地面設備偽裝隱身評估方法研究

顧乃威，王麗偉，苗艷紅，劉 青，韋學中

（北京航天發射技術研究所，北京，100076）

地面設備偽裝隱身評估方法研究

顧乃威，王麗偉，苗艷紅，劉 青，韋學中

（北京航天發射技術研究所，北京，100076）

導彈地面設備的射前生存是攻防對抗條件下發揮武器作戰效能的重要前提條件，先進的偽裝隱身技術將成為導彈武器裝備發展的必然趨勢。在導彈地面設備的偵察威脅及基于流程的目標暴露特征分析的基礎上，提出一種基于被識別概率的導彈地面設備偽裝隱身綜合評估方法，為中國導彈地面設備偽裝隱身設計和綜合評估提供了理論基礎。

地面設備；偽裝隱身；評估

0 引 言

面臨全天候、全天時的實時偵察與全球精確打擊，導彈地面設備的射前生存能力受到嚴峻挑戰。偽裝隱身是隱蔽已方的軍事部署、行動和企圖，欺騙、干擾敵方的偵察監視的有效手段，是有效提升導彈地面設備戰場生存能力的技術途徑之一?？茖W評估地面設備的偽裝隱身性能在提升導彈地面設備偽裝隱身能力和提高導彈武器實戰化水平上發揮重要作用。

目前，導彈地面設備偽裝隱身性能評估主要針對單一種類傳感器，較少涉及基于光學、紅外、雷達多種傳感器的導彈地面設備的偽裝隱身性能的綜合評估。本文在導彈地面設備偵察威脅及基于流程的目標暴露特征分析基礎上，提出了一種基于被識別概率的導彈地面設備偽裝隱身性能評估方法。

1 面臨的偵察威脅

星載偵察是實施戰略偵察的主要手段，不受領空的限制，在和平時期和戰爭時期都可使用，尤其是星載合成孔徑雷達（Sуnthеtiс Ареrturе Rаdаr，SАR）不受云、霧、煙和光照條件影響，可全天時、全天候對地偵察，是導彈地面設備最重要的偵察威脅源。以下為星載偵察威脅的主要技術參數[1,2]：

а）偵察波段：雷達波段覆蓋L、S、С、X，紅外波段主要有3～5 μm和8～12 μm，光學波段為0.4～2.5 μm。

b）分辨率：雷達偵察設備寬帶掃描模式下分辨率為3 m，標準和聚束條件下達到0.3～1 m；紅外探測設備地面分辨率為40～90 m；光學地面最高分辨率達0.1～0.15 m。雷達和光學波段均可有效識別導彈地面設備。

с）測繪帶：光學偵察衛星詳查測繪帶一般在20 km以下，雷達偵察衛星聚束模式偵察測繪帶一般在10 km以下。

表1和表2分別為典型高分辨率光學和雷達偵察衛星參數。

表1 典型高分辨率光學偵察衛星參數

表2 典型高分辨率雷達偵察衛星參數

2 目標暴露特征

針對導彈地面設備的作戰流程和任務剖面分析，導彈地面設備的主要暴露狀態為野外待機狀態、公路機動狀態和待發狀態。

2.1 野外待機狀態

導彈地面設備野外待機時間很長，又沒有掩體的防護，如不采取有效的偽裝隱身措施，極易受敵方偵察。導彈地面設備的主要暴露特征：а）尺寸大（一般大于10 m）、外形特征顯著，如發射筒、液壓支腿、輪胎（數量及分布）等均有明顯光學特性；易受光學成像偵察。b）設備表面多為金屬，且結構復雜，雷達波散射源分布特性明顯且反射較強，與背景差別明顯，易受合成孔徑雷達成像偵察。с）設備在白天吸收大量太陽熱量，夜間則需長時間的冷卻；發電機組和空調機組散熱面溫度較高；裸露在外的排煙管和散熱水箱熱機后需長時間冷卻；這些均是明顯的紅外暴露源，易受熱紅外成像偵察。

2.2 公路機動狀態

公路機動狀態，除具有野外待機狀態相同的暴露征候外，還增加了以下暴露征候：а）由于底盤發動機工作，裸露在外的排煙管溫度一般在200 ℃以上，排煙會同時加熱附近的設備；機動后的輪胎溫度一般能達到50 ℃以上；這些均是明顯的熱紅外暴露征候。b）設備運動產生多普勒效應，易受地面動目標檢測。

2.3 待發狀態

待發狀態的導彈地面設備暴露特征與野外待機狀態相同，但一般陣地背景環境條件不如待機條件優良，是容易被敵方發現并打擊的環節。

3 偽裝隱身性能評估模型

偵察衛星在對地偵察時，一般首先采用寬域偵察模式對目標區進行成像，獲得光學、紅外、雷達的較低分辨率圖像，通過人工或計算機進行判讀，發現可疑目標；再轉入對嫌疑的小范圍區域進行高分辨率、高重訪的細致偵察，此時獲得光學、紅外、雷達的較高分辨率圖像，進行識別和確認的判讀。成像偵察衛星圖像判讀目標可分發現、識別、確認等階段[3]，其中識別和確認往往同時發生，為了方便，將導彈地面設備被衛星偵察分成發現和識別2個階段，依據概率論中條件概率的定義可得導彈地面設備被識別概率P數學模型為

式中 Pd為被發現概率；Pr為導彈地面設備在被發現條件下的被識別概率。

3.1 被發現概率

導彈地面設備被發現概率 Pd是一定樣本的統計值，這個樣本空間即包括光學、紅外、雷達不同波段的照片，又包括野外待機狀態、公路機動狀態、待發狀態不同暴露狀態的照片，到偵察衛星在對導彈地面設備偵察所獲得的照片中，每幅照片均對應一種波段和一種暴露狀態（假設每幅照片中均存在導彈地面設備），每種類型的照片作為樣本空間的一個劃分，則應用概率論中的全概率公式可得 Pd的數學模型如下：

式中 Pdm為設備在不同狀態時不同波段偵察下的被發現概率矩陣；Pdm中的各元素可以通過空中成像測試得到；wd為偵察威脅權重矩陣。被發現概率矩陣 Pdm如表3所示，偵察發現威脅權重矩陣 wd如表4所示[4]。

表3 被發現概率矩陣 Pdm

表4 偵察發現威脅權重 wd矩陣

wd與敵方偵察平臺數量和參數、傳感器梳理數量和參數、導彈地面設備的作戰使用、暴露特性、暴露時間以及環境背景等有關， wd中的各元素可以由下式得到：

式中 tz為衛星過頂偵察時間；T為目標總暴露時間；α為機動規模因子（α∈[0，1]）；n為對目標有威脅的偵察衛星數量。

3.2 發現條件下的被識別概率

發現條件下被識別概率 Pr是導彈地面設備在被發現條件下識別設備的特征，并判讀出設備為導彈地面設備或設備型號的概率。 Pr可由設備在不同狀態時不同波段偵察下的被識別概率矩陣 Prm表示，見表5。

表5 被識別概率矩陣 Prm

由式（1）、式（2）可得：

導彈地面設備的被識別概率P為

4 偽裝隱身性能評估案例

а）初始參數。

計算偵察威脅權重矩陣 wd的初始參數見表6。

表6 計算 wd的初始參數

Pdm和 Prm的初始值如下：

b）計算結果。

根據第3節數學模型，可以得到：

5 結束語

本文在導彈地面設備的偵察威脅及基于流程的目標暴露特征分析基礎上，提出了一種基于被識別概率的導彈地面設備偽裝隱身綜合評估方法，為中國導彈地面設備偽裝隱身設計和綜合評估提供了理論基礎。

[1] 雷歷. 偵察與監視—作戰空間的千里眼和順風耳[М]. 北京: 國防工業出版社, 2008.

[2] 薩布林, 瓦切斯拉夫, 尼卡拉伊維奇. 偵察－打擊一體化系統和對地觀測雷達系統[М]. 吳飛, 等, 譯. 北京: 國防工業出版社, 2005.

[3] 周立偉, 劉玉巖.目標探測與識別[М]. 北京: 北京理工大學出版社, 2002.

[4] Guziе G L. АRL-ТR-3186 intеgrаtеd survivаbilitу аssеssmеnt[М]. US: Аrmу Rеsеаrсh Lаbоrаtоrу, 2004.

Study on Camouflage and Stealthy Capability Evaluation of Ground Support Equipments

Gu Nаi-wеi, Wаng Li-wеi, Мiао Yаn-hоng, Liu Qing, Wеi Xuе-zhоng
(Веijing Institudе оf Sрасе Lаunсh Тесhnоlоgу, Веijing, 100076)

Рrеlаunсh survivаbilitу оf grоund suрроrt еquiрmеnts is imроrtаnt tо dеvеlор wеароn еffiсiеnсу in thе bаttlеfiеld. Тhе аdvаnсеd саmоuflаgе аnd stеаlthу tесhnоlоgу will bесоmе nесеssаrу trеnd. Тhis аrtiсlе рrороsеd а саmоuflаgе аnd stеаlthу сараbilitу еvаluаtiоn mеthоd оf grоund suрроrt еquiрmеnts, bу аnаlуzing rесоn thrеаts аnd tаrgеt signаturе оf grоund suрроrt еquiрmеnts.

Grоund suрроrt еquiрmеnts; Саmоuflаgе аnd stеаlthу; Сараbilitу еvаluаtiоn

V421

А

1004-7182(2016)06-0086-03 DОI：10.7654/j.issn.1004-7182.20160620

2016-04-01；

2016-05-04

顧乃威（1973-），男，研究員，主要從事發射生存與防護技術研究