艦船電子對抗系統(tǒng)的內(nèi)外場一體化測試方法

田益明

本文針對艦船電子對抗系統(tǒng)測試中存在的問題，首先對外場測試、內(nèi)場半實物仿真測試和計算機數(shù)字仿真測試的優(yōu)缺點進(jìn)行了對比分析，然后探索性的設(shè)計了艦船電子對抗系統(tǒng)內(nèi)外場一體化測試的具體步驟，最后對艦船電子對抗系統(tǒng)內(nèi)外場一體化測試的各項關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分別闡述。

【關(guān)鍵詞】艦船電子對抗系統(tǒng) 內(nèi)外場一體化 外場測試 半實物仿真測試 數(shù)字仿真測試

1 測試方法的比較

1.1 數(shù)字仿真測試

計算機數(shù)字仿真測試主要借助計算機程序，通過模擬一個系統(tǒng)的使用邏輯、過程、規(guī)則、技術(shù)和方法來代表這個系統(tǒng)，將它置身于計算機模擬的威脅環(huán)境中進(jìn)行性能分析。計算機數(shù)字仿真測試突出的優(yōu)點就是效費比高、保密性強，其不足主要在于測試“風(fēng)險”大，不可能全面描述系統(tǒng)的能力，可信度低，如果沒有經(jīng)過檢驗、證實和認(rèn)可的數(shù)學(xué)模型和仿真，可信度問題就無法解決。

1.2 內(nèi)場半實物仿真測試

內(nèi)場半實物仿真測試工具是一種安全的室內(nèi)設(shè)施，它用硬件和軟件來仿真電子對抗系統(tǒng)的電磁性能，由計算機控制的測試系統(tǒng)產(chǎn)生典型測試環(huán)境中的真實射頻信號，把被試系統(tǒng)放置在內(nèi)場半實物仿真測試環(huán)境中來開展測試。內(nèi)場半實物仿真測試的優(yōu)點在于效費比高、模擬信號環(huán)境逼真可控、保密性好、不受氣候條件限制和外界信號干擾、能獲取較全面的測試數(shù)據(jù)。局限性在于受測試設(shè)施限制，內(nèi)場輻射式仿真測試被試裝備的范圍受被試裝備天線的制約，注入式仿真測試測試范圍受射頻接口的制約，并且有些測試項目受仿真測試系統(tǒng)的限制不能進(jìn)行。

1.3 外場動態(tài)測試

外場動態(tài)測試將被試裝備加裝于測試平臺或?qū)嵮b平臺，通過實兵、實裝為被試裝備構(gòu)建了一個典型對抗態(tài)勢的測試環(huán)境。外場動態(tài)測試的優(yōu)勢在于測試場景真實， 測試結(jié)果可信度高。局限性在于測試周期長、動用兵力多、消耗大，測試可重復(fù)性差、保密性差、易受外界干擾，測試數(shù)據(jù)測量要求高、數(shù)據(jù)獲取難。

2 測試流程設(shè)計

測試實施流程一般按照數(shù)字仿真測試、半實物仿真和外場動態(tài)測試順序進(jìn)行，通過分析內(nèi)外場測試的技術(shù)、測試設(shè)計、執(zhí)行過程、測試數(shù)據(jù)測量等存在的優(yōu)勢和局限性，擬定各個階段的測試項目，分析可能存在的測試項目串行、并行和重疊、迭代關(guān)系，進(jìn)行測試因素、測試水平的綜合設(shè)計，擬制兩者聯(lián)合測試的基本框架。從目標(biāo)特性、電子偵察、信號分選、威脅告警、電子組合干擾能力等方面，提出數(shù)字仿真、半實物仿真和外場測試項目分配、過程銜接、數(shù)據(jù)融合的一體化測試鑒定與評估方法。

3 測試關(guān)鍵技術(shù)

3.1 實體建模技術(shù)

在對艦船電子對抗系統(tǒng)的干擾能力測試中，由于艦船反射面積很大，測試用彈消耗量較多，在同等成本下限制了測試樣本的數(shù)量。通過在測試前精確測量艦船各狀態(tài)下的反射面積全向數(shù)據(jù)，運用數(shù)字實體建模仿真的方法對受干擾效果進(jìn)行建模仿真運算，得出干擾全方位成功率仿真曲線。在外場測試方案設(shè)計過程中，依據(jù)內(nèi)場仿真結(jié)果，在滿足置信度的測試樣本數(shù)量前提下，選取典型角度進(jìn)行外場測試。

3.2 測試環(huán)境建模

測試環(huán)境建模主要針對外場測試中對被試產(chǎn)品有影響的實際環(huán)境進(jìn)行建模，這些實際環(huán)境包括各種各樣的空間環(huán)境、地形環(huán)境、大氣環(huán)境、海洋環(huán)境和電磁環(huán)境等。對測試環(huán)境建模的原理與測試資源實體建模的原理相似，首先分析真實環(huán)境的內(nèi)部物理機理，然后建立數(shù)學(xué)模型，最后通過軟件或者各種硬件實現(xiàn)這些數(shù)學(xué)模型。軟件實現(xiàn)的環(huán)境稱為虛擬環(huán)境模型，各種硬件實現(xiàn)的環(huán)境稱為模擬器。

3.3 測試數(shù)據(jù)一致性檢驗

測試模型的 VV&A; 意指模型的校核、驗證和確認(rèn)，內(nèi)外場測試的數(shù)據(jù)的一致性檢驗是VV&A;的重要內(nèi)容，內(nèi)場數(shù)據(jù)必須經(jīng)過一致性檢驗才有價值。這個問題在統(tǒng)計學(xué)上就是兩個總體的一致性檢驗問題。一致性檢驗的具體方法可使用參數(shù)檢驗法，假設(shè)總體的分布函數(shù)服從正態(tài)分布，則分布函數(shù)的形狀僅與個別參數(shù)如均值、方差有關(guān)，一致性檢驗也只需對這些參數(shù)進(jìn)行即可。

3.4 測試樣本置信度評估

艦船電子對抗系統(tǒng)測試中，由于測試樣本容量與測試成本密切相關(guān)，出于裝備的造價等因素考慮，總是期望能夠在較小的樣本容量之下進(jìn)行。測試的需求是：在保證結(jié)果可信的前提下，以一個較小的外場測試樣本數(shù)，盡可能地充分利用其他有用信息，有效地進(jìn)行武器裝備的性能、效能評估。測試的基本思路是將內(nèi)場仿真測試結(jié)果用于測試鑒定，充分利用仿真測試結(jié)果數(shù)據(jù)的驗前信息，結(jié)合外場測試樣本信息，運用Bayes小子樣理論與方法完成對干擾測試樣本量的評定與估計。

4 結(jié)束語

隨著國內(nèi)測試?yán)碚摵涂萍妓降牟粩嗵岣?，通過對內(nèi)外場一體化測試方法的研究，將外場測試、內(nèi)場半實物仿真測試和計算機數(shù)字仿真測試三種工具綜合運用于艦船裝備測試的工作中，可以提高測試的效率和質(zhì)量，大幅降低測試消耗和風(fēng)險。

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作者單位

91404部隊 河北省秦皇島市 066001