編隊(duì)艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅評(píng)估模型*

斗計(jì)華 肖玉杰 孫玉梁 鄒佳歧

（1.海軍大連艦艇學(xué)院導(dǎo)彈與艦炮系 大連 116018）（2.海軍研究院 北京 100161）

1 引言

艦艇編隊(duì)艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅程度評(píng)估通常是目標(biāo)對(duì)編隊(duì)艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)所保護(hù)目標(biāo)可能造成威脅程度的預(yù)測(cè)。目前主要采用綜合評(píng)價(jià)方法研究單艦艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅程度評(píng)估［1～12］，較少研究艦艇編隊(duì)艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅程度評(píng)估。本文構(gòu)建了艦艇編隊(duì)艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅程度評(píng)估模型，可為艦艇編隊(duì)艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅程度評(píng)估提供模型依據(jù)。

2 單艦艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅程度評(píng)估

2.1 基于影響因素優(yōu)先級(jí)的單艦艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅程度評(píng)估

1）目標(biāo)威脅程度影響因素優(yōu)先級(jí)的確定

當(dāng)有多個(gè)目標(biāo)空襲單艦時(shí)，針對(duì)目標(biāo)威脅程度影響因素，選取主要影響因素，按照從高到低的順序確定其優(yōu)先級(jí)。

（1）優(yōu)先考慮目標(biāo)有效作用范圍因素

只有當(dāng)艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)所保護(hù)艦艇的位置處于目標(biāo)有效作用范圍之內(nèi)時(shí)，目標(biāo)才對(duì)艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)所保護(hù)艦艇構(gòu)成威脅。

（2）優(yōu)先考慮目標(biāo)識(shí)別狀態(tài)因素

一旦目標(biāo)對(duì)艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)所保護(hù)艦艇構(gòu)成威脅，就需要知道識(shí)別目標(biāo)的狀態(tài)。

（3）優(yōu)先考慮目標(biāo)飛行航向因素

只有判斷出目標(biāo)朝向艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)所保護(hù)艦艇飛來(lái)時(shí)，才能確定其構(gòu)成威脅。

（4）優(yōu)先考慮目標(biāo)類型因素

一旦識(shí)別目標(biāo)為敵方目標(biāo)，就需要知道其類型。

（5）優(yōu)先考慮目標(biāo)飛臨時(shí)間因素

最后優(yōu)先考慮目標(biāo)飛臨時(shí)間因素，通過(guò)計(jì)算目標(biāo)飛臨時(shí)間，可評(píng)定目標(biāo)威脅程度。

2）目標(biāo)威脅程度評(píng)估方法

基于影響因素優(yōu)先級(jí)的目標(biāo)威脅程度評(píng)估方法是針對(duì)要評(píng)估的每一個(gè)目標(biāo)實(shí)施的，目標(biāo)威脅程度評(píng)估步驟從前到后依次如下：

（1）當(dāng)艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)所保護(hù)艦艇的位置沒(méi)有處在單個(gè)目標(biāo)有效作用范圍之內(nèi)時(shí)，該目標(biāo)威脅程度為0；否則，當(dāng)艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)所保護(hù)艦艇的位置處在單個(gè)目標(biāo)有效作用范圍之內(nèi)時(shí)，執(zhí)行后續(xù)步驟。

（2）只有當(dāng)識(shí)別單個(gè)目標(biāo)的狀態(tài)為友方目標(biāo)或我方目標(biāo)時(shí)，該目標(biāo)威脅程度為0；否則，當(dāng)識(shí)別單個(gè)目標(biāo)的狀態(tài)為敵方目標(biāo)時(shí)，執(zhí)行后續(xù)步驟。

（3）當(dāng)判斷出單個(gè)目標(biāo)不朝向艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)所保護(hù)艦艇飛來(lái)時(shí)，該目標(biāo)威脅程度為0；否則，當(dāng)判斷出單個(gè)目標(biāo)朝向艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)所保護(hù)艦艇飛來(lái)時(shí)，執(zhí)行后續(xù)步驟。

（4）目標(biāo)類型與目標(biāo)飛臨時(shí)間因素綜合處理

按照目標(biāo)類型優(yōu)先級(jí)從高到低的順序確定目標(biāo)。

單個(gè)目標(biāo)飛臨時(shí)間（設(shè)為T(mén)kwd）由該目標(biāo)距離（設(shè)為L(zhǎng)kwd）、速度（設(shè)為Vkwd）決定，則Tkwd可表示為

因?yàn)閱蝹€(gè)目標(biāo)飛臨艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)所保護(hù)艦艇的時(shí)間越短時(shí)，要優(yōu)先攔截該目標(biāo)，否則就會(huì)命中武器系統(tǒng)所保護(hù)艦艇，對(duì)武器系統(tǒng)后續(xù)作戰(zhàn)造成直接影響。因此，需以目標(biāo)飛臨時(shí)間為基準(zhǔn)確定目標(biāo)威脅程度，具體方法為

1）當(dāng)單個(gè)目標(biāo)飛臨時(shí)間與其它目標(biāo)飛臨時(shí)間均不相等時(shí)，將該目標(biāo)飛臨時(shí)間作為該目標(biāo)威脅程度評(píng)估基準(zhǔn)值；

2）單個(gè)目標(biāo)飛臨時(shí)間與其它目標(biāo)飛臨時(shí)間均進(jìn)行比較，當(dāng)存在相等情況時(shí)，該目標(biāo)飛臨時(shí)間和其它與之相等的目標(biāo)飛臨時(shí)間要進(jìn)行一定的調(diào)整，將原來(lái)目標(biāo)飛臨時(shí)間存在相等情況可能變?yōu)椴淮嬖谙嗟惹闆r，但調(diào)整幅度相差不大，以確保這些目標(biāo)的威脅程度能夠相差不大，不影響所有目標(biāo)威脅程度的整體排序。具體調(diào)整時(shí)，要考慮目標(biāo)類型因素。一是如果該目標(biāo)類型對(duì)應(yīng)的優(yōu)先級(jí)更高時(shí)，則該目標(biāo)飛臨時(shí)間要加上一個(gè)很小的正值（設(shè)為δwd，可根據(jù)具體情況確定，目的是為了不影響所有目標(biāo)威脅程度的整體排序）；二是如果該目標(biāo)類型對(duì)應(yīng)的優(yōu)先級(jí)更低時(shí)，則該目標(biāo)飛臨時(shí)間要減去δwd；三是如果該目標(biāo)類型對(duì)應(yīng)的優(yōu)先級(jí)與其它目標(biāo)類型對(duì)應(yīng)的優(yōu)先級(jí)一樣時(shí)，將該目標(biāo)飛臨時(shí)間作為該目標(biāo)威脅程度評(píng)估基準(zhǔn)值。

3）根據(jù)上述處理后，可得到各目標(biāo)對(duì)應(yīng)的“最終飛臨時(shí)間”。因?yàn)閱蝹€(gè)目標(biāo)飛臨時(shí)間越短時(shí)，該目標(biāo)威脅程度更大。則選擇“最終飛臨時(shí)間”中的最小值，設(shè)為T(mén)kwdmin，且單個(gè)目標(biāo)的“最終飛臨時(shí)間”為T(mén)kzwd，則該目標(biāo)威脅程度（設(shè)為Wkwd）可表示為

2.2 基于目標(biāo)類型與目標(biāo)飛臨時(shí)間的單艦艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅程度評(píng)估

1）步驟一，在綜合考慮目標(biāo)類型與目標(biāo)飛臨時(shí)間情況下，先對(duì)目標(biāo)類型進(jìn)行分類。按目標(biāo)威脅程度的高低確定目標(biāo)順序。

2）步驟二，對(duì)于某一類目標(biāo)，求出各目標(biāo)對(duì)應(yīng)的Tkwd值，然后求出各目標(biāo)的威脅程度大小。

3）步驟三，威脅程度處理與輸出。將目標(biāo)的威脅程度指加上極小正值，得到各目標(biāo)的威脅程度修正值。然后“某一個(gè)目標(biāo)威脅程度”就等于“該目標(biāo)的威脅程度修正值”除以“各目標(biāo)的威脅程度修正值之和”。

2.3 基于目標(biāo)飛行航向與目標(biāo)飛臨時(shí)間的單艦艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅程度評(píng)估

當(dāng)以目標(biāo)飛臨時(shí)間為衡量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，目標(biāo)威脅程度評(píng)估取決于目標(biāo)中心位置Owl1、艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)所保護(hù)艦艇位置Owl2、各目標(biāo)速度、各目標(biāo)飛行航向。設(shè)單個(gè)（設(shè)為第j 個(gè)）目標(biāo)速度為Vwlj，第j 個(gè)目標(biāo)飛行航向?yàn)镠wlj，第j 個(gè)目標(biāo)威脅程度為Wwlj。設(shè)Jwlj為直線Owl1Owl2與Hwlj之間的夾角，根據(jù)Owl1、Owl2位置就可以求出Jwlj。

1）當(dāng)?shù)趈個(gè)目標(biāo)對(duì)艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)所保護(hù)艦艇沒(méi)有威脅時(shí)，設(shè)第j 個(gè)目標(biāo)到達(dá)Owl2所需時(shí)間為T(mén)wlj，可認(rèn)為T(mén)wlj=0。

2）當(dāng)?shù)趈個(gè)目標(biāo)對(duì)艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)所保護(hù)艦艇有威脅時(shí)，Twlj可以表示為

3）根據(jù)以上方法，就可求出各目標(biāo)對(duì)應(yīng)的Twlj值。由于Twlj值越小，目標(biāo)威脅程度越大。設(shè)各Twlj值的最小值為T(mén)wljmin，則Wwlj可表示為

3 編隊(duì)艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅程度評(píng)估

3.1 基于點(diǎn)的目標(biāo)威脅程度評(píng)估

該方法具體為：將點(diǎn)看作為單艦所在位置，然后根據(jù)“單艦?zāi)繕?biāo)威脅程度評(píng)估”方法，評(píng)定來(lái)襲的各個(gè)目標(biāo)對(duì)該點(diǎn)的威脅程度，這些值即可作為艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅程度值。

3.2 基于面的目標(biāo)威脅程度評(píng)估

當(dāng)艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)的防御重點(diǎn)為一個(gè)區(qū)域，或者為多個(gè)點(diǎn)組成的區(qū)域時(shí)，艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)需實(shí)施基于面的目標(biāo)威脅程度評(píng)估方法，評(píng)定艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅程度。該方法的步驟從前到后具體如下。

1）對(duì)于艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)中的單艦來(lái)說(shuō)，根據(jù)“單艦?zāi)繕?biāo)威脅程度評(píng)估”方法，評(píng)定來(lái)襲的各個(gè)目標(biāo)對(duì)單艦的威脅程度。然后進(jìn)行處理，使各個(gè)目標(biāo)對(duì)單艦的威脅程度的最大值、最小值之間的差值要小于1，從而得到各個(gè)目標(biāo)對(duì)單艦的原來(lái)的威脅程度值。

2）優(yōu)先考慮進(jìn)入到艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)火力區(qū)內(nèi)的目標(biāo)

對(duì)于已經(jīng)進(jìn)入到艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)火力區(qū)內(nèi)的目標(biāo)，根據(jù)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)出艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)中各艦?zāi)茉谄渑灴諏?dǎo)彈立體火力區(qū)內(nèi)射擊的目標(biāo)。

根據(jù)艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)中各艦的重要性大小，按照從大到小的順序，先考慮進(jìn)入到重要性最強(qiáng)的單艦（設(shè)為Jmnm1艦）艦空導(dǎo)彈立體火力區(qū)內(nèi)的所有目標(biāo)。結(jié)合這些目標(biāo)對(duì)Jmnm1艦的威脅程度值大小，進(jìn)行減值處理，設(shè)減幅值為ηmnm。設(shè)ηmnm1為一個(gè)原始正數(shù)，其可設(shè)置為一個(gè)比較大的數(shù)。這些目標(biāo)的威脅程度值等于原來(lái)的威脅程度值加上ηmnm1。然后考慮進(jìn)入到重要性較強(qiáng)的單艦艦空導(dǎo)彈立體火力區(qū)內(nèi)的所有目標(biāo)，這些目標(biāo)的威脅程度值等于原來(lái)的威脅程度值加上ηmnm1-ηmnm。然后考慮進(jìn)入到重要性強(qiáng)的單艦艦空導(dǎo)彈立體火力區(qū)內(nèi)的所有目標(biāo)，這些目標(biāo)的威脅程度值等于原來(lái)的威脅程度值加上ηmnm1-2ηmnm。依次類推，可評(píng)定進(jìn)入到單艦艦空導(dǎo)彈立體火力區(qū)內(nèi)的所有目標(biāo)威脅程度值。設(shè)在這個(gè)過(guò)程中，ηmnm1共進(jìn)行了φmnm次減ηmnm處理。

3）優(yōu)先考慮進(jìn)入到重要性強(qiáng)的單艦艦空導(dǎo)彈立體火力區(qū)、編隊(duì)探測(cè)范圍之間的目標(biāo)

對(duì)于進(jìn)入到單艦艦空導(dǎo)彈立體火力區(qū)、編隊(duì)探測(cè)范圍之間的目標(biāo)，需根據(jù)艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)中各艦的重要性大小，按照步驟2）的方法實(shí)施。唯一不同的是，對(duì)于進(jìn)入到重要性最強(qiáng)的單艦艦空導(dǎo)彈立體火力區(qū)、編隊(duì)探測(cè)范圍之間的所有目標(biāo)，這些目標(biāo)的威脅程度值等于原來(lái)的威脅程度值加上ηmnm-φmnm-ηmnm，后續(xù)操作是在此基礎(chǔ)上減ηmnm。

4）優(yōu)先考慮進(jìn)入到編隊(duì)探測(cè)范圍之外的目標(biāo)

對(duì)于進(jìn)入到編隊(duì)探測(cè)范圍之外的所有目標(biāo)，艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)不能探測(cè)到這些目標(biāo)，從而可將這些目標(biāo)的威脅程度值均置于0。

5）目標(biāo)威脅程度值均置為正數(shù)

結(jié)合上面已經(jīng)評(píng)定的所有目標(biāo)威脅程度值，如果存在目標(biāo)威脅程度值中出現(xiàn)負(fù)值的情況，則需增大ηmnm值，使各個(gè)目標(biāo)威脅程度值均為正數(shù)。

6）均一化

將各個(gè)目標(biāo)威脅程度值進(jìn)行均一化，可得到艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅程度結(jié)果。

3.3 基于主要防御方向的目標(biāo)威脅程度評(píng)估

這里研究艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)主要防御方向只有一個(gè)（設(shè)為Bsf）時(shí)的目標(biāo)威脅程度評(píng)估。當(dāng)有多個(gè)目標(biāo)來(lái)襲時(shí)，可根據(jù)目標(biāo)威脅方向判定方法，得到多個(gè)目標(biāo)威脅方向，設(shè)為Wsf個(gè)，Wsf≥0。設(shè)其中的第i個(gè)目標(biāo)威脅方向?yàn)閃sfi，0 ≤i ≤Wsf，且Bsf與Wsfi之間的夾角為Asfi，其可表示為

當(dāng)Asfi值越小時(shí)，目標(biāo)威脅程度越大。則選擇Asfi值中的最小值，設(shè)為Asfimin。設(shè)Asfi值對(duì)應(yīng)的威脅程度值為Xsfi，其可表示為

基于主要防御方向的目標(biāo)威脅程度評(píng)估方法步驟為

1）根據(jù)Xsfi值的大小，可以對(duì)Wsf個(gè)目標(biāo)威脅方向進(jìn)行增值處理，設(shè)增幅值為Us。即將各Xsfi值中的最大值加上Wsf，次大值加上Wsf-Us，再次大值加上Wsf-2Us，如此類推，可得到Xsfi的修正值，設(shè)為Xsfxi。

2）對(duì)于第i 個(gè)目標(biāo)威脅方向來(lái)說(shuō)，設(shè)有Wsfxi個(gè)目標(biāo)來(lái)襲，且其中的第j個(gè)目標(biāo)威脅程度為Xsfxij，1 ≤j ≤Wsfxi。

3）將所有Xsfxij值進(jìn)行均一化，可得到艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅程度結(jié)果。

4 結(jié)語(yǔ)

在分析艦艇編隊(duì)艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅程度影響因素基礎(chǔ)上，構(gòu)建單艦艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅程度評(píng)估模型，進(jìn)而構(gòu)建了艦艇編隊(duì)艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅程度評(píng)估模型，為艦艇編隊(duì)艦空導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)目標(biāo)威脅程度評(píng)估提供模型依據(jù)。