耿 濤

復(fù)雜電磁環(huán)境下雷達(dá)對(duì)抗訓(xùn)練效果評(píng)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(duì)抗實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練，是檢驗(yàn)雷抗部隊(duì)?wèi)?yīng)對(duì)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(duì)抗實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練多個(gè)方面的綜合評(píng)估指標(biāo)體系和評(píng)估流程；其次針對(duì)訓(xùn)練效果評(píng)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(duì)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(píng)估算法，進(jìn)行復(fù)雜電磁環(huán)境下的雷達(dá)對(duì)抗實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練效果評(píng)估，確保受訓(xùn)部隊(duì)在基本一致的電磁環(huán)境尺度上進(jìn)行訓(xùn)練成績?cè)u(píng)比。研究成果可為雷達(dá)對(duì)抗實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練組織和訓(xùn)練效果評(píng)估系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。

雷達(dá)對(duì)抗；訓(xùn)練效果評(píng)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(duì)抗實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練，是檢驗(yàn)電抗部隊(duì)?wèi)?yīng)對(duì)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(píng)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(jì)算和評(píng)估部隊(duì)執(zhí)行訓(xùn)練任務(wù)達(dá)到預(yù)期目的的程度。其評(píng)估方法的客觀性和有效性將直接關(guān)系到雷達(dá)對(duì)抗實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練效益的發(fā)揮程度，其評(píng)估結(jié)果將是牽引和推動(dòng)訓(xùn)練手段持續(xù)改進(jìn)，提升部隊(duì)?wèi)?zhàn)備能力的重要依據(jù)。

雷達(dá)對(duì)抗訓(xùn)練效果評(píng)估涉及到評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取、權(quán)重和聚合方法等一系列評(píng)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(shí)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(duì)在信號(hào)偵察、指揮控制和干擾對(duì)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(duì)抗訓(xùn)練效果評(píng)估時(shí)，需要將訓(xùn)練區(qū)域內(nèi)電磁環(huán)境復(fù)雜性作為一個(gè)重要的考量因素，合理運(yùn)用電磁環(huán)境復(fù)雜度評(píng)估結(jié)果來修正和完善評(píng)估模型，使評(píng)估結(jié)果能夠更加準(zhǔn)確、客觀、具有可比性地反映部隊(duì)的實(shí)際作戰(zhàn)效果和訓(xùn)練水平[1]。

本文針對(duì)復(fù)雜電磁環(huán)境下雷達(dá)對(duì)抗訓(xùn)練效果評(píng)估的問題，首先建立涵蓋雷達(dá)對(duì)抗實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練主要方面的綜合評(píng)估指標(biāo)體系和評(píng)估流程；然后分析訓(xùn)練效果評(píng)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(duì)訓(xùn)練評(píng)估產(chǎn)生的影響；最后綜合兩方面需求建立綜合型的評(píng)估算法，進(jìn)行復(fù)雜電磁環(huán)境下的雷達(dá)對(duì)抗實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練效果的整體性評(píng)估計(jì)算。

1 評(píng)估框架和評(píng)估流程

在訓(xùn)練過程中，雷抗訓(xùn)練效果的評(píng)估通常由考評(píng)組負(fù)責(zé)實(shí)施。評(píng)估過程主要是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)考評(píng)人員記錄的數(shù)據(jù)對(duì)指揮員、操作員完成各項(xiàng)指控任務(wù)、戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作的正確性和及時(shí)性進(jìn)行定性評(píng)價(jià)；并通過采集紅、藍(lán)對(duì)抗雙方裝備在對(duì)抗過程中的目標(biāo)信號(hào)偵察、分析計(jì)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(shì)分析和偵察干擾效果統(tǒng)計(jì)分析，評(píng)價(jià)作戰(zhàn)效果達(dá)成情況。雷達(dá)對(duì)抗訓(xùn)練效果評(píng)估流程如圖1所示。

在考評(píng)組實(shí)施事中和事后評(píng)估的過程中，首先應(yīng)建立作戰(zhàn)效果和訓(xùn)練成績?cè)u(píng)定的評(píng)估指標(biāo)體系，指標(biāo)體系主要采用層次分析法來逐級(jí)細(xì)化解析作戰(zhàn)能力的影響因素，形成層次化的“樹狀”評(píng)估指標(biāo)內(nèi)容；然后以部隊(duì)作戰(zhàn)行動(dòng)產(chǎn)生的各類實(shí)測(cè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)為支撐，運(yùn)用訓(xùn)練效果評(píng)估模型計(jì)算部隊(duì)單項(xiàng)能力值和綜合作戰(zhàn)能力值，同時(shí)參照部隊(duì)在整個(gè)訓(xùn)練過程中能力的變化情況，綜合評(píng)定訓(xùn)練效果。

圖1 雷達(dá)對(duì)抗訓(xùn)練效果評(píng)估流程

2 作戰(zhàn)能力評(píng)估指標(biāo)體系

對(duì)于雷達(dá)對(duì)抗專項(xiàng)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(duì)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(duì)抗偵察能力，主要從對(duì)威脅目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)、識(shí)別、定位與跟蹤能力等方面進(jìn)行描述。部隊(duì)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(duì)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(duì)威脅目標(biāo)進(jìn)行干擾的樣式、參數(shù)設(shè)置和釋放及時(shí)性）以及干擾有效性方面進(jìn)行描述。

根據(jù)雷達(dá)對(duì)抗專項(xiàng)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(píng)可測(cè)的原則，建立復(fù)雜電磁環(huán)境下雷達(dá)對(duì)抗作戰(zhàn)能力評(píng)估的指標(biāo)體系，如圖2所示。

圖2 雷達(dá)對(duì)抗作戰(zhàn)能力評(píng)估指標(biāo)體系

根據(jù)考評(píng)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(duì)以下指標(biāo)進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì)和定性評(píng)價(jià)。

（1）目標(biāo)發(fā)現(xiàn)率

（2）目標(biāo)信號(hào)參數(shù)正確率

（3）目標(biāo)識(shí)別正確率

（4）目標(biāo)測(cè)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(duì)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(chǎng)考評(píng)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(píng)。

3 電磁環(huán)境復(fù)雜度對(duì)訓(xùn)練效果評(píng)估的影響

實(shí)兵對(duì)抗訓(xùn)練時(shí)，通常需要根據(jù)不同的訓(xùn)練課題、階段和受訓(xùn)對(duì)象，統(tǒng)一籌劃和控制各類背景和威脅信號(hào)模擬設(shè)備的工作參數(shù)和狀態(tài)，設(shè)置并評(píng)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(chǎng)條件的輻射態(tài)勢(shì)。不同復(fù)雜程度的電磁環(huán)境對(duì)部隊(duì)作戰(zhàn)能力的影響不盡相同。電磁環(huán)境越復(fù)雜，部隊(duì)在作戰(zhàn)指揮、情報(bào)處理和通信等方面受到的制約也越大。體現(xiàn)在兩個(gè)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(hào)種類和樣式多樣，信號(hào)本身具有極強(qiáng)的不確定性，而且信號(hào)的動(dòng)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(huì)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(gè)電磁環(huán)境的用頻實(shí)體連接成一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)具有復(fù)雜系統(tǒng)的涌現(xiàn)性特征，即在時(shí)空、頻率、能量和信號(hào)樣式等方面的復(fù)雜性表現(xiàn)不完全是各個(gè)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(gè)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(duì)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(chǎng)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(duì)作戰(zhàn)能力的比較尺度，建立統(tǒng)一評(píng)估參照系，可在評(píng)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(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜度評(píng)價(jià)值。電磁環(huán)境復(fù)雜程度具體表現(xiàn)為一段時(shí)間內(nèi)訓(xùn)練區(qū)域內(nèi)電磁信號(hào)的強(qiáng)弱、頻率占有度的大小、電磁信號(hào)密集交迭的程度及輻射源類型和數(shù)量的多少。的計(jì)算公式如式（8）所示：

4 訓(xùn)練效果綜合評(píng)估方法

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

上述各權(quán)重的計(jì)算一般根據(jù)領(lǐng)域?qū)＜医o出指標(biāo)相對(duì)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(píng)估需要綜合電磁環(huán)境復(fù)雜度和部隊(duì)作戰(zhàn)能力兩方面因素，因此訓(xùn)練效果的綜合評(píng)價(jià)值如式（13）所示：

5 算例分析

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

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

表1 雷達(dá)對(duì)抗訓(xùn)練評(píng)估底層指標(biāo)量化值

針對(duì)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(duì)兩次訓(xùn)練的電磁環(huán)境復(fù)雜程度底層指標(biāo)評(píng)價(jià)值如表2所示。

表2 電磁環(huán)境復(fù)雜度評(píng)估底層指標(biāo)量化值

首先計(jì)算兩次訓(xùn)練時(shí)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(shí)的部隊(duì)雷達(dá)對(duì)抗作戰(zhàn)能力評(píng)價(jià)值分別為：

最后根據(jù)式（13），得到部隊(duì)兩次訓(xùn)練的成績分別為：

6 結(jié)論

本文從雷達(dá)對(duì)抗訓(xùn)練效果評(píng)估需求入手，開展在復(fù)雜電磁環(huán)境下對(duì)雷抗部隊(duì)的實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練效果評(píng)價(jià)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(jì)方法和指標(biāo)綜合計(jì)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(chǎng)景構(gòu)設(shè)條件下，采用基本一致的環(huán)境尺度來評(píng)價(jià)雷達(dá)對(duì)抗訓(xùn)練效果。不同部隊(duì)之間的訓(xùn)練水平也可通過綜合評(píng)價(jià)值進(jìn)行橫向比較，相比一般僅靠粗略的電磁環(huán)境分級(jí)評(píng)價(jià)方式，該方法能夠根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜度的量化值為評(píng)估者提供可靠的評(píng)估調(diào)整信息。同時(shí)該評(píng)價(jià)方法不關(guān)聯(lián)部隊(duì)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(píng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(píng)估技術(shù)。