李 宏，李文臣，袁翔宇

（中國洛陽電子裝備試驗中心，河南 洛陽471003）

0 引言

為有效突破導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，目前彈道導(dǎo)彈采取了各種各樣的突防措施，如彈頭隱身、釋放伴隨誘餌、自衛(wèi)干擾等［1］。用彈載干擾裝置對敵方導(dǎo)彈防御系統(tǒng)中的雷達(dá)或者攔截彈末制導(dǎo)導(dǎo)引頭進(jìn)行干擾［2-5］，使其不能有效探測、跟蹤、識別和攔截攻擊彈頭，以掩護(hù)彈頭突防，是各國普遍采用且較為行之有效的方法之一。彈道導(dǎo)彈突防干擾裝置對雷達(dá)的干擾效果如何、能否有效掩護(hù)攻擊彈頭突防，需要經(jīng)過靶場試驗檢驗，彈道導(dǎo)彈攻防對抗試驗評估結(jié)果是其能否定型的重要依據(jù)［5］。因此，彈道導(dǎo)彈突防干擾裝置干擾效果評估技術(shù)研究具有十分重要而現(xiàn)實的意義。

1 彈道導(dǎo)彈突防干擾試驗設(shè)計

1.1 彈道導(dǎo)彈面臨的威脅分析

彈道導(dǎo)彈的飛行彈道一般分為主動段、中段和再入段，目前世界上的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)均是在中段或者再入段進(jìn)行攔截。導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的核心是其制導(dǎo)雷達(dá)，如美“愛國者”導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的核心是其AN／MPQ-65多功能相控陣?yán)走_(dá)，“宙斯盾”導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的核心是其AN／SPY-1D 相控陣?yán)走_(dá)。突防干擾裝置的目的就是對敵方導(dǎo)彈防御系統(tǒng)中的核心雷達(dá)進(jìn)行干擾，使其不能有效探測、跟蹤、識別彈頭目標(biāo)，從而達(dá)到掩護(hù)攻擊彈頭突防的目的。

為對抗彈道導(dǎo)彈的突防干擾技術(shù)，以美國為代表的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)也在不斷地進(jìn)行改進(jìn)，除了不斷改進(jìn)完善其雷達(dá)系統(tǒng)、增強(qiáng)其抗干擾能力外，更主要的是對其雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行組網(wǎng)［6-7］，使其抗干擾能力比單部雷達(dá)得到了質(zhì)的提升，比如美AN／MPQ-65 雷達(dá)和AN／SPY-1D 雷達(dá)除了獨自組網(wǎng)外，還可能與其他如其早期預(yù)警雷達(dá)（“鋪路爪”雷達(dá)）和／或地基雷達(dá)（GBR、XBR）等組網(wǎng)，增強(qiáng)了其抗干擾能力。

1.2 彈道導(dǎo)彈突防干擾裝置干擾試驗方法

按照各國普遍遵循的有關(guān)規(guī)定，任何武器裝備在定型之前，都要經(jīng)過靶場試驗檢驗，彈道導(dǎo)彈突防干擾裝置也不例外。彈載突防干擾裝置的試驗檢驗一般有三種方法：

一是在導(dǎo)彈武器靶場進(jìn)行實彈飛行試驗。此方法既直接又直觀，但實彈打靶消耗大、代價高，大多數(shù)國家尤其是發(fā)展中國家不可能進(jìn)行大量樣本的打靶試驗，也不可能考核各種邊界條件下的突防性能，試驗結(jié)果的置信度不高。

二是在電子裝備試驗靶場通過地面靜態(tài)試驗、升空平臺掛飛試驗和內(nèi)場半實物仿真試驗相結(jié)合，檢驗干擾裝置對配試?yán)走_(dá)的干擾性能，然后等效推算到對作戰(zhàn)對象雷達(dá)的干擾性能，以此評判在彈載干擾裝置的掩護(hù)下，彈道導(dǎo)彈的突防能力。其可以對突防干擾裝置進(jìn)行充分檢驗，發(fā)展中國家一般采用這種方法。

三是將前兩種方法結(jié)合起來。美國作為世界上頭號經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國和軍事強(qiáng)國，在武器裝備試驗上投入了大量的財力，一般采用這種方法。其將不同靶場通過網(wǎng)絡(luò)連接成所謂的無邊界靶場，將內(nèi)場試驗、地面試驗、掛飛試驗和實彈飛行試驗連接成一個整體，進(jìn)行“人在回路”的實彈仿真試驗，試驗效果更加直觀。

受技術(shù)和經(jīng)費(fèi)限制，一般國家的電子裝備試驗靶場和導(dǎo)彈試驗靶場是分開的，物理上和邏輯上均沒有連接起來，因此導(dǎo)彈突防干擾裝置的試驗只能在兩個靶場分別進(jìn)行。在這種情況下，可以通過制定將電子裝備試驗靶場內(nèi)場半實物仿真試驗、地面高塔試驗、掛飛試驗與導(dǎo)彈武器靶場實彈飛行試驗進(jìn)行一體化設(shè)計與實施，然后將兩個靶場的試驗數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合，綜合評估突防干擾裝置的突防性能。這不失為一種較好的選擇，不但能完成彈道導(dǎo)彈突防干擾裝置針對干擾對象雷達(dá)一對一、一對多、多對一、多對多的干擾性能評估，還能完成干擾裝置不同組合模式下對組網(wǎng)雷達(dá)的干擾效果評估，并最終給出彈道導(dǎo)彈的突防概率。

為了更加準(zhǔn)確地評估突防作戰(zhàn)效果，綜合試驗方案的制定與實施應(yīng)按照以下幾個原則進(jìn)行：

1）對彈道導(dǎo)彈突防干擾裝置的電子裝備試驗靶場試驗和導(dǎo)彈武器靶場試驗進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計和綜合評估；

2）在配試裝備選擇方面，應(yīng)選擇與作戰(zhàn)對象工作模式、技術(shù)體制、技術(shù)參數(shù)、抗干擾措施盡可能相近的雷達(dá)作為配試裝備；

3）在試驗場景構(gòu)建方面，電子裝備試驗靶場試驗與導(dǎo)彈武器靶場試驗選取的配試?yán)走_(dá)和構(gòu)建的電磁環(huán)境應(yīng)盡量保持一致，裝備布站設(shè)計應(yīng)盡量相似，使兩個場區(qū)構(gòu)建的試驗場景盡量相近，這樣就可以使兩個場區(qū)的試驗數(shù)據(jù)能夠相互印證；

4）在試驗數(shù)據(jù)方面，為了提高內(nèi)場半實物仿真場景模擬相似度，獲得多個戰(zhàn)情樣本下的試驗數(shù)據(jù)，內(nèi)場應(yīng)先完成外場（機(jī)載掛飛和實彈飛行）試驗方案的半實物仿真試驗，利用外場試驗數(shù)據(jù)對內(nèi)場仿真模型進(jìn)行修正，然后利用內(nèi)場仿真試驗進(jìn)行多種戰(zhàn)情下的突防作戰(zhàn)運(yùn)用研究試驗，對外場試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充。

1.3 試驗關(guān)鍵技術(shù)分析

1.3.1 配試裝備的選擇

替代裝備的選擇主要考慮兩方面的因素：顯性因素對應(yīng)推算模型中的具體參數(shù)，主要包括替代雷達(dá)的發(fā)射功率、天線增益、天線方向圖、脈沖寬度等技術(shù)參數(shù)，它們與作戰(zhàn)對象之間的差異可以通過等效推算進(jìn)行修正；隱性因素在推算模型中沒有明確的體現(xiàn)，如替代裝備的工作頻率、工作體制與抗干擾措施等，它們對試驗結(jié)果有明顯的影響，但又不能通過等效推算進(jìn)行修正。綜上分析，替代裝備的選擇應(yīng)更注重隱性因素的相似性。

1.3.2 飛行平臺的選擇

彈道導(dǎo)彈突防干擾裝置的一個重要指標(biāo)是最小干擾距離，即干擾裝置能夠掩護(hù)攻擊彈頭至敵方導(dǎo)彈防御系統(tǒng)雷達(dá)的最近距離。由于干擾裝置要掩護(hù)的是彈頭而非其自身，因此該指標(biāo)的外場掛飛試驗考核應(yīng)布設(shè)一個伴飛目標(biāo)作為干擾裝置的掩護(hù)目標(biāo)，一般是干擾裝置掛載在一個升空平臺上，而伴飛目標(biāo)在某個位置與其相伴飛行。現(xiàn)代干擾機(jī)廣泛采用相參壓制干擾技術(shù)，一般只能掩護(hù)其身后目標(biāo)［2-5］，因此試驗時伴飛目標(biāo)應(yīng)在掛載干擾裝置的升空平臺后面。如何選擇被掩護(hù)目標(biāo)構(gòu)建貼近實戰(zhàn)態(tài)勢是一個難點。突防干擾裝置在作戰(zhàn)使用中掩護(hù)的是高速彈頭目標(biāo)，速度Ma 數(shù)達(dá)3～4，而且彈頭一般是隱身的，其RCS小到0.1m2以下，根據(jù)替代等效推算理論［6］，RCS 對干擾效果的影響可直接進(jìn)行等效推算。此外，盡管試驗中的被掩護(hù)目標(biāo)與真實彈頭的雷達(dá)回波散射起伏特性不同（真實彈頭為Swerling Ⅲ型目標(biāo)，如選用旋翼飛機(jī)作為掩護(hù)目標(biāo)，其為SwerlingⅡ型目標(biāo)或SwerlingⅠ型目標(biāo)），但也可以基于雷達(dá)檢測的基本理論進(jìn)行等效推算［8］。根據(jù)計算，真實彈頭與掩護(hù)目標(biāo)在同等檢測條件下對信干比的影響不大于1dB［9］，因此目標(biāo)RCS模型特性帶來的差異可以忽略。

為了構(gòu)建伴隨干擾的試驗態(tài)勢，突防干擾裝置的最小干擾距離試驗需要干擾機(jī)和被掩護(hù)目標(biāo)協(xié)同飛行。試驗過程中，要使突防干擾裝置與配試裝備之間的空間態(tài)勢滿足主瓣干擾的要求。因此，如何根據(jù)替代雷達(dá)和突防干擾裝置技術(shù)參數(shù)、被掩護(hù)目標(biāo)的RCS推算最小干擾距離，并進(jìn)行航線設(shè)計（兩飛行器飛行高度、間隔距離、航線起止）是試驗的難點。

考慮主瓣干擾條件以及飛行安全規(guī)定，為獲得干擾距離的邊界值，可采用中等旋翼飛機(jī)作為載機(jī)和被掩護(hù)目標(biāo)。中等旋翼飛機(jī)的RCS約為10～15m2，在突防干擾裝置與被掩護(hù)目標(biāo)距離1.5km、高度層間隔300m 條件下，能滿足對雷達(dá)主瓣干擾的條件。

1.3.3 試驗態(tài)勢構(gòu)建

彈載突防干擾裝置的最小干擾距離指標(biāo)，一般是針對位于落點附近的雷達(dá)而提的，即突防干擾裝置是瞄準(zhǔn)落點附近進(jìn)行干擾的。但是，敵方的雷達(dá)不可能都正好位于彈道導(dǎo)彈攻擊目標(biāo)的附近，當(dāng)干擾裝置和掩護(hù)目標(biāo)距離較大時，離導(dǎo)彈落點較遠(yuǎn)的雷達(dá)探測掩護(hù)目標(biāo)時就會脫離干擾裝置的主瓣，這樣干擾裝置就不能對這些雷達(dá)進(jìn)行有效干擾。為了更加接近實戰(zhàn)的情況，在試驗方案設(shè)計時要考慮這種試驗態(tài)勢。

1.3.4 復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)建

未來戰(zhàn)場將充斥著各種復(fù)雜電磁信號環(huán)境，因此從實戰(zhàn)的角度出發(fā)，在考核彈載突防干擾裝置的性能時，必須考核其適應(yīng)復(fù)雜電磁環(huán)境的能力。其難點在于如何構(gòu)建既符合“準(zhǔn)實戰(zhàn)”要求，又與突防干擾裝置相關(guān)聯(lián)的復(fù)雜電磁環(huán)境。擬從突防干擾裝置作戰(zhàn)面臨的電磁環(huán)境出發(fā)，分析電磁環(huán)境構(gòu)成要素及特征，根據(jù)突防干擾裝置技術(shù)體制，抽取合理有效的電磁特征，然后利用實體雷達(dá)及信號環(huán)境模擬裝備進(jìn)行電磁環(huán)境構(gòu)建。

1.3.5 內(nèi)場試驗?zāi)Ｐ徒⑴c校驗

內(nèi)場仿真試驗要求按照戰(zhàn)情構(gòu)建試驗環(huán)境，模擬突防干擾裝置與作戰(zhàn)對象的交戰(zhàn)過程。為了進(jìn)一步提高內(nèi)場試驗可信度，需對內(nèi)外場試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，并基于比對結(jié)果對仿真模型和試驗方法進(jìn)行修正和確認(rèn)。為了進(jìn)行內(nèi)外場試驗數(shù)據(jù)比對，內(nèi)場應(yīng)進(jìn)行外場試驗場景的仿真再現(xiàn)，要求內(nèi)場仿真試驗設(shè)置的戰(zhàn)情與外場試驗完全一致。

2 彈道導(dǎo)彈突防干擾裝置干擾效果評估

2.1 干擾效果評估方法

突防作戰(zhàn)效能評估是一個系統(tǒng)工程［10］，要在相關(guān)試驗理論和試驗數(shù)據(jù)的支撐下，建立彈道導(dǎo)彈突防作戰(zhàn)綜合評估系統(tǒng)，綜合利用內(nèi)場半實物仿真試驗、高塔試驗、掛飛試驗和導(dǎo)彈武器靶場實彈飛行試驗數(shù)據(jù)，綜合評估突防干擾裝置的突防作戰(zhàn)效能。具體思路是先構(gòu)建導(dǎo)彈突防數(shù)學(xué)仿真試驗平臺，并利用內(nèi)外場試驗數(shù)據(jù)和實彈飛行數(shù)據(jù)對數(shù)學(xué)仿真試驗系統(tǒng)中的模型進(jìn)行修正和優(yōu)化，然后利用優(yōu)化后的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行不同戰(zhàn)情下的數(shù)學(xué)仿真試驗，評估導(dǎo)彈突防效能。具體工作步驟如下：

1）構(gòu)建導(dǎo)彈突防數(shù)學(xué)仿真試驗系統(tǒng)

利用軟件平臺構(gòu)建導(dǎo)彈突防數(shù)學(xué)仿真試驗系統(tǒng)，包括戰(zhàn)情編輯系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)（作戰(zhàn)對象）、突防干擾裝置系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、綜合信息顯示系統(tǒng)等。研究并開發(fā)載干擾裝置彈頭目標(biāo)、末制導(dǎo)彈頭的控制與飛行模型，為彈道導(dǎo)彈突防對抗仿真試驗提供閉環(huán)運(yùn)動模型。

2）數(shù)學(xué)仿真模型修正與優(yōu)化

利用數(shù)學(xué)仿真系統(tǒng)對內(nèi)外場試驗態(tài)勢及實彈飛行試驗態(tài)勢進(jìn)行數(shù)學(xué)仿真試驗，并將內(nèi)外場場景相同的試驗獲得的數(shù)據(jù)對數(shù)學(xué)仿真模型進(jìn)行修正，優(yōu)化導(dǎo)彈突防數(shù)學(xué)仿真試驗平臺。

3）不同戰(zhàn)情下的導(dǎo)彈突防效果試驗

利用優(yōu)化后的數(shù)學(xué)仿真試驗平臺進(jìn)行不同戰(zhàn)情下突防效果仿真，評估突防效能。突防效能的評估指標(biāo)主要指干擾掩護(hù)距離以及突防概率等。

導(dǎo)彈突防作戰(zhàn)綜合評估系統(tǒng)包括試驗結(jié)果快判系統(tǒng)和綜合效能評估系統(tǒng)，為試驗結(jié)果提供快判，綜合處理不同試驗獲得的試驗數(shù)據(jù)，通過仿真試驗得到突防干擾裝置在其它戰(zhàn)情環(huán)境中發(fā)揮作用的具體情況。突防作戰(zhàn)效能評估的重點和難點是建立導(dǎo)彈突防作戰(zhàn)綜合評估系統(tǒng)，包括戰(zhàn)情設(shè)定模塊、雷達(dá)系統(tǒng)（作戰(zhàn)對象）模塊、突防干擾裝置模塊、信息處理模塊、綜合信息顯示模塊等。

2.2 干擾效果評估結(jié)果可信度分析

試驗評估結(jié)果的可信度是衡量一個試驗方案可行與否的重要標(biāo)準(zhǔn)。在“替代等效推算”［11］的試驗?zāi)Ｊ较?，情報獲取是前提，試驗場景模擬是基礎(chǔ)，而等效推算是獲得試驗評估結(jié)果的手段。根據(jù)層次分析法，試驗評估結(jié)果的可信度由上述三個因素共同決定。即：

式中，G 為試驗評估結(jié)果的可信度，K 為試驗場景模擬相似度，L 為推算模型準(zhǔn)確度，E 為情報獲取可信度，K1為外場試驗場景的相似度，K2為內(nèi)場試驗場景的相似度，K3為實彈飛行試驗場景的相似度，β1 為外場試驗場景模擬相似度加權(quán)值，β2 為內(nèi)場試驗場景模擬相似度加權(quán)值，β3為實彈飛行試驗場景模擬相似度加權(quán)值。

3 結(jié)束語

彈道導(dǎo)彈突防干擾裝置的試驗與效果評估是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，根據(jù)試驗條件的不同會有不同的考核與評估方法。本文考慮接近實戰(zhàn)考核需求，研究了彈道導(dǎo)彈突防干擾試驗與效果評估方法。分析了彈道導(dǎo)彈面臨的威脅，給出了一種有效的彈道導(dǎo)彈突防干擾裝置干擾試驗方法，并分析了試驗關(guān)鍵技術(shù)。最后提出了彈道導(dǎo)彈突防干擾裝置綜合干擾效果評估方法，并給出了干擾效果評估結(jié)果可信度分析方法?！?/p>

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