机载光学侦察设备成像系统作战效能指标体系研究

（空军航空大学特种专业系，吉林 长春130022）

“兵马未动，侦察先行”，情报侦察作为战争胜负的先导，已经成为世界各军事强国的发展重点。进入信息化飞速发展的今天，准确、快速已经成为现代战争最明显的特征，谁能获得第一手的精准情报，谁就抢占了对敌一击致命的先机。

航空相机是侦察载体中的重要设备，是安装在航空器上对地面摄影的精密光学仪器。由于航空侦察具有时效性强、准确度高、侦察范围广、机动灵活、针对性强的特点，既可克服地面侦察受地球曲率和地形障碍物对视线的限制和较强的危险性，又可弥补卫星侦察的细节和时效不足[1]。所以，目前它仍是获取战术情报的基本和有效手段。

我国目前在航空成像侦察的系统研究存在的主要问题有：

（1）指标体系不完善，有些指标尚未纳入指标体系；

（2）指标体系内部结构不合理，有重复现象。

针对这种情况，本文根据航空成像侦察的作战需求，以及机载光学系统的特点，提出了机载光学侦察设备成像系统的指标体系，并给出了确定各指标的主要方法、途径。

1 机载光学侦察设备成像系统的组成

本文研究的机载光学侦察设备成像系统，包括光学相机以及载机平台。光学相机，包括光电相机和胶片相机；载机平台，包括用于光电图像实施准实时传输的图像传输设备及平台自身与侦察飞行性能相关的部分（如图1所示）。

图1 机载光学侦察设备成像系统

2 建立指标体系的原则

武器系统往往需要用许多不同的准则来描述。不同的准则，表示了分析的不同角度。有时准则的不同，分析的结果也会不同。只有系统地全面考虑影响武器系统作战能力的各种因素，才有可能合理地比较武器系统的优劣[2]。

在以往的研究实践中，可总结出以下数条建立原则：

（1）系统性原则。指标体系应该能全面反映评价对象的本质特征和整体性能；

（2）独立性原则。同一层次上的指标，不应具有包含关系，保证指标能从不同方面反映系统的实际情况；

（3）层次性原则。指标体系的层析结构能够条理、全面、系统地反映评估对象的本质特征；

（4）完备性原则。指标体系应围绕评估目的，全面反映评估对象，不能遗漏重要方面或有所偏颇；

（5）可测性原则。指标应尽量能够被测定或度量，且能用数学形式表述，便于进行效能计算；

（6）可比性原则。指标体系能够在不同的作战场景下进行比较对照，便于判定侦察装备在不同时空条件下的可行性。

（7）简洁性原则。尽量采用有代表性的重要指标，作为评价指标尺度，提纲挈领，简明扼要

3 指标体系的建立

根据机载光学侦察设备成像系统的作战任务特点和以上的建立原则，构建指标体系。本课题指标体系的构建，应用航空成像的相关知识，把机载光学侦察设备成像系统的作战效能作为一个整体来考虑，并从可靠性、生存能力、侦察能力与时效性这4个方面，对机载光学侦察设备侦察系统的指标体系进行建立（见图2）。

图2 机载光学侦察设备成像系统的指标体系

4 运用信息熵值法确定权重

“权重（weight）”这个词源于数理统计学，可以理解为某一项目相对重要性所赋予的一个数值。对于任何的复杂系统，各个指标的重要程度不同，其指标权重也就不同。武器装备效能评估体系中的权重，是指每项指标对总目标的实现的贡献程度，它反映了各指标在评价对象中价值地位的系数[3]。

目前，有多种确定权重的方法，根据权重计算时原始数据来源的不同，可以分为主观赋权法、客观赋权法和组合赋权法三类。

本文选取熵值法进行指标赋权，它属于客观赋权法的一种，其优点在于避免了定权的主观随意性，评估数据来源于真实数据，提高了评估模型的可信度。

在信息论中，熵值反映了信息的无序化程度，可以用来度量信息量的大小，某项指标携带的信息越多，表示该项指标对决策的作用越大，此时熵值越小，即系统的无序度越小[4]。因此，可以用信息熵评价航空相机各项指标的实际测量值，即由这些测量值构成的判断矩阵，来确定各评价指标的权重。其主要计算步骤如下[5]：

（1）假定有m个评价方案，每个方案有n个评价指标，构建判断矩阵R

式中，

rst为第s个方案的第t个评价指标的实测值。

（2）将判断矩阵R归一化，得到归一化矩阵B，B的元素为

（3）根据传统的熵的概念，可以定义各个评价指标的熵为

式中，

显然，当fst=0时，lnfst无意义。

因此，对fst的计算加以修正，将其定义为

（4）计算各项指标的熵权 ω= (ωt)1×n

5 结束语

本文从航空成像侦察作战的需求出发，结合作战效能指标体系的相关知识，构建了机载光学侦察设备成像系统的评估指标体系，并探讨了运用信息确定指标对指标体系进行赋权。另外，对机载光学侦察设备成像系统进行效能评估，是一个很复杂的问题，本课题所建的指标体系，还有待于进一步改进和完善。

[1]Global Airborne ISR Market 2008-2018[Z].Vision-gain，2008.

[2]朱斯高.导弹武器系统作战效能评估指标体系设计研究[D].武汉：华中科技大学.2005.

[3]叶义成，柯丽华，黄德育.系统综合评价技术及其应用（第二版）[M].北京：冶金工业出版社，2006.

[4]邱蔻华.管理决策与应用熵学[M].北京：机械工业出版社，2001.

[5]周伟兴.光电型航空相机的侦察机作战效能评估研究[D].长春：空军航空大学，2010.