復(fù)雜電磁環(huán)境下雷達(dá)對抗訓(xùn)練效果評估方法

耿 濤

復(fù)雜電磁環(huán)境下雷達(dá)對抗訓(xùn)練效果評估方法

耿 濤

（中國電子科技集團(tuán)公司第二十研究所，西安 710068）

復(fù)雜電磁環(huán)境下的雷達(dá)對抗實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練，是檢驗(yàn)雷抗部隊?wèi)?yīng)對復(fù)雜電磁環(huán)境并發(fā)揮裝備最大作戰(zhàn)能力的有效手段。本文首先分析并建立了涵蓋雷達(dá)對抗實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練多個方面的綜合評估指標(biāo)體系和評估流程；其次針對訓(xùn)練效果評估需求與電磁環(huán)境復(fù)雜度之間的關(guān)系，提出了用電磁環(huán)境復(fù)雜度影響因子來表示復(fù)雜電磁環(huán)境對訓(xùn)練效果的影響程度；最后采用層次分析法建立基于加權(quán)的訓(xùn)練效果評估算法，進(jìn)行復(fù)雜電磁環(huán)境下的雷達(dá)對抗實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練效果評估，確保受訓(xùn)部隊在基本一致的電磁環(huán)境尺度上進(jìn)行訓(xùn)練成績評比。研究成果可為雷達(dá)對抗實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練組織和訓(xùn)練效果評估系統(tǒng)設(shè)計提供參考。

雷達(dá)對抗；訓(xùn)練效果評估；復(fù)雜電磁環(huán)境

0 引言

復(fù)雜電磁環(huán)境下的雷達(dá)對抗實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練，是檢驗(yàn)電抗部隊?wèi)?yīng)對復(fù)雜電磁環(huán)境，發(fā)揮裝備最大作戰(zhàn)能力的有效手段。訓(xùn)練效果評估作為訓(xùn)練過程的重要環(huán)節(jié)，要運(yùn)用多種分析手段，計算和評估部隊執(zhí)行訓(xùn)練任務(wù)達(dá)到預(yù)期目的的程度。其評估方法的客觀性和有效性將直接關(guān)系到雷達(dá)對抗實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練效益的發(fā)揮程度，其評估結(jié)果將是牽引和推動訓(xùn)練手段持續(xù)改進(jìn)，提升部隊?wèi)?zhàn)備能力的重要依據(jù)。

雷達(dá)對抗訓(xùn)練效果評估涉及到評價指標(biāo)的選取、權(quán)重和聚合方法等一系列評估要素，這些要素與電磁環(huán)境的復(fù)雜程度緊密相關(guān)。在不同電磁環(huán)境條件下，用頻裝備在時域、空域、頻域和能量域的表現(xiàn)屬性不盡相同，直接影響受訓(xùn)部隊在信號偵察、指揮控制和干擾對抗等方面呈現(xiàn)出不同的作戰(zhàn)效能。因此在進(jìn)行雷達(dá)對抗訓(xùn)練效果評估時，需要將訓(xùn)練區(qū)域內(nèi)電磁環(huán)境復(fù)雜性作為一個重要的考量因素，合理運(yùn)用電磁環(huán)境復(fù)雜度評估結(jié)果來修正和完善評估模型，使評估結(jié)果能夠更加準(zhǔn)確、客觀、具有可比性地反映部隊的實(shí)際作戰(zhàn)效果和訓(xùn)練水平[1]。

本文針對復(fù)雜電磁環(huán)境下雷達(dá)對抗訓(xùn)練效果評估的問題，首先建立涵蓋雷達(dá)對抗實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練主要方面的綜合評估指標(biāo)體系和評估流程；然后分析訓(xùn)練效果評估需求與電磁環(huán)境復(fù)雜度之間的關(guān)系，旨在確定復(fù)雜電磁環(huán)境對訓(xùn)練評估產(chǎn)生的影響；最后綜合兩方面需求建立綜合型的評估算法，進(jìn)行復(fù)雜電磁環(huán)境下的雷達(dá)對抗實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練效果的整體性評估計算。

1 評估框架和評估流程

在訓(xùn)練過程中，雷抗訓(xùn)練效果的評估通常由考評組負(fù)責(zé)實(shí)施。評估過程主要是根據(jù)現(xiàn)場考評人員記錄的數(shù)據(jù)對指揮員、操作員完成各項指控任務(wù)、戰(zhàn)術(shù)動作的正確性和及時性進(jìn)行定性評價；并通過采集紅、藍(lán)對抗雙方裝備在對抗過程中的目標(biāo)信號偵察、分析計算和干擾釋放等情況，進(jìn)行交戰(zhàn)關(guān)系匹配、訓(xùn)練態(tài)勢分析和偵察干擾效果統(tǒng)計分析，評價作戰(zhàn)效果達(dá)成情況。雷達(dá)對抗訓(xùn)練效果評估流程如圖1所示。

在考評組實(shí)施事中和事后評估的過程中，首先應(yīng)建立作戰(zhàn)效果和訓(xùn)練成績評定的評估指標(biāo)體系，指標(biāo)體系主要采用層次分析法來逐級細(xì)化解析作戰(zhàn)能力的影響因素，形成層次化的“樹狀”評估指標(biāo)內(nèi)容；然后以部隊作戰(zhàn)行動產(chǎn)生的各類實(shí)測訓(xùn)練數(shù)據(jù)為支撐，運(yùn)用訓(xùn)練效果評估模型計算部隊單項能力值和綜合作戰(zhàn)能力值，同時參照部隊在整個訓(xùn)練過程中能力的變化情況，綜合評定訓(xùn)練效果。

圖1 雷達(dá)對抗訓(xùn)練效果評估流程

2 作戰(zhàn)能力評估指標(biāo)體系

對于雷達(dá)對抗專項訓(xùn)練，考核的重點(diǎn)一般在偵察、干擾和指揮控制等方面[2]，部隊的既有裝備性能、生存力和后勤保障能力等不是主要方面，本文暫不作分析。雷達(dá)對抗偵察能力，主要從對威脅目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)、識別、定位與跟蹤能力等方面進(jìn)行描述。部隊指揮控制能力，主要從指揮員、指揮機(jī)構(gòu)的快速反應(yīng)能力、作戰(zhàn)籌劃與決策能力、對所屬兵力的協(xié)調(diào)控制能力、突發(fā)情況下的臨機(jī)處置能力和自身通信保障能力方面進(jìn)行描述。干擾能力，主要從實(shí)際操作能力（包括對威脅目標(biāo)進(jìn)行干擾的樣式、參數(shù)設(shè)置和釋放及時性）以及干擾有效性方面進(jìn)行描述。

根據(jù)雷達(dá)對抗專項訓(xùn)練的實(shí)際情況，以及基本作戰(zhàn)流程和要素，遵循獨(dú)立、完備和可評可測的原則，建立復(fù)雜電磁環(huán)境下雷達(dá)對抗作戰(zhàn)能力評估的指標(biāo)體系，如圖2所示。

圖2 雷達(dá)對抗作戰(zhàn)能力評估指標(biāo)體系

根據(jù)考評組獲取的雙方訓(xùn)練過程數(shù)據(jù)和裝備工作參數(shù)等，可對以下指標(biāo)進(jìn)行定量統(tǒng)計和定性評價。

（1）目標(biāo)發(fā)現(xiàn)率

（2）目標(biāo)信號參數(shù)正確率

（3）目標(biāo)識別正確率

（4）目標(biāo)測向準(zhǔn)確率

（5）目標(biāo)定位準(zhǔn)確率

（6）目標(biāo)干擾有效率

（7）對于指標(biāo)體系中其他的指標(biāo)，包括指揮控制能力以及操作人員的實(shí)操能力等，主要是根據(jù)考核標(biāo)準(zhǔn)制定更加詳細(xì)的考核條目，由現(xiàn)場考評人員根據(jù)指揮員和操作員完成工作職責(zé)的情況進(jìn)行打分考評。

3 電磁環(huán)境復(fù)雜度對訓(xùn)練效果評估的影響

實(shí)兵對抗訓(xùn)練時，通常需要根據(jù)不同的訓(xùn)練課題、階段和受訓(xùn)對象，統(tǒng)一籌劃和控制各類背景和威脅信號模擬設(shè)備的工作參數(shù)和狀態(tài)，設(shè)置并評估電磁環(huán)境的復(fù)雜程度，以構(gòu)建接近于真實(shí)戰(zhàn)場條件的輻射態(tài)勢。不同復(fù)雜程度的電磁環(huán)境對部隊作戰(zhàn)能力的影響不盡相同。電磁環(huán)境越復(fù)雜，部隊在作戰(zhàn)指揮、情報處理和通信等方面受到的制約也越大。體現(xiàn)在兩個方面，一是復(fù)雜電磁環(huán)境中的各種用頻系統(tǒng)數(shù)量較多，產(chǎn)生的電磁信號種類和樣式多樣，信號本身具有極強(qiáng)的不確定性，而且信號的動態(tài)變化規(guī)律很復(fù)雜，導(dǎo)致需要處理和分選的信息量大大增加，信息的準(zhǔn)確程度也會受到影響；二是輻射源與輻射源之間，傳播環(huán)境與輻射源之間的相互作用關(guān)系復(fù)雜，導(dǎo)致構(gòu)成整個電磁環(huán)境的用頻實(shí)體連接成一個復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，這個網(wǎng)絡(luò)具有復(fù)雜系統(tǒng)的涌現(xiàn)性特征，即在時空、頻率、能量和信號樣式等方面的復(fù)雜性表現(xiàn)不完全是各個用頻設(shè)備的輻射特征的疊加，還包含了多種因素非線性的共同作用所引起的全新的、非平穩(wěn)的、不屬于任何一個用頻設(shè)備的特征與關(guān)系。

電磁環(huán)境的復(fù)雜度越大，部隊達(dá)到其作戰(zhàn)效果的難度就越大，電子裝備系統(tǒng)效能發(fā)揮程度與所處的戰(zhàn)場電磁環(huán)境復(fù)雜度成反比關(guān)系。為統(tǒng)一不同復(fù)雜度下部隊作戰(zhàn)能力的比較尺度，建立統(tǒng)一評估參照系，可在評估模型中加入電磁環(huán)境影響因子，從而把不同電磁環(huán)境復(fù)雜度下作戰(zhàn)效能轉(zhuǎn)化為特定電磁環(huán)境復(fù)雜度下作戰(zhàn)效能。從復(fù)雜系統(tǒng)的涌現(xiàn)性特征考慮，可采用折疊突變函數(shù)[3]得到電磁環(huán)境復(fù)雜度影響因子如式（7）所示：

式中，為戰(zhàn)場電磁環(huán)境復(fù)雜度評價值。電磁環(huán)境復(fù)雜程度具體表現(xiàn)為一段時間內(nèi)訓(xùn)練區(qū)域內(nèi)電磁信號的強(qiáng)弱、頻率占有度的大小、電磁信號密集交迭的程度及輻射源類型和數(shù)量的多少。的計算公式如式（8）所示：

4 訓(xùn)練效果綜合評估方法

根據(jù)前述單項指標(biāo)的評估結(jié)果，采用加權(quán)綜合方法計算出受訓(xùn)部隊的作戰(zhàn)能力評估值如式（9）所示：

上述各權(quán)重的計算一般根據(jù)領(lǐng)域?qū)＜医o出指標(biāo)相對重要性關(guān)系，采用層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）得到[6]，文內(nèi)不再贅述。

訓(xùn)練效果的綜合評估需要綜合電磁環(huán)境復(fù)雜度和部隊作戰(zhàn)能力兩方面因素，因此訓(xùn)練效果的綜合評價值如式（13）所示：

5 算例分析

假設(shè)分別獲取某部隊一段時期內(nèi)兩次雷抗訓(xùn)練的底層指標(biāo)量化評估結(jié)果，采用本文方案對該部隊的訓(xùn)練成績進(jìn)行評估和對比分析，如表1所示。

此外，經(jīng)領(lǐng)域?qū)＜揖C合評定，得到各權(quán)重向量如式（14）所示：

表1 雷達(dá)對抗訓(xùn)練評估底層指標(biāo)量化值

針對兩次訓(xùn)練所構(gòu)設(shè)的電磁環(huán)境復(fù)雜程度有所不同，分別獲取到對兩次訓(xùn)練的電磁環(huán)境復(fù)雜程度底層指標(biāo)評價值如表2所示。

表2 電磁環(huán)境復(fù)雜度評估底層指標(biāo)量化值

首先計算兩次訓(xùn)練時的電磁環(huán)境復(fù)雜度分別為：

然后根據(jù)式（8），可得電磁環(huán)境復(fù)雜度影響因子分別為：

然后根據(jù)式（9），得到兩次訓(xùn)練時的部隊雷達(dá)對抗作戰(zhàn)能力評價值分別為：

最后根據(jù)式（13），得到部隊兩次訓(xùn)練的成績分別為：

6 結(jié)論

本文從雷達(dá)對抗訓(xùn)練效果評估需求入手，開展在復(fù)雜電磁環(huán)境下對雷抗部隊的實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練效果評價方法的研究。在建立的包含偵察、干擾和指揮控制等主要訓(xùn)練要素的綜合指標(biāo)體系、基礎(chǔ)指標(biāo)統(tǒng)計方法和指標(biāo)綜合計算方法基礎(chǔ)上，加入電磁環(huán)境影響因子可以實(shí)現(xiàn)在不同的訓(xùn)練場景構(gòu)設(shè)條件下，采用基本一致的環(huán)境尺度來評價雷達(dá)對抗訓(xùn)練效果。不同部隊之間的訓(xùn)練水平也可通過綜合評價值進(jìn)行橫向比較，相比一般僅靠粗略的電磁環(huán)境分級評價方式，該方法能夠根據(jù)戰(zhàn)場電磁環(huán)境復(fù)雜度的量化值為評估者提供可靠的評估調(diào)整信息。同時該評價方法不關(guān)聯(lián)部隊武器裝備的技術(shù)體制和性能水平，可以為實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練組訓(xùn)以及為通用化的訓(xùn)練效果考評系統(tǒng)設(shè)計提供參考。

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Evaluation Method of Radar Countermeasure Training in Complex Electromagnetic Environment

GENG Tao

The actual combat training is an effective means to check the response of radar countermeasure troops to the complex electromagnetic environment sand exercise the full combat capability of combat equipments. First, the training evaluation process and relevant comprehensive evaluation index system covering major aspects of radar countermeasure training are established in the paper. Second, according to the relationship between training effect evaluation requirements and electromagnetic environment complexity, a complexity influence factor is proposed to weigh the influence degree of complex electromagnetic environment on training effect. Finally, an weighted training effect evaluation algorithm based on analytic hierarchy process is established, which can be used to evaluate the radar countermeasure training effect in complex electromagnetic environment, and measure the troops’ training scores on consistent scale of electromagnetic environment. The research can provide reference for organization of radar countermeasure training or training effect evaluation system design.

Radar Countermeasure Warfare; Training Effect Evaluation; Complex Electromagnetic Environment

TN974

A

1674-7976-(2021)-03-221-06

2021-03-23。耿濤（1984.11-），陜西漢中人，博士，工程師，主要研究方向?yàn)樾畔⑾到y(tǒng)和效能評估技術(shù)。