反艦導彈靶標命中域綜合研究?

趙喜春

（92941部隊 葫蘆島 125001）

反艦導彈靶標命中域綜合研究?

趙喜春

（92941部隊 葫蘆島 125001）

針對不同制導體制反艦導彈試驗過程中，使用不同類型靶標命中域確定存在的問題，分析了模擬靶標與典型艦船目標特性差異，及目標特性差異對制導精度和命中概率的影響。從導彈制導精度與命中概率內在聯系出發，提出了反艦導彈命中域確定方法。最后通過計算分析，給出了不同彈道入射余角和靶標試驗條件下反艦導彈命中域確定標準。

反艦導彈；制導精度；命中概率；靶標；目標特性

1 引言

新型反艦導彈為提高在復雜戰場環境下的突防能力，采取了多種技術手段，如采用多種彈道攻擊形式增加突防能力［1～4］，采用多種制導模式增強導彈抗干擾性能［5～8］等。為檢驗這些新型反艦導彈性能，需要建造不同類型的靶標，考慮到試驗成本、技術等因素限制，不可能提供研制總要求規定的典型目標作為靶標，只能使用一些模擬靶標進行替代。由此產生的問題是：對這些與典型目標在雷達散射特性、運動特性、幾何尺寸等方面均有較大差異的模擬靶標，如何規定導彈命中域和命中概率，才能滿足研制總要求規定的對典型目標的命中概率，成為試驗各方爭論的焦點。相應的國家軍用標準在統計相關試驗數據并總結以往試驗經驗基礎上，對模擬靶標給出了命中域的判別準則，該準則的制定對于促進試驗任務的開展起到了一定積極作用，但在新型反艦導彈面對新型靶標使用過程中，出現較多問題，如：對于高彈道攻擊條件下不同靶標命中域如何確定？對于不同制導類型導彈攻擊的模擬靶標命中域如何確定？以及對于非典型實體靶目標命中域如何確定等。為了解決這些問題，本文提出基于典型目標與靶標特性差異對導彈制導精度影響，和導彈制導精度與導彈命中概率內在聯系的反艦導彈命中域確定方法，為反艦導彈戰技性能的綜合評定與相關國家軍用標準的制定提供技術支撐。

2 目標特性對試驗結果的影響

2.1 靶標與典型目標特性分析

由于不同的導彈制導體制利用了不同的目標特性，因此目標特性差異分析需要基于反艦導彈制導控制原理。考慮到導彈制導體制較多，為了簡化問題，本文以雷達制導體制為例進行分析。雷達靶主要包括雷達點靶、分布式雷達靶和實體靶。

雷達點靶是由一組金屬三面角反射體和一定尺寸浮體（作為角反射體載體）組成的散射點單一的艦船目標模擬靶，其散射強度均值與典型目標散射強度均值相當。圖1為對某雷達點靶散射特性仿真計算結果，從計算結果看，雷達點靶雷達散射強度較為均勻，不存在散射凹口，這主要是受金屬三面角反射體具有較大的散射角度特性決定的。

分布式雷達靶是在雷達點靶基礎上發展而來的一種模擬靶，利用多組二面角、三面角金屬角反射體與浮體構建的多個散射點的艦船目標模擬靶。不但模擬了典型目標散射強度均值，而且模擬了典型目標散射點分布情況。圖2為對某型分布式靶散射特性仿真計算結果，從圖中可以看出，分布式雷達靶散射點明顯增多，且模擬了雷達距離像效果，但RCS散射強度較為均勻，同樣不存在散射凹口。

實體靶是通過對退役艦船進行改裝而構建的靶標。其目標特性受退役艦船自身目標特性限制，由于退役艦艇生產年代久遠，與目前典型艦船在幾何尺寸、散射強度、散點分布等特性方面也存在明顯差異。圖3為某型實體靶RCS測試結果，從測試結果看，其散射強度均值接近典型目標，且存在一定的散射凹口。

現代新型艦船為提高面對反艦導彈生存能力，在面臨反艦導彈威脅的主要方向，均采用了一些隱身設計技術以降低艦船雷達散射截面，圖4為某型艦艇點頻雷達散射截面計算結果，從計算結果看，在低入射余角方向，艦艇的雷達散射截面在30dBm2左右，且存在明顯的散射凹口，且強散射點多分布于某一固定大入射余角方向。

2.2 標特性差異對試驗結果的影響

從對典型艦船及靶標目標特性分析看，模擬靶與典型目標存在較大差異，對反艦導彈飛行試驗存在以下影響：

1）模擬靶標的幾何尺寸與典型目標存在較明顯差異，對反艦導彈命中（靶體）概率有明顯影響；

2）模擬靶標普遍缺乏散射凹口，對反艦導彈跟蹤目標穩定性、跟蹤精度及目標發現概率等存在一定影響，進而對反艦導彈跟蹤精度和命中概率存在一定影響；

3）雷達點靶雷達散射強度較為均勻，散射點單一，缺乏角閃爍效應對制導精度的影響，對導彈命中概率存在明顯影響；

4）分布式雷達靶散射點數量、分布情況、強弱對比等與典型目標存在一定差異，能夠模擬一定的角閃爍效應，但其出現時機和影響程度與典型目標存在一定差異，對導彈命中概率存在一定影響；

5）實體靶散射強度、散射點分布、幾何尺寸與典型目標存在差異，對導彈跟蹤點、角閃爍效果產生一定影響，對導彈命中位置和命中概率存在一定影響。

綜上，模擬靶在幾何尺寸、散射強度、散射點數量、散射點分布等方面與典型目標存在差異，對導彈制導精度及命中概率均產生一定影響。

3 模擬靶標命中域的確定方法

3.1 原評定標準存在的問題

某反艦導彈試驗規程中對模擬快艇類、驅護艦類點目標靶，通過統計以往試驗數據，并參考以往標準，規定了命中判別標準，該標準實際上并未考慮導彈對典型目標的制導方式、導引頭跟蹤點及典型目標特性差異對反艦導彈命中概率的影響，按照該標準制定試驗方案，若導彈命中概率指標不變，無論典型目標的目標特性如何變化，試驗方法和試驗結果評定標準均不變。由此帶來的問題是：反艦導彈對采取隱身設計的驅護艦和未采取隱身設計的驅護艦的試驗方法和試驗結果評定標準完全一樣，而實際上反艦導彈對不同目標特性的艦艇命中概率不同，可見由此得出的試驗結論置信度值得懷疑。

3.2 基于制導精度的命中域確定方法

反艦導彈是否能夠命中典型目標，受目指精度、導彈自控終點散布、導引頭開機距離、導彈對目標的搜索捕捉概率、跟蹤制導精度、導彈機動性能、目標特性等諸多因素限制，而采用模擬靶試驗過程中，僅能考核導彈制導精度有限指標，因此需要找出制導精度與命中概率的內在聯系，進而以此為基礎，制定對雷達點靶的命中域，具體方法如下：

1）根據研制總要求規定，確定典型目標，并建立典型目標特性模型。目標特性模型建立過程中需要考慮導引頭相應工作頻段、距離分辨率、角分辨率條件下，不同入射方位和俯仰角度的散射能量強度、散射點分布情況，進而為仿真導引頭跟蹤點分布、角閃爍發生時機創造條件。

2）建立導彈典型作戰使用模型。主要包括導彈彈道形式、導彈飛行距離、導彈導引頭開機距離和高度等要素，進而為模擬導彈不同戰術使用過程中對典型目標的搜捕概率創造條件。

3）根據導引頭搜索、捕捉、跟蹤目標特點及導彈制導規律，設置不同制導精度對典型目標進行虛擬打靶并給出不同制導精度下的導彈命中概率。仿真過程中，目指精度按研制總要求指標設置，導彈機動性能、自控終點散布參數按導彈實際性能設置。

4）根據研制總要求對典型目標命中概率要求及仿真打靶結果來確定導彈對典型目標的制導精度要求，進而確定導彈制導控制模型。

5）根據模擬靶標目標特性（導引頭跟蹤點分布情況）和導彈制導精度要求，通過仿真計算，確定導彈理論命中域分布情況。

6）根據試驗工程實施要求，結合目標毀傷要求及導彈實際工作特性，對確定的導彈理論命中域由技術專家對其進行微調，并最終確定導彈命中域。命中域確定過程中，應從實戰需求出發。如考慮戰斗部毀傷效果，若導彈與實體靶天線部分或邊沿部分發生碰撞，不構成起爆戰斗部條件，不能對靶標產生有效毀傷，故不應計入命中域范圍。相反，導彈提前入水，若彈著點距離目標較近，且引爆了戰斗部，對目標造成了有效毀傷，則該區域可以計入命中域范圍。

4 應用實例

在瞄準點、導彈控制落點分布已知前提下，可采用蒙特卡洛方法計算導彈命中概率，然后根據計算結果確定導彈命中域。為簡化仿真計算過程，做如下假設：導彈攻擊方向與艦艇艏艉向夾角按（0°～360°）均勻分布隨機抽樣；瞄準點以艦艇幾何中心為均值，按正態分布隨機抽樣；導彈控制落點以瞄準點為中心，縱向與側向的控制落點按獨立服從正態分布隨機抽樣。通過將導彈落點與靶標在海平面上的投影范圍（沿彈道切線方向）進行比較，如果該點在艦艇海平面投影內，則記為命中（即n=n+1），否則記為未命中［9～11］；抽樣過程作N次，導彈直接命中艦艇概率為P=n/N。

在給定典型目標尺寸情況下，可以計算不同制導控制精度下、不同入射余角的導彈對典型目標的命中概率。計算結果如表1所示。從計算結果可以看出：在相同導彈入射余角條件下，導彈制導精度越高，其命中典型目標的概率就越高；在導彈制導精度相同條件下，導彈入射余角越大，則導彈命中概率越低。

表1 導彈對典型目標命中概率

根據反艦導彈研制總要求規定的對典型目標導彈命中概率指標要求（假設為0.85），從表1中可確定導彈相對應的制導控制精度。也就是說，若要滿足命中概率大于等于某一指標要求，導彈制導控制精度須優于表中對應的精度要求。若導彈入射余角為70°，則制導精度要求優于3.5m，若導彈入射余角為65°，則制導精度要求優于3.7m。

由于靶船散射點分布特性同典型目標的情況相差較大，因此需要按照蒙特卡洛方法計算出直接命中不同尺寸靶船的概率。若保證導彈以該命中概率指標命中靶船，則保證導彈能以研制總要求規定的命中概率命中典型目標。進而根據不同靶船尺寸要求，確定導彈對模擬靶命中域大小。取導彈制導控制精度要求為優于3.6m；靶船的寬度和高度不變；不同靶船長度的命中概率計算結果見表2。

表2 不同靶船長度下的導彈命中概率

從表2可以看到，在相同入射角度情況下，隨著靶船長度的增加，其命中概率相應增加。取其滿足命中概率指標的靶船長度值，即為導彈應命中靶船的命中域，導彈對靶船只要命中了這一區域，即可判定導彈對靶船命中。根據導彈入射余角為70°，對典型目標命中概率指標要求為0.85，按照對典型目標和對靶標命中概率接近設計導彈命中概率檢驗方案這一原則，則對模擬靶命中域要求尺寸應為11m。也就是說，反艦導彈對模擬靶進行試驗過程中，需要進入11m范圍內，則導彈對典型目標的命中概率指標要求合格。

5 結語

本文從導彈制導精度與導彈命中概率的內在聯系出發，通過分析典型目標與模擬靶標特性差異對導彈制導控制的影響，提出了反艦導彈靶標命中域確定方法，該方法適合不同制導體制、不同攻擊彈道的反艦導彈面對不同類型靶標的命中域判定標準制定。由于該方法需要對反艦導彈跟蹤典型目標制導控制開展大量的仿真，需要典型目標特性模型、制導控制模型等支持，且仿真試驗誤差對評定標準制定具有明顯影響，但隨著各類仿真、建模方法的成熟，由模型帶來的誤差影響將逐漸變小，而采用該方法制定的標準則會更加的科學合理。

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Comprehensive Research of Target Hit Field of Anti-ship Missile

ZHAO Xichun
（No.92941 Troops of PLA，Huludao 125001）

Aiming at the problems to determine the hit field of the use of different types targets in the process of test of differ?ent guidance system anti-ship missile the difference between the target ship and typical ship target characteristics is analyzed，and the influence of target characteristic differences on guidance accuracy and hit probability is also analyzed.Based on the intrinsic rela?tion between missile guidance accuracy and hit probability，based on the characteristics of the target and the missile hit probability index，a model for determining the hit area of anti-ship missile is established.Finally，according to the calculation and analysis，the criterion of hitting range of anti-ship missile under different ballistic and target conditions is put forward.

anti-ship missile，guidance accuracy，hit probability，target，target characteristics

TJ760

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.11.029

Class Number TJ760

2017年5月17日，

2017年6月21日

趙喜春，男，碩士，高級工程師，研究方向：武器裝備試驗技術。