海軍士官學(xué)校教務(wù)處 謝 宇

數(shù)據(jù)鏈引導(dǎo)條件下，反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)目標(biāo)捕捉概率受到預(yù)警機(jī)測角測距精度、數(shù)據(jù)鏈信息延遲、目標(biāo)機(jī)動(dòng)速度、航向陀螺漂移誤差等多方面因素的影響。為分析各因素的影響程度，對數(shù)據(jù)鏈引導(dǎo)條件下末制導(dǎo)雷達(dá)目標(biāo)捕捉概率仿真分析。將各因素重要性量化排序，通過對目標(biāo)捕捉概率模型的仿真，對導(dǎo)彈發(fā)射距離、預(yù)警機(jī)測角精度、數(shù)據(jù)鏈時(shí)間延遲3個(gè)重要因素進(jìn)行分析。仿真結(jié)果表明：導(dǎo)彈發(fā)射距離對捕捉概率影響最為顯著，預(yù)警機(jī)測角精度次之，較短的數(shù)據(jù)鏈信息延遲對目標(biāo)捕捉概率影響微弱。該研究對于作戰(zhàn)中提高末制導(dǎo)雷達(dá)目標(biāo)捕捉概率具有一定的意義。

0 概述

預(yù)警指揮引導(dǎo)兵力對突擊兵力的指揮引導(dǎo)基于數(shù)據(jù)鏈技術(shù)，在數(shù)據(jù)鏈引導(dǎo)條件下的反艦導(dǎo)彈對海突擊分為坐標(biāo)攻擊與雷達(dá)攻擊2種模式。為了達(dá)到隱蔽突然的攻擊效果，實(shí)戰(zhàn)中飛機(jī)需要超低空飛行，此時(shí)雷達(dá)攻擊模式就會(huì)受到制約。坐標(biāo)攻擊模式下，反艦導(dǎo)彈目標(biāo)捕捉概率受到多方影響，分析各因素的影響程度就顯得十分重要。筆者對數(shù)據(jù)鏈引導(dǎo)條件下反艦導(dǎo)彈目標(biāo)捕捉概率仿真分析，以分析各因素的影響程度。

1 坐標(biāo)攻擊

坐標(biāo)攻擊是作戰(zhàn)飛機(jī)在機(jī)載雷達(dá)不開機(jī)的情況下，利用預(yù)警機(jī)通過數(shù)據(jù)鏈送達(dá)的目標(biāo)方位距離指示信息，直接發(fā)射導(dǎo)彈的一種攻擊模式。這種模式下，導(dǎo)彈對目標(biāo)的捕捉概率受到預(yù)警機(jī)測角測距精度、數(shù)據(jù)鏈時(shí)間延遲、導(dǎo)彈發(fā)射距離、目標(biāo)機(jī)動(dòng)速度和航向陀螺漂移誤差等多方面因素的影響，筆者對導(dǎo)彈發(fā)射距離、預(yù)警機(jī)測角精度和數(shù)據(jù)鏈時(shí)間延遲3個(gè)重要因素進(jìn)行分析。

圖1所示為坐標(biāo)攻擊戰(zhàn)場態(tài)勢圖，Ms為目標(biāo)實(shí)際位置。由于預(yù)警機(jī)存在測角精度誤差θ，M0成為預(yù)警機(jī)目標(biāo)指示位置。Dw為距離誤差。反艦導(dǎo)彈脫離飛機(jī)時(shí)到目標(biāo)M0的距離Dfs為導(dǎo)彈發(fā)射距離。預(yù)警機(jī)雷達(dá)信號(hào)處理時(shí)間、信息數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間、機(jī)載火控系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)處理時(shí)間、導(dǎo)彈射前準(zhǔn)備時(shí)間等構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈時(shí)間延遲tyc。

圖1 坐標(biāo)攻擊戰(zhàn)場態(tài)勢圖

2 反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)搜捕區(qū)

末制導(dǎo)雷達(dá)的搜捕區(qū)是一個(gè)圓錐形的立體空間區(qū)域。在搜索海面目標(biāo)時(shí)，這一區(qū)域可以簡化為平面搜捕區(qū)域。為便于分析，筆者將末制導(dǎo)雷達(dá)的搜捕區(qū)簡化為一個(gè)簡單的矩形處理，如圖2所示（孫姝,馮林平,趙建晰.潛射反艦導(dǎo)彈兩種射擊方式下捕捉概率比較[J].艦船科學(xué)技術(shù),2011,33(5):106-109;汪新剛.反艦導(dǎo)彈目標(biāo)捕捉概率模型分析[J].戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈控制技術(shù),2006,53(3):104-106）。Rzd為導(dǎo)彈自導(dǎo)距離，D0為末制導(dǎo)雷達(dá)搜捕區(qū)的中心。搜捕區(qū)的范圍是：以矩形中心為基準(zhǔn)，縱向上向搜捕區(qū)遠(yuǎn)界和近界的長度各為a，側(cè)向上向左右兩側(cè)的寬度各為b。即搜捕區(qū)為一個(gè)2a×2b的長方形區(qū)域，當(dāng)目標(biāo)落到該區(qū)域內(nèi)，即可認(rèn)為導(dǎo)彈可以捕捉到目標(biāo)。

圖2 末制導(dǎo)雷達(dá)搜捕區(qū)

3 導(dǎo)彈捕捉概率模型

導(dǎo)彈捕捉概率由側(cè)向捕捉概率P側(cè)捕和縱向捕捉概率P縱捕2部分組成，即P捕捉=P側(cè)捕●P縱捕。分別為（汪新剛,謝曉方,陳文生.反艦導(dǎo)彈現(xiàn)在點(diǎn)射擊捕捉概率的計(jì)算方法[J].兵工自動(dòng)化,2010,29(11):1-3）：

導(dǎo)彈縱向、側(cè)向捕獲目標(biāo)為相互獨(dú)立事件。在縱向上，如果在預(yù)定的開機(jī)點(diǎn)，末制導(dǎo)雷達(dá)開機(jī)，沒有發(fā)現(xiàn)預(yù)選目標(biāo)，則導(dǎo)彈將會(huì)沿其飛行方向繼續(xù)向前飛行，彈上雷達(dá)將實(shí)施全程搜索。因此，在縱向上位于導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)的飛行搜索帶內(nèi)的目標(biāo)，導(dǎo)彈捕捉概率可近似為1。即：

4 仿真分析

4.1 參數(shù)設(shè)定

側(cè)向自控終點(diǎn)散布概率偏差的產(chǎn)生主要來源于航向陀螺漂移誤差：

式中：Vd為導(dǎo)彈飛行速度。

側(cè)向總系統(tǒng)誤差主要包含導(dǎo)彈自控段飛行時(shí)間和數(shù)據(jù)鏈信息延遲時(shí)間內(nèi)目標(biāo)機(jī)動(dòng)產(chǎn)生的位移誤差，以及預(yù)警機(jī)探測目標(biāo)時(shí)測角精度偏差帶來目標(biāo)初始位置判斷誤差：

式中：Vmb為目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度。

仿真初始條件為：Vmb= 15m / s，Vd= 340m / s。導(dǎo)彈發(fā)射距離范圍是0～100km，數(shù)據(jù)鏈信息時(shí)延變化范圍為0～2min，測角精度誤差在0～2°的區(qū)間內(nèi)。

4.2 導(dǎo)彈發(fā)射距離與預(yù)警機(jī)測角精度誤差

導(dǎo)彈發(fā)射距離直接決定了導(dǎo)彈自控段飛行時(shí)間，自控段飛行時(shí)間的增大帶來了更大的航向陀螺漂移誤差和目標(biāo)機(jī)動(dòng)散布，自控終點(diǎn)散布概率偏差和總系統(tǒng)誤差都會(huì)增大。測角精度誤差角度的增大使目標(biāo)位置的測量誤差范圍增大，總系統(tǒng)誤差也就增大。

圖3所示為信息時(shí)延固定在1min時(shí)、捕捉概率隨發(fā)射距離及測角誤差的變化關(guān)系?？梢钥闯?，發(fā)射距離對捕捉概率的影響是非線性的。當(dāng)超過40km的距離時(shí)，捕捉概率下降很快，直到接近200km時(shí)才有放緩的趨勢；測角誤差的影響幾乎為線性，隨著發(fā)射距離的增大，變化才有加快的趨勢。

圖3 信息時(shí)延1分鐘時(shí)各參量的變化關(guān)系

4.3 導(dǎo)彈發(fā)射距離與數(shù)據(jù)鏈時(shí)間延遲

數(shù)據(jù)鏈時(shí)間延遲由雷達(dá)信號(hào)處理時(shí)間、機(jī)載火控系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)處理時(shí)間、導(dǎo)彈射前準(zhǔn)備時(shí)間等多個(gè)必須時(shí)間項(xiàng)組合構(gòu)成。它的增大直接導(dǎo)致目標(biāo)機(jī)動(dòng)產(chǎn)生的位移誤差增大，總系統(tǒng)誤差隨之加大。

圖4 測角精度誤差1度時(shí)各參量的變化關(guān)系

圖4所示為預(yù)警機(jī)測角精度誤差固定為1°時(shí)，捕捉概率隨發(fā)射距離及時(shí)間延遲的變化關(guān)系?？梢园l(fā)現(xiàn)，發(fā)射距離對捕捉概率的影響是同樣非線性的，但是較圖3中測角誤差不同所帶來的快速變化，信息延遲不同所產(chǎn)生的變化相對緩和；時(shí)間延遲的影響近似線性，較圖3中測角精度二維圖，時(shí)間延遲對捕捉概率的影響顯得更輕微。

4.4 數(shù)據(jù)鏈時(shí)間延遲與預(yù)警機(jī)測角精度

圖5給出了發(fā)射距離固定為100km時(shí)，捕捉概率隨測角精度及時(shí)間延遲的變化關(guān)系。兩者對捕捉概率的作用效果雖然同樣近似線性，但是從兩幅二位取出圖可以明顯觀察到測角精度誤差的增大使捕捉概率下降更為顯著。測角精度誤差影響斜率值接近時(shí)間延遲影響斜率值的2倍。

圖5 發(fā)射距離100公里時(shí)各參量的變化關(guān)系

5 總結(jié)

筆者從基于數(shù)據(jù)鏈引導(dǎo)的反艦導(dǎo)彈純方位攻擊模式下，影響導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)目標(biāo)捕捉概率的3個(gè)重要因素入手，仿真分析了3個(gè)因素對目標(biāo)捕捉概率的影響程度。從仿真結(jié)果可以看出：隨著導(dǎo)彈發(fā)射距離的增大，數(shù)據(jù)鏈信息時(shí)延的加大和預(yù)警機(jī)測角精度的下降都會(huì)使反艦導(dǎo)彈目標(biāo)捕捉概率降低。捕捉概率對導(dǎo)彈發(fā)射距離最為敏感，對預(yù)警機(jī)測角精度的變化相對遲鈍，對數(shù)據(jù)鏈時(shí)間延遲最為遲鈍，在現(xiàn)代航空數(shù)據(jù)鏈技術(shù)不斷提高的背景下，極短時(shí)間的數(shù)據(jù)鏈時(shí)間延遲對反艦導(dǎo)彈目標(biāo)捕捉概率的影響非常微弱。因此，在戰(zhàn)術(shù)上，應(yīng)該主要通過縮短導(dǎo)彈發(fā)射距離來提高導(dǎo)彈目標(biāo)捕捉概率；在技術(shù)上，在不斷提高預(yù)警機(jī)測角精度和縮短數(shù)據(jù)鏈信息時(shí)延的同時(shí)，應(yīng)該把握預(yù)警機(jī)測角精度優(yōu)先的原則。