機載光學偵察設(shè)備成像系統(tǒng)作戰(zhàn)效能指標體系研究

（空軍航空大學特種專業(yè)系，吉林 長春130022）

“兵馬未動，偵察先行”，情報偵察作為戰(zhàn)爭勝負的先導，已經(jīng)成為世界各軍事強國的發(fā)展重點。進入信息化飛速發(fā)展的今天，準確、快速已經(jīng)成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭最明顯的特征，誰能獲得第一手的精準情報，誰就搶占了對敵一擊致命的先機。

航空相機是偵察載體中的重要設(shè)備，是安裝在航空器上對地面攝影的精密光學儀器。由于航空偵察具有時效性強、準確度高、偵察范圍廣、機動靈活、針對性強的特點，既可克服地面?zhèn)刹焓艿厍蚯屎偷匦握系K物對視線的限制和較強的危險性，又可彌補衛(wèi)星偵察的細節(jié)和時效不足[1]。所以，目前它仍是獲取戰(zhàn)術(shù)情報的基本和有效手段。

我國目前在航空成像偵察的系統(tǒng)研究存在的主要問題有：

（1）指標體系不完善，有些指標尚未納入指標體系；

（2）指標體系內(nèi)部結(jié)構(gòu)不合理，有重復(fù)現(xiàn)象。

針對這種情況，本文根據(jù)航空成像偵察的作戰(zhàn)需求，以及機載光學系統(tǒng)的特點，提出了機載光學偵察設(shè)備成像系統(tǒng)的指標體系，并給出了確定各指標的主要方法、途徑。

1 機載光學偵察設(shè)備成像系統(tǒng)的組成

本文研究的機載光學偵察設(shè)備成像系統(tǒng)，包括光學相機以及載機平臺。光學相機，包括光電相機和膠片相機；載機平臺，包括用于光電圖像實施準實時傳輸?shù)膱D像傳輸設(shè)備及平臺自身與偵察飛行性能相關(guān)的部分（如圖1所示）。

圖1 機載光學偵察設(shè)備成像系統(tǒng)

2 建立指標體系的原則

武器系統(tǒng)往往需要用許多不同的準則來描述。不同的準則，表示了分析的不同角度。有時準則的不同，分析的結(jié)果也會不同。只有系統(tǒng)地全面考慮影響武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力的各種因素，才有可能合理地比較武器系統(tǒng)的優(yōu)劣[2]。

在以往的研究實踐中，可總結(jié)出以下數(shù)條建立原則：

（1）系統(tǒng)性原則。指標體系應(yīng)該能全面反映評價對象的本質(zhì)特征和整體性能；

（2）獨立性原則。同一層次上的指標，不應(yīng)具有包含關(guān)系，保證指標能從不同方面反映系統(tǒng)的實際情況；

（3）層次性原則。指標體系的層析結(jié)構(gòu)能夠條理、全面、系統(tǒng)地反映評估對象的本質(zhì)特征；

（4）完備性原則。指標體系應(yīng)圍繞評估目的，全面反映評估對象，不能遺漏重要方面或有所偏頗；

（5）可測性原則。指標應(yīng)盡量能夠被測定或度量，且能用數(shù)學形式表述，便于進行效能計算；

（6）可比性原則。指標體系能夠在不同的作戰(zhàn)場景下進行比較對照，便于判定偵察裝備在不同時空條件下的可行性。

（7）簡潔性原則。盡量采用有代表性的重要指標，作為評價指標尺度，提綱挈領(lǐng)，簡明扼要

3 指標體系的建立

根據(jù)機載光學偵察設(shè)備成像系統(tǒng)的作戰(zhàn)任務(wù)特點和以上的建立原則，構(gòu)建指標體系。本課題指標體系的構(gòu)建，應(yīng)用航空成像的相關(guān)知識，把機載光學偵察設(shè)備成像系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能作為一個整體來考慮，并從可靠性、生存能力、偵察能力與時效性這4個方面，對機載光學偵察設(shè)備偵察系統(tǒng)的指標體系進行建立（見圖2）。

圖2 機載光學偵察設(shè)備成像系統(tǒng)的指標體系

4 運用信息熵值法確定權(quán)重

“權(quán)重（weight）”這個詞源于數(shù)理統(tǒng)計學，可以理解為某一項目相對重要性所賦予的一個數(shù)值。對于任何的復(fù)雜系統(tǒng)，各個指標的重要程度不同，其指標權(quán)重也就不同。武器裝備效能評估體系中的權(quán)重，是指每項指標對總目標的實現(xiàn)的貢獻程度，它反映了各指標在評價對象中價值地位的系數(shù)[3]。

目前，有多種確定權(quán)重的方法，根據(jù)權(quán)重計算時原始數(shù)據(jù)來源的不同，可以分為主觀賦權(quán)法、客觀賦權(quán)法和組合賦權(quán)法三類。

本文選取熵值法進行指標賦權(quán)，它屬于客觀賦權(quán)法的一種，其優(yōu)點在于避免了定權(quán)的主觀隨意性，評估數(shù)據(jù)來源于真實數(shù)據(jù)，提高了評估模型的可信度。

在信息論中，熵值反映了信息的無序化程度，可以用來度量信息量的大小，某項指標攜帶的信息越多，表示該項指標對決策的作用越大，此時熵值越小，即系統(tǒng)的無序度越小[4]。因此，可以用信息熵評價航空相機各項指標的實際測量值，即由這些測量值構(gòu)成的判斷矩陣，來確定各評價指標的權(quán)重。其主要計算步驟如下[5]：

（1）假定有m個評價方案，每個方案有n個評價指標，構(gòu)建判斷矩陣R

式中，

rst為第s個方案的第t個評價指標的實測值。

（2）將判斷矩陣R歸一化，得到歸一化矩陣B，B的元素為

（3）根據(jù)傳統(tǒng)的熵的概念，可以定義各個評價指標的熵為

式中，

顯然，當fst=0時，lnfst無意義。

因此，對fst的計算加以修正，將其定義為

（4）計算各項指標的熵權(quán) ω= (ωt)1×n

5 結(jié)束語

本文從航空成像偵察作戰(zhàn)的需求出發(fā)，結(jié)合作戰(zhàn)效能指標體系的相關(guān)知識，構(gòu)建了機載光學偵察設(shè)備成像系統(tǒng)的評估指標體系，并探討了運用信息確定指標對指標體系進行賦權(quán)。另外，對機載光學偵察設(shè)備成像系統(tǒng)進行效能評估，是一個很復(fù)雜的問題，本課題所建的指標體系，還有待于進一步改進和完善。

[1]Global Airborne ISR Market 2008-2018[Z].Vision-gain，2008.

[2]朱斯高.導彈武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估指標體系設(shè)計研究[D].武漢：華中科技大學.2005.

[3]葉義成，柯麗華，黃德育.系統(tǒng)綜合評價技術(shù)及其應(yīng)用（第二版）[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2006.

[4]邱蔻華.管理決策與應(yīng)用熵學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.

[5]周偉興.光電型航空相機的偵察機作戰(zhàn)效能評估研究[D].長春：空軍航空大學，2010.