導(dǎo)航信號(hào)干擾源定位排查能力評(píng)估

白文禮,吳傳龍,張海濤

(32022部隊(duì),湖北 武漢 430070)

0 引 言

由于導(dǎo)航信號(hào)干擾源成本較低,導(dǎo)航信號(hào)干擾易于實(shí)施,且導(dǎo)航用戶(hù)被干擾后造成的不利影響較大,關(guān)于導(dǎo)航信號(hào)干擾與保護(hù)問(wèn)題越來(lái)越受到重視[1-2]．對(duì)導(dǎo)航信號(hào)干擾源進(jìn)行定位排查,已成為無(wú)線(xiàn)電保護(hù)的重要內(nèi)容．為掌握導(dǎo)航信號(hào)干擾源定位排查能力,指導(dǎo)無(wú)線(xiàn)電保護(hù)能力建設(shè),在進(jìn)行導(dǎo)航信號(hào)干擾源定位排查能力建設(shè)的同時(shí),需要進(jìn)行相應(yīng)的能力評(píng)估．本文主要探討如何進(jìn)行導(dǎo)航信號(hào)干擾源定位排查能力評(píng)估．

對(duì)導(dǎo)航信號(hào)干擾源定位排查能力進(jìn)行綜合評(píng)估,其本質(zhì)是一個(gè)以綜合能力為決策目標(biāo)、以培訓(xùn)內(nèi)容為評(píng)估準(zhǔn)則的多因素目標(biāo)決策問(wèn)題,適合采用層次分析法進(jìn)行評(píng)估．層次分析法(AHP)是美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家薩蒂提出的一種多目標(biāo)決策分析方法[3-4],具有簡(jiǎn)單實(shí)用、定性與定量分析相結(jié)合的特點(diǎn)．在培訓(xùn)組織過(guò)程中需要設(shè)置具體培訓(xùn)內(nèi)容、確定各培訓(xùn)內(nèi)容成績(jī)權(quán)重,并進(jìn)行量化打分,為此應(yīng)主要解決三個(gè)方面問(wèn)題:一是建立評(píng)估指標(biāo)體系,二是確定指標(biāo)權(quán)重,三是確定量化評(píng)分方法．

1 建立評(píng)估指標(biāo)體系

導(dǎo)航信號(hào)干擾源排查能力具有一定的綜合性和抽象性,要進(jìn)行能力評(píng)估首先必須進(jìn)行能力分解和因素分析,建立評(píng)估指標(biāo)體系．用戶(hù)在導(dǎo)航信號(hào)受到干擾后,開(kāi)展干擾源定位排查一般分為三個(gè)階段:1) 利用固定監(jiān)測(cè)網(wǎng),通過(guò)測(cè)向計(jì)算干擾源的概略位置,確定基本方位;2) 利用機(jī)動(dòng)監(jiān)測(cè)測(cè)向設(shè)備采用多設(shè)備同時(shí)測(cè)向或單設(shè)備多點(diǎn)測(cè)向的方法進(jìn)行逼近查找,計(jì)算干擾源坐標(biāo)和誤差橢圓,確定干擾源大致位置;3) 由相關(guān)人員利用便攜式測(cè)向設(shè)備、地圖、指北針、通信裝備等進(jìn)行抵近查找,確定干擾源位置,并予以排除[5]．對(duì)于一線(xiàn)排查人員而言,主要是開(kāi)展上述2)、3)階段的工作,包括:識(shí)別干擾信號(hào),干擾源測(cè)向定位、干擾源抵近確認(rèn)排查．因此,導(dǎo)航信號(hào)干擾源定位排查能力(U)可以分解為干擾信號(hào)識(shí)別能力(U1)、干擾源測(cè)向能力(U2)、干擾源抵近排查能力(U3)三個(gè)子能力,在培訓(xùn)考核中設(shè)置三個(gè)對(duì)應(yīng)的計(jì)分項(xiàng)目．

在培訓(xùn)考核中可設(shè)置A、B、C共3個(gè)模擬干擾源,每個(gè)參考小組隨機(jī)確定參考順序,且考核環(huán)境、考核裝備、考核人數(shù)均相同．對(duì)于干擾信號(hào)識(shí)別能力(U1)計(jì)分項(xiàng)目,設(shè)置干擾信號(hào)中心頻點(diǎn)測(cè)量能力和干擾信號(hào)調(diào)制方式判別能力2個(gè)評(píng)分細(xì)則．對(duì)于干擾源測(cè)向能力(U2)計(jì)分項(xiàng)目,設(shè)置干擾源測(cè)向速度和干擾源定位精度2個(gè)評(píng)分細(xì)則．對(duì)于干擾源抵近排查能力(U3)計(jì)分項(xiàng)目,用干擾源排查速度來(lái)衡量．借鑒層次分析法,建立如圖1所示的評(píng)估指標(biāo)體系．

圖1 導(dǎo)航信號(hào)干擾源定位排查能力評(píng)估指標(biāo)體系

2 確定指標(biāo)權(quán)重

確定指標(biāo)權(quán)重采用德?tīng)柗品ㄅc比較標(biāo)度法相結(jié)合的方法,即按照德?tīng)柗品╗6](專(zhuān)家咨詢(xún)法)獲取各層評(píng)估指標(biāo)之間的相對(duì)重要程度,建立兩兩比較判斷矩陣,計(jì)算矩陣最大特征值所對(duì)應(yīng)的特征向量即為指標(biāo)元素的權(quán)重．根據(jù)指標(biāo)權(quán)重和比賽總分,即可確定所有對(duì)應(yīng)科目的具體分值．

2.1 構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣

表1 兩兩比較標(biāo)度值意義

執(zhí)照前述評(píng)估指標(biāo)之間的隸屬關(guān)系,采用德?tīng)柗品?專(zhuān)家咨詢(xún)法)獲取所有評(píng)估指標(biāo)之間的比較標(biāo)度值,并建立對(duì)應(yīng)的兩兩比較判斷矩陣．如:相對(duì)于目標(biāo)層U,能力準(zhǔn)則層元素U1、U2、U3的兩兩比較判斷矩陣可設(shè)為B0;相對(duì)于能力準(zhǔn)則層元素U1,子準(zhǔn)則層元素U11、U12、U13的相對(duì)重要程度均相同,其兩兩比較判斷矩陣可設(shè)為B1．

(1)

2.2 計(jì)算權(quán)重

首先,對(duì)各兩兩比較判斷矩陣的一致性進(jìn)行檢驗(yàn).

(2)

式中:m為判斷矩陣的階數(shù);R·I為平均隨機(jī)一致性指標(biāo),其取值如表2所示．當(dāng)C·R<0.1時(shí),認(rèn)為比較判斷矩陣的一致性可以接受,否則不可接受．

表2 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)

其次,利用特征根法計(jì)算單一準(zhǔn)則下各層指標(biāo)元素的相對(duì)權(quán)重:

BW=λmaxW，

(3)

式中:B為兩兩比較判斷矩陣;λmax為B的最大特征根;W為對(duì)應(yīng)于λmax的特征向量．W歸一化后得到單一準(zhǔn)則下各元素的權(quán)重向量．

最后,根據(jù)單一準(zhǔn)則下各元素相對(duì)權(quán)重列向量,由上至下逐層計(jì)算組合權(quán)重,得到各層元素相對(duì)于總目標(biāo)的權(quán)重列向量．計(jì)算公式為

Wk=BkWk-1.

(4)

式中:Wk、Wk-1為第k、k-1層各元素相對(duì)于總目標(biāo)的權(quán)重列向量;Bk為第k層元素相對(duì)于k-1層的權(quán)重向量組合矩陣．

2.3 分值分配

按上述方法計(jì)算,得:

W0=[0.143 0.571 0.286]；

(5)

(6)

式中:W0為相對(duì)于目標(biāo)層U,下層指標(biāo)元素U1、U2、U3的權(quán)重向量;W1、W2、W3分別為相對(duì)于能力準(zhǔn)則層元素U1、U2、U3的三個(gè)子準(zhǔn)則層元素的權(quán)重向量．

同理,可計(jì)算得到相對(duì)于所有子準(zhǔn)則層元素的評(píng)分細(xì)則層元素的權(quán)重向量,并最終得到所有考核評(píng)分項(xiàng)相對(duì)于目標(biāo)層元素U的權(quán)重．為便于實(shí)際應(yīng)用操作,采取總分百分制,各評(píng)分細(xì)則分值按權(quán)重進(jìn)行分配,結(jié)果如表3所示．

表3 各評(píng)分項(xiàng)權(quán)重與分值分配表

3 量化評(píng)分

導(dǎo)航信號(hào)干擾源排查培訓(xùn)考核的評(píng)分項(xiàng)主要包括以下幾種:中心頻點(diǎn)測(cè)量誤差、干擾信號(hào)調(diào)制方式判斷、干擾源測(cè)向所用時(shí)間、干擾源坐標(biāo)測(cè)量誤差、干擾源排查所用時(shí)間．具體如表4所示．

表4 導(dǎo)航信號(hào)干擾源排查培訓(xùn)考核評(píng)分項(xiàng)內(nèi)容

量化評(píng)分即是要將考核成績(jī)轉(zhuǎn)化為具體數(shù)值的分?jǐn)?shù)．對(duì)于考核評(píng)分一般采用專(zhuān)家評(píng)委打分的方法,但其存在主觀性較強(qiáng)的問(wèn)題．為解決這一問(wèn)題,本文采用函數(shù)轉(zhuǎn)換的方法對(duì)各參考小組的考核成績(jī)進(jìn)行量化評(píng)分,使參考小組的成績(jī)與分值之間構(gòu)成映射關(guān)系．

對(duì)于干擾信號(hào)中心頻點(diǎn)測(cè)量成績(jī)和干擾信號(hào)調(diào)制方式判別成績(jī),按照如下數(shù)學(xué)模型進(jìn)行量化評(píng)分.

(7)

即:①當(dāng)干擾源中心頻率檢測(cè)合格(相對(duì)偏差值≤10-6)或干擾信號(hào)調(diào)制方式判斷正確時(shí),得分為n=2.4;②當(dāng)干擾源中心頻率檢測(cè)不合格或判斷錯(cuò)誤時(shí),得分為0．

對(duì)于其它幾項(xiàng),按照如下數(shù)學(xué)模型進(jìn)行量化評(píng)分.

f(x)=

(8)

式中,xmax、xmin為評(píng)分的最高標(biāo)準(zhǔn)和最低標(biāo)準(zhǔn),既可以按照參考隊(duì)伍的最好成績(jī)和最差成績(jī)來(lái)取值,也可按照經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶋H要求進(jìn)行取值．x為單項(xiàng)考核成績(jī)．當(dāng)x>xmax時(shí),取得滿(mǎn)分n;當(dāng)x

參考小組的綜合成績(jī)?yōu)?/p>

Y=∑f(x)

=f(x111)+f(x112)+f(x121)+f(x122)+

f(x131)+f(x132)+f(x211)+f(x212)+

f(x221)+f(x222)+f(x231)+f(x232)+

f(x31)+f(x32)+f(x33).

(9)

對(duì)各參考小組的綜合成績(jī)進(jìn)行計(jì)算排名,即得到導(dǎo)航信號(hào)干擾源定位排查能力評(píng)估結(jié)果．

4 結(jié)束語(yǔ)

運(yùn)用層次分析法等方法,能夠?yàn)閷?dǎo)航信號(hào)干擾源定位排查培訓(xùn)考核提供有效的綜合能力評(píng)估方案,既能確保考核科目設(shè)置、分值分配及成績(jī)量化評(píng)分的科學(xué)性、合理性,又具有可操作性．經(jīng)培訓(xùn)考核驗(yàn)證,該方法有利于準(zhǔn)確掌握導(dǎo)航信號(hào)干擾源定位排查能力,為培訓(xùn)效果評(píng)估提供有益參考．