目标攻击意图的舰艇近末端防空威胁等级判断*

王慕鸿，周智超，张必银

（1.海军陆战学院，广州 510430；2.海军指挥学院，南京 210016；3.中国船舶重工集团第七○九研究所，武汉 430205）

目标攻击意图的舰艇近末端防空威胁等级判断*

王慕鸿1，2，周智超1，张必银3

（1.海军陆战学院，广州 510430；2.海军指挥学院，南京 210016；3.中国船舶重工集团第七○九研究所，武汉 430205）

舰艇近末端防空作战对象的特性及对指挥决策的影响，需要将舰艇近末端防空与传统的单舰防空作战威胁判断区别开来。在分析舰艇近末端防空作战抗击目标的基础上，构建了基于目标攻击意图的舰艇近末端防空中反舰导弹和反辐射导弹威胁等级判断模型，并通过仿真计算验证了该方法的正确性和实用性。

近末端防空，攻击意图，威胁等级判断

0 引言

水面舰艇单舰防空作战包括中远程区域防空和近末端防空两类，这两类行动可能单独实施，也可能同时实施。目前，对舰艇空中目标威胁判断的相关研究较多，但有的研究对象单一［1-2］；有的是针对整个舰艇（或编队）对空作战态势，对各种探测或情报手段获得的所有空中目标进行威胁判断［3-5］。对于舰艇近末端防空作战，其抗击对象主要是各种来袭导弹，这类目标一般都是掠海或超低空来袭，舰载传感器对其探测距离最远只有20 km左右，目标几十秒的时间就将临空，这就更加要求舰艇近末端防空作战指挥决策及行动自动化，以减少指挥员和操作人员所带来的时间延误。因此，有必要针对舰艇近末端防空作战对象的特性和对指挥决策的要求，研究舰艇近末端防空作战中威胁判断问题，更好、更准确地判断近末端目标对舰艇构成的实际威胁，提高舰艇近末端防空作战的效果。

1 舰艇近末端防空作战抗击目标分析

1.1 反舰导弹

目前所有空袭武器中，反舰导弹是装备数量最多、使用可能性最高的。所以，水面舰艇的最大威胁来自反舰导弹。现代反舰导弹普遍具有以下特点：射程远，大多射程达100多公里，甚至数百公里；速度快，一般以亚音速或高亚音速飞行，而且越来越多的反舰导弹实现了超音速飞行；精度高，多采用主动雷达、红外、电视或复合等制导手段；威力大，战斗部多为半穿甲型，装药一百到数百公斤，命中一枚就可能重创水面舰艇。

1.2 反辐射导弹

水面舰艇是一个雷达密集的海上作战平台，在现代信息化条件下的海战中，往往容易受到敌方反辐射导弹的攻击。目前，装备并大量投入使用的主要是第三代反辐射导弹，具有跟踪能力强、导引头频带宽、接收技术高灵敏等特点，其制导体制多为被动雷达或复合制导，基本覆盖了水面舰艇雷达频域范围，并可同时对付多种体制的雷达。一旦命中，将直接毁伤舰载雷达，使舰艇丧失或降低作战能力。

2 舰艇近末端防空威胁等级判断模型

2.1 反舰导弹目标威胁等级判断模型

如图1所示，已知某时刻探测到的反舰导弹方位为BASM、距离为DASM、航向为CASM、航速为VASM，则该时刻反舰导弹航路捷径DCPA为：

θASM为来袭反舰导弹舷角，且有

将式（2）代入式（1）并对其求偏导数，可得

由于引起反舰导弹航路捷径误差的各误差均为随机误差，且服从正态分布，根据中心极限定理，反舰导弹航路捷径误差也服从正态分布［6］，则由式（3）～式（5）可求得其均方差为：

当反舰导弹采用主动雷达末制导方式时，末制导雷达开机后在其航路前方两侧进行搜索，末制导雷达有一定的搜索扇面角φR，雷达本身又有一定的作用距离RRmax，这样在其航路一侧就有一个最大的搜索宽度，即反舰导弹末制导雷达搜索半宽DRbk，且有

当反舰导弹采用红外或电视制导方式时，反舰导弹导引头搜索半宽为：

式中，RImax为红外或电视导引头最大作用距离；φI为红外或电视导引头的视场。

当反舰导弹采用复合制导方式时，反舰导弹导引头搜索半宽为：

当反舰导弹相对舰艇的航路捷径DCPA大于其导引头搜索半宽时，导弹无论何时开机都不能捕捉到舰艇，即可认为反舰导弹没有攻击舰艇的意图，反之则认为反舰导弹对舰艇有攻击意图。舰艇防空作战中，通常将目标威胁划分为3个等级，分别用一级威胁、二级威胁、三级威胁表示目标对舰艇构成的高、中、低3种威胁强度［7］。考虑到计算目标航路捷径可能存在误差，而对于正态分布的随机误差，其误差在±3σCPA范围以外的概率仅为0.27%［8］，因此，结合反舰导弹对舰艇的攻击意图可根据以下规则确定其威胁程度等级：

①当θASM∈±［0°，90°］时，若DCPA+3σCPA≤Dbk，则目标为一级威胁；

②当θASM∈±［0°，90°］时，若 DCPA+3σCPA＞Dbk，则目标为二级威胁；

③当θASM∈±［90°，180°］时，则目标为三级威胁。

2.2 反辐射导弹目标威胁等级判断模型

如下页图2所示，已知反辐射导弹天线波束宽度为φ，目标方位和航向分别为BARM、CARM，则反辐射导弹舷角为：

由于引起反辐射舷角误差的各误差均为随机误差，且服从正态分布，因此，反辐射导弹舷角误差也服从正态分布［6］，其均方差为：

其中，σBASM，σCASM分别为反辐射导弹方位均方差和航向均方差。

反辐射导弹通常采用被动雷达寻的制导，当舰艇处于反辐射导弹天线波束范围φ内，就可能被反辐射导弹搜索跟踪，即认为反辐射导弹对舰艇具有攻击意图，反之，则认为反辐射导弹对舰艇没有攻击意图。考虑到计算反辐射导弹的舷角可能存在误差，而对于正态分布的随机误差，其误差在± 3σCPA范围以外的概率仅为0.27%，因此，结合反辐射导弹目标对舰艇的攻击意图可根据以下规则确定其威胁程度等级：

①当θARM∈±［0°，90°］时，若|θARM|+3σθ≤φ/2，则目标为一级威胁；②当θARM∈±［0°，90°］时，若|θARM| +3σθ＞φ/2，则目标为二级威胁；③当θARM∈±［90°，180°］时，则目标为三级威胁。

3 仿真结果及分析

已知舰艇探测目标的精度分别为：目标距离精度100 m、目标方位精度0.5°、目标航向精度1°、目标航速精度2 m/s。假设目标都为末制导雷达最大作用距离20 km、搜索宽度30°的反舰导弹，或搜索宽度40°的反辐射导弹，则不同态势下反舰导弹和反辐射导弹的威胁等级如表1和表2所示。

如果目标为不同类型的反舰导弹或反辐射导弹，且反舰导弹距离16 km、方位150°、航向310°，反辐射导弹距离16 km、方位270°、航向70°，则目标威胁等级如表3和表4所示。

根据表1～表4可以看出，舰艇近末端防空作战中，反舰导弹威胁等级主要取决于目标距离、方位和航向，以及目标的制导性能，通常目标距离越近、目标舷角越小或目标制导性能越好，则目标威胁等级越高；反辐射导弹威胁等级取决于目标方位、航向及导引头搜索宽度，通常目标舷角越小或导引头搜索宽度越大，目标威胁等级越高。

需要注意的是，实际作战过程中，如果不能获得来袭反舰导弹和反辐射导弹导引头性能参数，可根据平时收集的情报资料和作战对象武器装备情况，预先估计舰艇近末端防空作战可能面临的来袭目标的导引头最大作用距离和搜索宽度等数据，并装订在舰艇作战指挥系统数据库中。

［1］吴金平，陆铭华，薛昌友.反舰导弹威胁度的建模与仿真［J］.火力与指挥控制，2004，29（4）:115-117.

［2］刘蜀，李登峰.舰艇对抗反舰导弹威胁判断变权评估方法［J］.现代防御技术，2009，37（5）:1-4.

［3］李进军，丛蓉，熊吉光.舰艇编队对空中目标的威胁程度判断模型［J］.火力与指挥控制，2005，30（7）:29-33.

［4］谭乐祖，杨明军，彭伟伟.集对分析在舰艇编队空中目标威胁判断中的应用［J］.舰船科学技术，2010，32（10）:73-76.

［5］张扬.基于云理论的舰艇防空作战问题研究［D］.烟台:海军航空工程学院，2011.

［6］耿素云，张立昂.概率统计［M］.北京:北京大学出版社，1998.

［7］林平.舰艇战术应用软件分析［M］.北京:国防工业版社，2007.

［8］徐培德，谭东风.武器系统分析［M］.长沙:国防科技大学出版社，2001.

A Method of Threat Grade Assessment in Warship Short Range Air Defense Based on Target Attack Intention

WANG Mu-hong1，2，ZHOU Zhi-chao1，ZHANG Bi-yin3
（1.Naval Marine Acedemy，Guangzhou 510430，China；2.Naval Command Acedemy，Nanjing 210016，China；3.CSIC-The 709th Research Institute，Wuhan 430205，China）

The target characteristics and influence on command and decision put forward different requirements for threat assessment in Warship Short Range Air Defense（WSRAD）.On the basis of analyzing the target characteristics of WSRAD，the paper constructs the threat grade assessment model of the anti-ship missile and anti-radiation missile based on the target attack intention，and simulation results verify the correctness and practicability of the method.

short range air defense，attack intention，threat grade assessment

TJ83；E843

A

1002-0640（2015）09-0049-03

2014-08-25

2014-09-17

“：十二五”国防预研基金资助项目（1010702020101）

王慕鸿（1979- ），男，江西鄱阳人，博士生。研究方向：海军作战指挥和战斗效能评估。