歐陽(yáng)志宏,薛 磊,丁 鋒

(國(guó)防科技大學(xué)電子對(duì)抗學(xué)院,安徽 合肥 230037)

0 引 言

電子防空與火力防空的聯(lián)合防空作戰(zhàn)是未來(lái)聯(lián)合防御作戰(zhàn)的主要樣式,而區(qū)域防護(hù)是電子防空作戰(zhàn)行動(dòng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。從近幾次局部戰(zhàn)爭(zhēng)可以發(fā)現(xiàn),源于不同發(fā)射平臺(tái)、運(yùn)用光電制導(dǎo)手段的精確制導(dǎo)武器使用比率逐漸增大,已經(jīng)是區(qū)域電子防空的核心作戰(zhàn)對(duì)象。然而,面對(duì)型號(hào)種類多樣、工作方式多元、來(lái)襲數(shù)量多批的目標(biāo)環(huán)境,以及自身有限的干擾力量配置,干擾目標(biāo)分配的質(zhì)量與效率成為了干擾效能整體發(fā)揮程度和重點(diǎn)目標(biāo)防護(hù)任務(wù)能否完成的決定因素。

電子裝備的干擾目標(biāo)分配與武器目標(biāo)分配(weapon target allocation,WTA)同屬于作戰(zhàn)決策的重要課題。國(guó)內(nèi)外對(duì)WTA問(wèn)題的研究已較為成熟,自文獻(xiàn)[1]證明了WTA問(wèn)題是多項(xiàng)式非確定性完全問(wèn)題以來(lái),模型非線性、約束條件多、求解復(fù)雜等特點(diǎn)使得研究側(cè)重于智能優(yōu)化算法[2-13],但存在分配條件簡(jiǎn)單、靜態(tài)模型偏多、過(guò)于專注解算速度優(yōu)化等問(wèn)題。國(guó)內(nèi)針對(duì)武器目標(biāo)分配的研究較多[14-19],專門針對(duì)干擾目標(biāo)分配的研究成果不多,且僅限于敵我態(tài)勢(shì)明晰的靜態(tài)整體分配,未涉及不確定目標(biāo)威脅評(píng)估和動(dòng)態(tài)分配調(diào)整[20-23]。鑒于區(qū)域電子防空防光電制導(dǎo)武器打擊的作戰(zhàn)背景和可能的對(duì)抗態(tài)勢(shì),干擾目標(biāo)分配必然是復(fù)雜、動(dòng)態(tài)、多指標(biāo)、多階段的模糊決策問(wèn)題,現(xiàn)有WTA解決方案已不能充分適應(yīng)。因此,本文首先對(duì)研究的干擾目標(biāo)分配問(wèn)題展開(kāi)分析,再提出不確定條件下基于知識(shí)推理的目標(biāo)威脅評(píng)估方法,最后以評(píng)估結(jié)果為依據(jù)建立以干擾效能指數(shù)最大化為目標(biāo)的干擾分配數(shù)學(xué)模型,提高分配的針對(duì)性、時(shí)效性和動(dòng)態(tài)適應(yīng)性。

1 干擾目標(biāo)分配問(wèn)題分析

電子裝備干擾目標(biāo)分配問(wèn)題研究是針對(duì)多個(gè)不同威脅目標(biāo),充分利用干擾資源,尋求滿意的干擾分配方案,并能一定程度上適應(yīng)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)變化,實(shí)現(xiàn)較優(yōu)的分配方案調(diào)整,從而最大限度地發(fā)揮裝備系統(tǒng)整體干擾效能。

區(qū)域電子防空光電制導(dǎo)武器目標(biāo)分配存在獨(dú)有特征且面臨諸多復(fù)雜情況,主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面:

(1) 裝備系統(tǒng)中各干擾設(shè)備在作戰(zhàn)對(duì)象、有效距離、運(yùn)用時(shí)機(jī)上存在較大差異,如大功率激光干擾設(shè)備作用距離遠(yuǎn),主要用于機(jī)載光學(xué)觀瞄設(shè)備和電視制導(dǎo)武器致盲致炫;高重頻激光干擾作用距離小于大功率激光干擾,能夠?qū)C(jī)載激光測(cè)距機(jī)起到欺騙作用,也能擾亂激光制導(dǎo)武器導(dǎo)引頭;而激光角度欺騙干擾設(shè)備作用距離較近,只用于激光制導(dǎo)武器誘偏。

(2) 裝備系統(tǒng)存在偵察情報(bào)要素不全、目標(biāo)識(shí)別難度大的問(wèn)題,電視偵察、紅外偵察、激光告警等光電偵察手段作用距離有限,且受氣象環(huán)境影響大,尤其對(duì)于高速導(dǎo)彈目標(biāo),難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確識(shí)別和穩(wěn)定跟蹤,如果失去情報(bào)支援,必然引起目標(biāo)判別和威脅評(píng)估的差錯(cuò)率上升,從而造成干擾目標(biāo)分配的準(zhǔn)確性和時(shí)效性降低。

(3) 交戰(zhàn)過(guò)程中敵方進(jìn)攻態(tài)勢(shì)不透明且動(dòng)態(tài)變化,態(tài)勢(shì)突變難以預(yù)料。每個(gè)個(gè)體目標(biāo)信息的不完整使得敵方整體進(jìn)攻態(tài)勢(shì)難以準(zhǔn)確把握,靜態(tài)分配難度增大。同時(shí),戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)存在動(dòng)態(tài)特性,以敵戰(zhàn)機(jī)發(fā)射導(dǎo)彈所引發(fā)的態(tài)勢(shì)突變?yōu)槔?其必然打亂已有的分配策略,迫使干擾資源調(diào)整到集中對(duì)抗具有毀傷性威脅的導(dǎo)彈目標(biāo)。

綜上所述,區(qū)域電子防空光電制導(dǎo)武器干擾目標(biāo)分配問(wèn)題面臨著約束條件嚴(yán)格、干擾資源有限、目標(biāo)偵辨模糊、態(tài)勢(shì)動(dòng)態(tài)變化、分配調(diào)整突然等諸多難點(diǎn)和要求?；谝陨戏治?干擾目標(biāo)分配應(yīng)在全面關(guān)注當(dāng)前態(tài)勢(shì)和動(dòng)態(tài)變化的前提下,加強(qiáng)不確定性條件下的目標(biāo)預(yù)測(cè)和威脅評(píng)估準(zhǔn)確性,基于現(xiàn)有裝備系統(tǒng)能力合理分配并能有效調(diào)整。

2 干擾目標(biāo)分配基本原理

以光電精確制導(dǎo)武器和機(jī)載光學(xué)觀瞄設(shè)備為對(duì)象,基于己方武器系統(tǒng)能力和敵方空襲模式,尋求可介入的干擾節(jié)點(diǎn),建立由遠(yuǎn)至近、層層設(shè)防、多種手段、綜合運(yùn)用的多層防御干擾目標(biāo)分配基本思路。

2.1 分配思路

多層防御干擾目標(biāo)分配的具體思路如下:

(1) 在遠(yuǎn)距離防御階段,敵發(fā)射光電制導(dǎo)武器之前,分配大功率激光干擾壓制敵機(jī)載紅外前視系統(tǒng),并分配高重頻激光干擾敵激光測(cè)距,使敵無(wú)法正常發(fā)射光電制導(dǎo)武器。

(2) 在中距離防御階段,來(lái)襲武器進(jìn)入末制導(dǎo)之前,保持遠(yuǎn)距離干擾模式,并分配高重頻激光干擾敵激光制導(dǎo)武器導(dǎo)引頭,通過(guò)擾亂使其無(wú)法進(jìn)入末端精確制導(dǎo)而丟失攻擊目標(biāo)。

(3) 在近距離防御階段,來(lái)襲光電制導(dǎo)武器進(jìn)入末制導(dǎo)之后,綜合采用大功率激光、無(wú)源煙幕、紅外誘餌、角度欺騙等多種干擾手段,重點(diǎn)對(duì)來(lái)襲光電制導(dǎo)武器實(shí)施迷茫引偏。

干擾目標(biāo)分配的基本流程主要由目標(biāo)分析與威脅評(píng)估、干擾目標(biāo)分配與調(diào)整兩部分組成,如圖1所示。

圖1 干擾目標(biāo)分配流程圖Fig.1 Flow chart of jamming target assignment

2.2 分配規(guī)則

干擾目標(biāo)分配通常不存在絕對(duì)意義上的最優(yōu)解,一般是獲取滿意解,即目標(biāo)分配基本規(guī)則下的最優(yōu)解。區(qū)域電子防空光電干擾目標(biāo)分配以目標(biāo)威脅評(píng)估和綜合干擾效能分析為依據(jù),同時(shí)考慮分配方案的調(diào)整代價(jià),設(shè)定的分配一般規(guī)則包括:

(1) 上級(jí)指定的重點(diǎn)目標(biāo)優(yōu)先分配;

(2) 威脅度高的目標(biāo)優(yōu)先分配;

(3) 先到達(dá)的目標(biāo)優(yōu)先分配;

(4) 相同威脅度的目標(biāo),光電制導(dǎo)武器優(yōu)先分配;

(5) 在干擾資源充足的情況下,對(duì)同一目標(biāo)分配多種干擾資源實(shí)施復(fù)合干擾,多批次目標(biāo)時(shí)不分配多個(gè)同類干擾資源給某一目標(biāo);

(6) 戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)突變時(shí),按上述規(guī)則形成調(diào)整方案并評(píng)估調(diào)整代價(jià),選擇最小代價(jià)調(diào)整方案重新分配。

3 目標(biāo)威脅評(píng)估模型

目標(biāo)威脅評(píng)估是干擾目標(biāo)分配的基礎(chǔ),而目標(biāo)識(shí)別結(jié)果很大程度上影響著威脅判定。區(qū)域電子防空光電目標(biāo)識(shí)別,不僅要識(shí)別出目標(biāo)類型(平臺(tái)屬性),還要分析飛機(jī)目標(biāo)的工作狀態(tài)和光電制導(dǎo)武器目標(biāo)的制導(dǎo)方式。目標(biāo)特征信息的可靠來(lái)源為上級(jí)支援情報(bào),考慮到戰(zhàn)時(shí)可能出現(xiàn)的信息傳輸鏈路受擾和指揮協(xié)同中斷,只能基于歷史知識(shí)或目標(biāo)其他信息進(jìn)行知識(shí)推理獲取。表1是經(jīng)專家確認(rèn)的通過(guò)目標(biāo)輻射的激光類型預(yù)測(cè)目標(biāo)平臺(tái)屬性,以及已知平臺(tái)屬性條件下結(jié)合輻射激光情況,對(duì)目標(biāo)具體類型和行動(dòng)的推斷結(jié)果。

表1 目標(biāo)類型與行動(dòng)推理結(jié)果Table 1 Reasoning results of target type and action

以往的目標(biāo)威脅評(píng)估方法往往沒(méi)有考慮目標(biāo)威脅程度確定后,己方行動(dòng)對(duì)目標(biāo)威脅度的影響[24-26]。目標(biāo)受電子干擾后作戰(zhàn)效能降低,威脅程度下降,影響程度由干擾輔助分析確定。因此,目標(biāo)威脅評(píng)估要素在考慮照度變化、輻射激光情況、角跟蹤偏差、目標(biāo)類型、目標(biāo)距離、飛行速度、飛行高度的基礎(chǔ)上,將受干擾程度作為威脅度全局影響因素。

建立威脅要素模糊隸屬函數(shù)。根據(jù)光電對(duì)抗原理,對(duì)于照度變化要素,飛機(jī)和導(dǎo)彈目標(biāo)作為紅外輻射源,經(jīng)理論推導(dǎo)和約簡(jiǎn)近似,其紅外輻射特性本文場(chǎng)景下的目標(biāo)照度變化ΔRI為

(1)

式中,V為目標(biāo)逼近速度;R為目標(biāo)距離;K為常數(shù)。可見(jiàn),照度增加,變化劇烈,表明目標(biāo)高速逼近,目標(biāo)威脅增大;反之,照度減少,表明目標(biāo)遠(yuǎn)離飛行,目標(biāo)威脅減小。因此,要素①的隸屬函數(shù)為

(2)

式中,l、a為常數(shù),經(jīng)驗(yàn)取值為l=2×10-5,a=200。

對(duì)于輻射激光情況要素,考慮輻射制導(dǎo)激光、輻射測(cè)距激光和不輻射激光3種可能性,其隸屬函數(shù)為

(3)

對(duì)于角跟蹤偏差要素,主要反映目標(biāo)航向偏離我重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象的程度。顯然,目標(biāo)指向保護(hù)目標(biāo),威脅最大;偏離保護(hù)對(duì)象越多,威脅越小。設(shè)目標(biāo)航向相對(duì)保護(hù)對(duì)象的方位角偏差和俯仰角偏差對(duì)保護(hù)對(duì)象戰(zhàn)場(chǎng)生存的影響相同,定義角跟蹤偏差ΔΨ及其隸屬函數(shù)為

(4)

(5)

式中,Δα和Δβ分別為方位角偏差和俯仰角偏差;θ為常數(shù)。

對(duì)于目標(biāo)類型要素,按威脅大小排序分別為激光制導(dǎo)武器、電視/紅外制導(dǎo)武器和作戰(zhàn)飛機(jī)。其隸屬函數(shù)為

(6)

對(duì)于要素目標(biāo)距離、飛行速度、飛行高度要素,按以往文獻(xiàn)建立的隸屬函數(shù)分別為

(7)

(8)

(9)

式中,k、d、δ為常數(shù),經(jīng)驗(yàn)取值為k=5×103,d=0,δ=-0.005;h為高度閾值,可設(shè)為1 000。

對(duì)于目標(biāo)威脅度全局影響因素,目標(biāo)受到干擾導(dǎo)致威脅降低的程度以百分比形式表示,由干擾效能計(jì)算結(jié)合專家決策確定取值。該要素是在由前述要素計(jì)算得出的威脅程度基礎(chǔ)上對(duì)目標(biāo)威脅的修正,僅考慮干擾手段各自獨(dú)立作用于目標(biāo)的前提下,目標(biāo)威脅程度表示為

(10)

多手段復(fù)合干擾效果評(píng)估是電子干擾效能評(píng)估研究的難點(diǎn)問(wèn)題,干擾手段的疊加可能會(huì)引起干擾效果的涌現(xiàn)性,即1+1>2的情況。目前,復(fù)合干擾效果評(píng)估難以給出解析表達(dá)式,定量評(píng)價(jià)多源自于針對(duì)性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析或?qū)＜抑R(shí)。枚舉有限干擾手段組合運(yùn)用的所有情況,結(jié)合干擾目標(biāo)類型,分別給出復(fù)合干擾效果降效比pJΣ,目標(biāo)威脅程度可改寫為

U=U17·pJΣ

(11)

4 干擾目標(biāo)分配模型

區(qū)域電子防空光電干擾目標(biāo)分配根據(jù)分配一般規(guī)則,以目標(biāo)威脅評(píng)估結(jié)果為依據(jù),首先選取適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)函數(shù),明確約束條件,建立目標(biāo)分配數(shù)學(xué)模型;再運(yùn)用實(shí)用性強(qiáng)、處理效率高的模型求解算法,計(jì)算得到分配結(jié)果[27-30]。

目標(biāo)函數(shù)的選擇是模型建立的關(guān)鍵,它是問(wèn)題描述的核心,是求解的對(duì)象。本文選擇綜合干擾效能指數(shù)最大化的目標(biāo)函數(shù)。設(shè)我方光電對(duì)抗系統(tǒng)N類干擾設(shè)備,每類設(shè)備有Nk(k=1,2,…,N)臺(tái),偵察到敵方M個(gè)飛行目標(biāo)(編號(hào)j=1,2,…,M),威脅度為Uj。是否分配第k類干擾設(shè)備中的第i臺(tái)干擾第j個(gè)目標(biāo)記為

(12)

式中,1≤i≤Nk。

形成的第k類干擾設(shè)備分配矩陣Xk為

(13)

(14)

假定每臺(tái)第k類干擾設(shè)備最多可以同時(shí)對(duì)ak個(gè)目標(biāo)實(shí)施干擾,針對(duì)干擾目標(biāo)分配一般特點(diǎn),ak通常取1。

那么,設(shè)單設(shè)備干擾效能指數(shù)為pij,形成的第k類干擾設(shè)備干擾效能指數(shù)矩陣Pk為

(15)

在考慮多手段復(fù)合干擾對(duì)干擾效果影響的相關(guān)性時(shí),認(rèn)為各手段對(duì)目標(biāo)的干擾成功率具有獨(dú)立性。因?yàn)樵诠怆妼?duì)抗較短的時(shí)間過(guò)程中和激烈對(duì)抗的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下,難以評(píng)判目標(biāo)具體受到哪種干擾影響,但確定的是對(duì)同一目標(biāo)的干擾手段疊加能夠提高干擾成功率。比如高重頻激光干擾和角度欺騙干擾共同作用于激光制導(dǎo)導(dǎo)彈時(shí),既能產(chǎn)生擾亂效果,又能產(chǎn)生欺騙效果。但在不確知高重頻激光干擾和角度欺騙干擾哪一種干擾有效或兩種干擾都成功時(shí),則近似認(rèn)為復(fù)合干擾效果是復(fù)合干擾成功率的反映,即兩種干擾手段獨(dú)立作用于目標(biāo)時(shí)的效能之和。因此,建立的滿足綜合干擾效能指數(shù)最大的目標(biāo)函數(shù)Jmax約束條件可表示為

(16)

式中,Uj為目標(biāo)j的威脅程度。

約束條件為

(17)

上述模型要具備實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用條件,還必須考慮在出現(xiàn)目標(biāo)威脅程度變化、戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)突變等情況時(shí),為了滿足干擾分配方案調(diào)整的實(shí)時(shí)性要求,確保干擾的持續(xù)性和穩(wěn)定性,干擾分配方案應(yīng)在一定約束內(nèi)有限度調(diào)整。用分配矩陣的改變程度衡量調(diào)整代價(jià),記為

(18)

式中,(Xk)t1和(Xk)t2分別為t1和t2時(shí)刻的第k類干擾設(shè)備分配矩陣。

將當(dāng)前干擾分配的各種調(diào)整方案歸入候選方案集,分別計(jì)算各候選方案的綜合干擾效能指數(shù)和調(diào)整代價(jià)。顯然,對(duì)于既滿足綜合干擾效能指數(shù)最大且調(diào)整代價(jià)最低的候選方案應(yīng)是下一時(shí)刻的最優(yōu)干擾方案。但綜合干擾效能指數(shù)最大的方案調(diào)整代價(jià)可能較大,而調(diào)整代價(jià)最小甚至不做調(diào)整的方案其干擾效果又難以保證。此時(shí),需要指揮員綜合考慮當(dāng)前對(duì)抗態(tài)勢(shì)和干擾裝備能力,在干擾效果和調(diào)整代價(jià)之間做出權(quán)衡,人工決策干擾分配方案。經(jīng)專家研討和經(jīng)驗(yàn)總結(jié),當(dāng)目標(biāo)距離較遠(yuǎn),干擾資源相對(duì)目標(biāo)數(shù)量較為充裕,裝備能力支持實(shí)時(shí)調(diào)整時(shí),優(yōu)先考慮最優(yōu)干擾效果;而當(dāng)目標(biāo)距離較近,目標(biāo)數(shù)量較多,對(duì)抗態(tài)勢(shì)激烈時(shí),盡量不改變當(dāng)前分配。

5 實(shí)例分析

以末端區(qū)域電子防空為基本作戰(zhàn)場(chǎng)景,敵方多批次戰(zhàn)機(jī)攜彈進(jìn)入我作戰(zhàn)范圍,我方綜合外部支援情報(bào)和紅外、激光偵察情報(bào)對(duì)目標(biāo)持續(xù)跟蹤,待敵機(jī)進(jìn)入有效干擾范圍立即實(shí)施干擾。敵機(jī)在逼近過(guò)程中,發(fā)射光電制導(dǎo)武器,我方實(shí)時(shí)調(diào)整干擾策略,按多層防御模式對(duì)目標(biāo)進(jìn)行持續(xù)干擾。

仿真設(shè)置敵機(jī)6架,編號(hào)0801～0806,0801～0803為編組1,0804～0806為編組2,飛機(jī)型號(hào)、速度、來(lái)襲方向相同,編組1距離我保護(hù)目標(biāo)更近。編組1逼近后,飛機(jī)0801發(fā)射激光制導(dǎo)導(dǎo)彈2枚09011和09012,0802和0803各發(fā)射激光制導(dǎo)導(dǎo)彈1枚,分別為09021和09031。在電子防空與火力防空聯(lián)合作用下,導(dǎo)彈09011和09012被成功攔截。之后,編組2飛機(jī)0804和0805再次實(shí)施火力打擊,分別發(fā)射紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈09041和激光制導(dǎo)導(dǎo)彈09051。典型時(shí)刻敵方目標(biāo)態(tài)勢(shì)描述如表2所示。

表2 典型時(shí)刻目標(biāo)態(tài)勢(shì)Table 2 Target situation of typical moment

仿真設(shè)置大功率激光干擾設(shè)備1臺(tái),編號(hào)4010;高重頻激光干擾設(shè)備2臺(tái),編號(hào)4020、4021;無(wú)源煙幕干擾設(shè)備3臺(tái),編號(hào)4030、4031、4032;激光角度欺騙干擾設(shè)備3臺(tái),編號(hào)4040、4041、4042。仿真場(chǎng)景中涉及的干擾目標(biāo)為飛機(jī)和導(dǎo)彈,直接對(duì)象共4類,分別是機(jī)載光學(xué)觀瞄設(shè)備、機(jī)載測(cè)距設(shè)備、激光半主動(dòng)制導(dǎo)導(dǎo)彈導(dǎo)引頭、紅外成像制導(dǎo)導(dǎo)彈導(dǎo)引頭。仿真中同類干擾裝備的性能相同,部署位置相近,干擾目標(biāo)也較為集中,近似認(rèn)為同一干擾設(shè)備對(duì)同類目標(biāo)、同類設(shè)備對(duì)同一目標(biāo)的干擾效能相同,則第k類干擾設(shè)備的干擾效能指數(shù)矩陣Pk的每一行都相同。設(shè)置的干擾效能指數(shù)值如表3所示。

表3 干擾效能指數(shù)值Table 3 Jamming effectiveness index values

目標(biāo)威脅等級(jí)1級(jí)最高,威脅度U為

(19)

具體分析說(shuō)明各時(shí)刻干擾分配情況。

(1)t1、t2時(shí)刻的干擾分配結(jié)果如表4所示。t1時(shí)刻,6架飛機(jī)目標(biāo)處在我中遠(yuǎn)防區(qū),編組1距離較近且輻射測(cè)距激光,編組2相對(duì)較遠(yuǎn)且未輻射激光,編組1威脅度更高。因此,分配大功率激光干擾設(shè)備和高重頻激光干擾設(shè)備分別干擾敵機(jī)載光學(xué)觀瞄和激光測(cè)距。t2時(shí)刻,6架飛機(jī)目標(biāo)逼近中、近層防區(qū),威脅度升高。編組1的敵機(jī)發(fā)射激光制導(dǎo)導(dǎo)彈,分配無(wú)源煙幕干擾設(shè)備和激光角度欺騙干擾設(shè)備干擾導(dǎo)彈目標(biāo),并按分配規(guī)則4將原干擾飛機(jī)目標(biāo)的高重頻激光干擾設(shè)備實(shí)時(shí)調(diào)整至導(dǎo)彈目標(biāo)。

表4 t1和t2時(shí)刻干擾目標(biāo)分配結(jié)果Table 4 Jamming target assignment results at t1 and t2

(2)t3時(shí)刻,飛機(jī)目標(biāo)進(jìn)一步逼近,威脅度升高,但飛機(jī)0801不再輻射制導(dǎo)激光,綜合度量其威脅度不變;同時(shí),導(dǎo)彈目標(biāo)09011和09012消失。因此,該時(shí)刻能夠產(chǎn)生較多的干擾資源調(diào)整方案。表5列舉了候選方案集部分調(diào)整方案,通過(guò)計(jì)算綜合干擾效能指數(shù)和調(diào)整代價(jià)決策該時(shí)刻最終干擾分配方案。

表5 t3時(shí)刻干擾目標(biāo)分配結(jié)果Table 5 Jamming target assignment results at t3

該時(shí)刻的大功率激光干擾、高重頻激光干擾、無(wú)源煙幕干擾和激光角度欺騙干擾的效能指數(shù)矩陣P1～P4為

(20)

對(duì)于調(diào)整方案1,干擾分配矩陣X1～X4為

(21)

計(jì)算得到的綜合干擾效能指數(shù)J為4.82,調(diào)整代價(jià)為13。同樣,計(jì)算調(diào)整方案2、3的綜合干擾效能指數(shù)和調(diào)整代價(jià),分別為4.74、13和4.26、11。顯然,方案1雖然調(diào)整代價(jià)大于方案3,但綜合干擾效能指數(shù)最大,且集中干擾資源對(duì)抗導(dǎo)彈目標(biāo),符合2.2節(jié)分配規(guī)則4。因此,方案1更優(yōu)。

(3)t4時(shí)刻,編組2敵機(jī)進(jìn)一步逼近,威脅度升高,且編組2敵機(jī)實(shí)施火力打擊,新增目標(biāo)紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈09041和激光制導(dǎo)導(dǎo)彈09051,戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)更加復(fù)雜。基于t3時(shí)刻的方案1形成的部分候選調(diào)整方案如表6所示。

表6 t4時(shí)刻干擾目標(biāo)分配結(jié)果Table 6 Jamming target assignment result at t4

該時(shí)刻的大功率激光干擾、高重頻激光干擾、無(wú)源煙幕干擾和激光角度欺騙干擾的效能指數(shù)矩陣P1～P4為

(22)

對(duì)于調(diào)整方案1,干擾分配矩陣X1～X4為

(23)

計(jì)算得到的綜合干擾效能指數(shù)J為5.9,調(diào)整代價(jià)為5。同樣,計(jì)算調(diào)整方案2、3的綜合干擾效能指數(shù)和調(diào)整代價(jià),分別為5.7、3和5.6、1。方案1的綜合干擾效能指數(shù)最大,但調(diào)整代價(jià)最高;而方案3的綜合干擾效能指數(shù)稍低,但干擾調(diào)整最少。鑒于敵方目標(biāo)已十分接近我保護(hù)區(qū)域,不宜過(guò)多調(diào)整干擾,可考慮選擇方案3犧牲一定干擾效能以確保干擾持續(xù)性。

綜上所述,本文方法對(duì)目標(biāo)威脅評(píng)估準(zhǔn)確,結(jié)合預(yù)設(shè)分配規(guī)則對(duì)候選方案集進(jìn)行篩選,生成的干擾分配結(jié)果在實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性上滿足實(shí)戰(zhàn)要求;同時(shí),分配方案調(diào)整合理,代價(jià)較小,在干擾資源有限時(shí),能夠兼顧干擾合理性、有效性和持續(xù)性。

6 結(jié) 論

本文以區(qū)域電子防空防光電制導(dǎo)武器打擊為背景,深入剖析其干擾目標(biāo)分配問(wèn)題與傳統(tǒng)武器分配問(wèn)題的異同,提出了基于多層防御的目標(biāo)分配方法基本思路,建立了基于知識(shí)推理的目標(biāo)威脅評(píng)估模型和基于干擾效能指數(shù)的干擾目標(biāo)分配模型,仿真實(shí)例驗(yàn)證了方法的準(zhǔn)確性和合理性。電子防空與火力防空協(xié)同是應(yīng)對(duì)強(qiáng)度日益加劇的現(xiàn)代防空作戰(zhàn)的有效手段和必然趨勢(shì),干擾目標(biāo)分配與火力目標(biāo)分配相結(jié)合以實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)和作戰(zhàn)效能最大,是下一步的研究重點(diǎn)。