反艦導彈抗干擾性能分析與評估方法*

費惠佳，崔連虎

(91336部隊， 河北秦皇島 066326)

0 引言

抗干擾能力是制約武器裝備戰技指標、作戰使用性能以及作戰效能發揮的關鍵因素。對反艦導彈抗干擾能力進行有效的評估，確保反艦導彈的復雜電磁環境適應能力，是評估反艦導彈作戰效能的一項重要任務。基于仿真試驗的反艦導彈抗干擾能力評估具有效費比高、操作靈活的特點[1]。通過仿真試驗數據分析對反艦導彈各項抗干擾性能指標進行評分，在此基礎之上進行抗干擾綜合評分，不僅能發現反艦導彈抗干擾能力的薄弱環節，同時能夠對反艦導彈的抗干擾性能進行整體把握，為改進反艦導彈的抗干擾技術、提高反艦導彈抗干擾能力發揮積極的作用。

1 導彈抗干擾性能評估原則和基本方法

1.1 基本原則

近些年，國內外學者對導彈抗干擾性能評估以及類似問題做了很多基礎性研究，結合研究背景，認為一般應遵循以下幾個原則。

1)評估指標的全面、系統性原則[2]

反艦導彈抗干擾性能評估指標體系的分解要從全面考慮，然后逐層進行分解，直至具有明確內涵及測度性的最底層。

2)評估結果相對性原則

評估結果的相對性原則包括兩個方面：一是同一型號的導彈在干擾環境下的作戰性能相對于無干擾環境下作戰性能的變化；二是在相同試驗條件下，不同型號導彈抗干擾性能評估結果的相對性。

3)分析評估方法的簡明性原則

在保證評估結果有效的前提下，應盡可能簡化評估方法，評估模型盡量做到簡單實用，便于非專業人員對評估模型的理解。評估所需數據均可通過歷史統計數據、試驗測試數據或者仿真手段獲得。

1.2 基本方法

以具有相同技術體制及技術參數的反艦導彈為研究個體，將反艦導彈自身在無干擾環境下測得的性能參數作為參照系，對反艦導彈在有干擾環境下測得的性能參數進行評分，即通過反艦導彈在有、無干擾環境下性能指標的變化程度來反映反艦導彈的抗干擾性能。

通過研究反艦導彈在不同飛行階段的作戰任務，分析反艦導彈抗干擾性能主要影響因素，制定層次化的反艦導彈抗干擾性能評估指標體系；針對底層的評估指標，結合試驗和專家經驗建立指標的量化評分模型，從指標性能變化趨勢上反應導彈某一方面的抗干擾性能；通過分析不同指標對反艦導彈攻擊效果影響的重要性，確定各指標的權重，對各層單項指標逐級評分，通過對比各層次單項指標評分，來分析反艦導彈在面對不同干擾環境時存在的薄弱環節；最終利用層次分析法對各層指標進行聚合，對反艦導彈的抗干擾性能進行綜合評分。

2 抗干擾性能評估指標體系

導彈的抗干擾能力，可通過對比有無干擾情況下導彈戰術性能指標的變化進行評估。評估導彈的抗干擾性能，首先需要分析從發射到命中整個過程中影響脫靶量的各個因素，以及各因素的作用方式，設計形成與反艦導彈抗干擾性能相關的戰術性能指標，從而為建立抗干擾性能評估指標體系奠定基礎。

2.1 性能指標分析

2.1.1 目標檢測性能指標分析

導引頭開機搜索過程中，期望能夠以最小的時間代價，在預期的距離范圍內迅速從復雜干擾信號環境中檢測出目標信號，正確選擇指定目標并轉入跟蹤狀態。主要從以下幾個方面評價反艦導彈的目標檢測性能：

1)作用距離：末制導雷達能夠正確捕捉跟蹤指定目標的最遠距離。

2)捕捉時間：從末制導雷達開機后，首次目標搜索、截獲至穩定跟蹤的時間。

3)識別概率：首次捕獲目標時正確選擇目標的概率。

2.1.2 目標跟蹤性能指標分析

反艦導彈末制導雷達穩定捕捉目標后進入目標跟蹤階段，要求末制導雷達能夠穩定、準確的跟蹤目標。引入下面幾個指標：

1)角度跟蹤精度：在目標跟蹤狀態下(戰斗指令發出)，末制導雷達目標角度測量值與真值之間存在誤差，該誤差的均值與方差反映角度跟蹤精度。

2)距離跟蹤精度：在目標跟蹤狀態下(戰斗指令發出)，末制導雷達目標距離測量值與真值之間存在誤差，該誤差的均值與方差反映距離跟蹤精度。

3)跟蹤時間飽和度：末制導雷達首次進入跟蹤狀態后，正確跟蹤目標(方位、距離誤差在精度允許范圍內)的時間與跟蹤總時間(首次進入跟蹤狀態直到完成作戰攻擊過程)之比。

2.1.3 命中性能指標分析

制導命中情況可以最為直觀地反映反艦導彈的抗干擾性能。在制導飛行末段，主要通過脫靶量和命中概率指標進行定量描述制導命中性能。

1)脫靶量。導彈落點與目標中心點之間的偏差。

2)命中概率。設目標域沿射擊方向投影到散布平面上的象區域為E，則在散布平面上的象區域為E，則散布平面上的彈著點落入區域E上的概率就是命中目標的概率。

2.2 評估指標體系

根據上述分析，建立反艦導彈抗干擾評估指標體系如圖1所示[3]。從目標檢測性能、目標跟蹤性能和制導命中性能3個方面進行分解，分別從電子對抗作戰過程和作戰效果多個角度進行互補性的完備描述。對于具體性能指標的量化評分，關鍵在于底層指標的評估，可通過建立評估模型以及對仿真試驗數據的分析進行計算。對于上層指標，可通過對底層指標進行向上聚合進行計算。

圖1 反艦導彈抗干擾性能評估指標體系

3 抗干擾性能單項指標量化評分方法

3.1 指標評估基礎模型

將反艦導彈抗干擾能力評估指標體系分為兩類，一類為成本型指標，即指標實測值越小越好，如反應跟蹤精度的跟蹤誤差，反應命中精度的脫靶量等；一類為效益型指標，即越大越好，如末制導雷達的作用距離、命中概率等。

對于成本型指標，以遞減折線函數作為構造指標評估模型的基礎函數，其圖形化表示如圖2所示。圖中，X軸為觀測值，Y軸為指標評分。

圖2 分段遞減函數模型

對于效益型指標，以遞增折線函數作為構造指標評估模型的基礎函數，其圖形化表示如圖3所示。上述兩個模型中，a、b、c、d為可變參數，對于不同的評估指標，可以根據試驗統計數據等先驗信息進行分析與設定。

圖3 分段遞增函數模型

3.2 單項指標量化評分建模

選取角度跟蹤精度指標和命中概率指標2個指標，分別介紹成本性指標和效益型指標評分模型的建立方法。

3.2.1 跟蹤精度評分模型建模

從目標跟蹤準確性方面來看，角度跟蹤精度通過角度跟蹤誤差的統計均值和方差來表示。在無干擾環境下，末制導雷達對典型目標的跟蹤誤差均值反映了目標信息測量的系統誤差，一般可通過系統標校或數字修正手段來消除影響，使誤差的期望為零。跟蹤誤差的方差，則可以認為是多種隨機因素綜合作用的結果。

在無干擾環境下角度跟蹤誤差方差為D0，在有干擾環境下跟蹤誤差方差為D,假設經對歷史試驗數據進行統計，當D≥3D0時，反艦導彈將無法命中目標，跟蹤指標評分為零，令Dmax=3D0，跟蹤誤差方差越小，說明跟蹤穩定性越好，因此該指標為成本型指標，當D靠近D0時單位變化量對指標評分的影響高于D靠近3D0時單位變化量對指標評分的影響，選擇四段折線模型，得指標評估模型為：

(1)

3.2.2 命中概率評分模型建模

命中概率是考察反艦導彈抗干擾能力最直接的指標，也是最重要的指標。命中概率越大，說明反艦導彈目標捕捉性能越好，因此命中概率為效益型指標。在無干擾環境下命中概率為pmax，在有干擾環境下命中概率為p，顯然，p在靠近pmax側的單位變化量與靠近0的單位變化量比較對發現概率的影響相對較小，而且呈明顯的非線性變化，選擇五段折線模型，y為相應指標評分，得相應的評估模型為：

(2)

在建立量化指標評分模型后，便可以通過大樣本試驗對反艦導彈在干擾環境下的性能參數進行統計，從而利用評分模型對反艦導彈的單項抗干擾性能指標進行評分。

4 抗干擾性能綜合評估案例分析

采用層次分析法對指標體系進行綜合評分[4]。

4.1 指標權重設置

指標權重的設定是層次分析法應用中非常關鍵的問題，會直接影響最終的評估結果。指標權重的確定方法有專家法、比較法、統計學方法等[5]。根據各指標對導彈能否準確命中目標的影響程度進行排序，再根據同一節點下同一層級的指標排序給予相應的權重。各指標對命中效果的影響程度，可以由經驗豐富的技術專家進行初步確定，但不能單純采用主觀判斷或個人經驗，排序結果必須經過大量試驗數據的驗證，這樣，雖然無法保證各指標權重數值是絕對合理的，但是可以保證權重值的趨勢是符合實際的，不會出現次要指標的權重比主要指標的權重高的情況，設最終指標權重設置如表1所示。

表1 指標權重分配表

4.2 評估實例及結果分析

基于層次分析法，文中給出兩種不同干擾環境下反艦導彈抗干擾性能評分案例，然后基于案例進一步對反艦導彈抗干擾性能分析方法進行闡述。

4.2.1 評估實例

假設在某壓制干擾試驗環境下，反艦導彈各單項指標評分如表2所示。

由表1、表2得到反艦導彈在某壓制干擾下的綜合性能評分為76.01分。

假設在某角度欺騙干擾試驗環境下，反艦導彈各單項指標評分如表3所示。

表3 抗欺騙干擾單項指標評分

由表1、表3得到綜合評分為69.12分。

4.2.2 評估結果分析

基于上述評估實例對反艦導彈抗干擾性能進行分析。從綜合評分比較，總體上反艦導彈抗角度欺騙干擾的性能要弱于抗壓制干擾的性能。從一級指標分析，目標檢測性能總體差異不大，但是二級指標評分差異較大，作用距離和反應時間指標評分差異主要是由不同的干擾機理造成的，對最終的檢測結果會有影響，但不是決定性因素，而識別概率指標評分的差異則說明反艦導彈在角度欺騙干擾環境下目標檢測性能要弱于壓制干擾環境；角度欺騙干擾下的目標跟蹤性能，除距離跟蹤精度指標外，在一級指標和二級指標評分上均落后于壓制干擾；制導命中性能指標評分中，角度欺騙干擾環境下的評分全部弱于壓制干擾。

基于以上分析，可以得出結論：反艦導彈在壓制干擾、欺騙干擾作用下，各指標性能均出現明顯下降；反艦導彈抗角度欺騙干擾的性能要弱于抗壓制干擾性能。

5 結束語

提出了以反艦導彈基本性能為參照的抗干擾性能評估與分析思路及方法。建立的抗干擾性能評估指標體系，能夠全面、直觀反映反艦導彈抗干擾性能。基于折線模型的單項抗干擾指標建模方法，通過試驗數據統計方法或用戶對指標的可接受程度得出模型參數，進而對單項抗干擾指標進行量化評分，能夠有效反映單項抗干擾性能的變化趨勢。基于專家意見與試驗數據統計驗證的指標權重設置方法，能夠確保指標權重分布在合理區間內。基于層次分析法的抗干擾性能綜合評估與分析方法，既能通過評估過程信息對反艦導彈面臨不同干擾時的薄弱環節進行分析，又能對反艦導彈的總體抗干擾性能進行把握，能夠為反艦導彈的作戰效能評估提供一定的信息與方法支撐。