主要測試從高威脅等級信號出現在被試設備作用范圍內起至被試設備發出告警信號的時間。通過內場仿真和外場試驗，可以獲得內場仿真和外場試驗2組數據樣本，數據的一致性檢驗就是要驗證2個樣本是否來源于同一隨機總體，首先要確定樣本的總體分布，并在一定的置信度下驗證2組數據是否相同等方面內容[1]。

1參數檢驗法

假設總體的分布函數服從正態分布，則分布函數的形狀僅與個別參數如均值、方差有關，一致性檢驗也只需對這些參數進行即可。T檢驗適用于服從正態分布的小樣本(樣本容量小于30)的2個平均值差異程度的檢驗，它是根據T分布理論來推斷差異發生的概率，檢驗2組數據的差異是否顯著[2-3]。

T檢驗分為單總體和雙總體檢驗。單總體統計量為：

(1)

雙總體T檢驗是檢驗2個樣本平均數與其各自所代表的總體的差異是否顯著。雙總體T檢驗又分為2種情況:一是獨立樣本T檢驗;二是配對樣本T檢驗。

獨立樣本T檢驗統計量為：

(2)

式中：s1和s2為2個樣本方差；n1和n2為2個樣本容量。

1.1　獨立樣本基本方法

獨立樣本是指得到的樣本總體之間是相互獨立的，當總體標準差σ1和σ2未知時，獨立樣本均值之差的檢驗采用t檢驗,可用于檢驗獨立總體2組樣本的均值或中心位置的一致性。如果2組樣本彼此不獨立，應該使用配對T檢驗。如果分組不止1個，例如可能要檢驗3或4個甚至更多個獨立樣本的均值之間的差異情況，應該進行單變量方差分析。獨立樣本T檢驗還要求總體服從正態分布，如果總體明顯不服從正態分布，則不應該用獨立樣本T檢驗來檢驗均值之間的差異，而應該用非參數檢驗。

(3)

式中：Sp為標準差的估值。

于是，t統計量的計算公式為：

(4)

式中：t的自由度為n1+n2-2。

(5)

t統計量的計算公式為：

(6)

t的自由度f的計算公式為:

(7)

1.2　兩獨立樣本T檢驗的基本步驟：

兩獨立樣本T檢驗需要檢驗2個總體的均值是否存在顯著性差異。其零假設為H0：μ1=μ2，這里，μ1和μ2分別為兩總體的均值。

這里需要注意的是兩獨立樣本均值檢驗的前提是2個獨立總體的方差相等，即滿足方差齊性。確定2個獨立樣本的方差齊性是構造和選擇兩獨立樣本T檢驗統計量的關鍵。統計產品與服務解決方案(SPSS)中利用LeveneF方差齊性檢驗方法檢驗兩總體方差是否存在顯著差異。而對兩獨立樣本的檢驗用的是前面構造的t統計量。

在給定零假設的前提下，SPSS將檢驗值0代入t統計量的μ1-μ2部分，得到檢驗統計量的觀測值以及根據t分布的分布函數計算出來概率P值。

當檢驗統計量的概率P值小于顯著性水平時，則拒絕零假設，認為兩獨立樣本均值有顯著性差異；反之，則接受零假設，兩獨立樣本均值無顯著性差異。

2非參數檢驗

兩獨立樣本的非參數檢驗是在對總體分布不很了解的情況下，通過分析樣本數據，推斷樣本來自的2個獨立總體分布是否存在顯著差異，一般用來對2個獨立樣本的均數、中位數、離散趨勢、偏度等進行差異比較檢驗。

在大樣本情況下，可利用Kolmogorov-Smirnov檢驗、Pearsonχ2檢驗；小樣本情況下，則采用Wilcoxon秩和檢驗、逆序檢驗等。在此主要對SPSS19提供的幾種檢驗方法進行非參數檢驗，其檢驗統計量在此就不贅述，可以參考相關試驗數據統計分析和SPSS的書籍。

3數據驗證

假設雷達對抗裝備對2部輻射源信號告警反應時間分別進行內場仿真和外場試驗，對模擬數據進行一致性檢驗。雷達對抗裝備告警反應時間試驗數據如表1所示。

表1　雷達對抗裝備告警反應時間試驗數據

3.1　用SPSS軟件進行參數檢驗

用SPSS軟件進行獨立樣本均值T檢驗，其檢驗結果如表2所示。H0為原假設，H1為備擇假設。

表2　告警反應時間SPSS軟件獨立樣本均值T檢驗結果

3.2　用SPSS軟件進行非參數檢驗

非參數檢驗可以用SPSS軟件進行，取α=0.05，其檢驗結果如表3所示。

表3　告警反應時間SPSS軟件非參數檢驗結果

綜合以上參數檢驗和非參數檢驗方法檢驗結果，可得雷達對抗裝備偵察告警反應時間內外場試驗數據一致性分析結果,如表4所示。

由表1~表3可以認為偵察裝備對輻射源1告警反應時間仿真數據與外場數據基本不存在差異，置信區間高達95%，而偵察裝備對輻射源2告警反應時間內場數據與外場數據存在差異。

4結束語

通過內外場試驗數據的一致性檢驗確認內外場數據是否存在差異，確定外場實際試驗環境對雷達偵察設備的影響大小。尤其是對不同頻段輻射源告警反應時間的內外場測試數據進行一致性檢驗，可以確定實際使用環境中各頻段環境信號對偵察設備的影響，進而為優化該項指標測試提供理論依據和

表4　雷達對抗裝備偵察告警反應時間內外場試驗數據一致性分析結果

數據支撐。

參考文獻

[1]張桓,王國良,王志鐸.電子裝備試驗概論[M].北京:國防工業出版社,2005.

[2]安樹林,董印權,張鴻喜,等.海軍武器裝備試驗仿真技術[M].北京: 國防工業出版社,2006.

[3]董曉博,陸靜,張偉,等.雷達對抗裝備試驗[M].北京:國防工業出版社,2005.

Coherency Inspection for Internal and External Field Data of

Warning Reaction Time

ZHANG Xing-hua

(Unit 91404 of PLA,Qinghuangdao 066000,China)

Abstract:Coherency inspection of internal and external field test data is the important content of verfication,validation & acceptance (VV&A).The internal field data must be implemented coherency inspection to prove that the data is of value,which is the coherency inspection issue of two collectivities in statistics.This paper performs coherency inspection for internal and external field data of warning reaction time through non-parameter method and parameter method,inspects whether the internal and external field data samples are from the same random collectivity,confirms whether the overall distribution of two samples are uniform and the results of internal and external field test are satisfied with the coherency requirement in the definite confidence.

Key words:warning reaction time;internal and external field;coherency

收稿日期:2015-04-24

DOI:10.16426/j.cnki.jcdzdk.2015.03.004

中圖分類號：TN971.1

文獻標識碼：A

文章編號：CN32-1413(2015)03-0012-03