基于改进层次分析法的舰载有源干扰目标选择评估研究*

王龙涛　姜　宁

(海军大连舰艇学院　大连　116018)



基于改进层次分析法的舰载有源干扰目标选择评估研究*

王龙涛姜宁

(海军大连舰艇学院大连116018)

摘要舰载有源干扰目标选择评估是一个多层次、多目标的评价过程,可用层次分析法对非定量的目标选择排序问题进行定量分析,为了满足一致性检验要求,通常凭借估计来调整判断矩阵使之满足一致性要求,这样具有一定的盲目性。在对影响舰载有源干扰目标价值因素深入分析的基础上,建立目标价值评估指标体系,通过最优传递矩阵,对层次分析法进行改进,使之自然满足一致性要求,直接求出权重值。效能评价实例验证了基于最优传递矩阵的层次分析法的可行性和有效性。

关键词舰载有源干扰; 目标选择; 改进层次分析法; 最优传递矩阵

Evaluation Research of Target Compositor of Ship-born Active Electronic Jamming Based on Advanced AHP

WANG LongtaoJIANG Ning

(Dalian Naval Academy, Dalian116018)

AbstractThe effectiveness evaluation of target compositor of the ship-born active electronic jamming is a multi objective evaluation process. It can be quantitatively analyzed by using Analytical Hierarchy Process(AHP), then the checking up of consistency is necessary in AHP. In actual evalution, it awalys adjusts the estimate matrix by rough measure to satisfy the demend of consistency. So it is of blindness. The factor affecting the target value is analysed and the target value evaluating index system is built, using the concept of matrix transfer optimization to advance the AHP, making it satisfy the demend of consistency and have the value of power automatically. The instances of effectiveness evaluation testify the feasibility and validity of the advanced AHP.

Key Wordsship-born active electronic jamming, compositor of the target, advanced AHP, matrix transfer optimization

Class NumberTN976

1引言

随着武器装备信息化程度的不断提高,战争活动对电磁波的依赖性越来越大,电磁资源已经成为战斗力的倍增器。信息化条件下的现代海战,敌我双方为了取得制胜权,将大量使用无线电通信、导航、制导、雷达、光电、敌我识别等各种军用和民用电子设备,使得海战场中的电磁信号密集、复杂。

舰载雷达有源干扰是用电子设备产生射频信号扰乱或阻断敌方雷达对目标的探测和跟踪,可进行支援干扰和舰艇自卫干扰,由于舰载有源干扰资源的有限性,不可能对所有可干扰目标都进行有源干扰。因此,如何在确定有源干扰作战样式时确定目标的优先攻击等级和攻击顺序,最终形成有源干扰目标清单,成为有源干扰的首要任务。舰载有源干扰目标选择是对电子对抗有源干扰作战领域目标的综合分析和评估,目的是向舰载电子对抗指挥员提供客观、可靠的有源干扰目标攻击顺序建议,以方便指挥员优化兵力、兵器的部署,实施重点攻击,达成作战企图。

2影响被选择目标价值的因素分析

舰载有源干扰选择干扰对象时,由于干扰资源的有限性,要根据被干扰目标价值的高低选择优先干扰对象。因此,目标价值的影响因素是进行评估指标体系构建的基础和前提,是评估舰载有源干扰目标先后顺序的准则和依据。信息化海战中,影响舰载有源干扰目标价值的因素很多,具体概括起来,可从目标自身作战能力、有源干扰综合能力、海战场环境的影响三个方面进行描述。

2.1目标自身作战能力

主要包括目标的指挥控制能力、支援敌方作战的能力和对我作战兵力的威胁。

1) 目标的指挥控制能力:评价被干扰目标在敌方指控系统中的地位以及作战作用。

2) 支援敌方作战的能力:评价被干扰目标在被我方有源干扰成功的情况下对敌作战能力的影响程度。

3) 对我作战兵力的威胁:评价被干扰目标未被干扰时对我方作战效能的影响。

2.2有源干扰综合能力

主要包括对目标侦察能力、情报分析处理能力和有源干扰能力。

1) 对目标侦察能力:评价综合运用电子侦察装备搜索、发现、识别、告警信号的能力,是对目标进行有源干扰的前提。

2) 情报分析处理能力:评价对截获的信号进行分析处理能力,在正确的情报分析处理基础上,才能选择合适的干扰样式以及干扰时机。

3) 有源干扰能力:评价进行有源干扰的能力,主要从干扰功率、方向对准、干扰时间等方面描述,是干扰、压制敌电子设备的保证。

2.3海战场环境的影响

主要包括海战场地理环境、海战场电磁环境和海战场气象环境的影响。

1) 海战场地理环境的影响:评价岛屿等地理环境对我有源干扰使用方位以及电磁波传播的影响。

2) 海战场电磁环境的影响:评价电磁环境复杂性对我干扰目标选择的影响。

3) 海战场气象环境的影响:评价天气、温度和湿度等对电磁波传播的影响。

3评估模型的建立

有源干扰选择目标价值评估的指标取决于目标价值的影响因素,因此,有源干扰干扰目标选择的指标体系可分解为目标自身作战能力、有源干扰综合能力和海战场环境的影响三个一级指标及目标的指挥控制能力、支援敌方作战的能力、对我作战兵力的威胁、对目标侦察能力、情报分析处理能力、有源干扰能力、海战场地理环境的影响、海战场电磁环境的影响、海战场气象环境的影响九个二级指标,如图1所示。

图1　舰载有源干扰目标选择指标体系

4最优传递矩阵

设实数矩阵A=[aij]、B=[bij]、C=[cij],A,B,C∈Rn×n;

定义1:若aij=aji-1,则称A是互反阵;若bij=-bji,则称B为反对称矩阵。

显然若A是一致阵,则B=lgA(bij=lgaij,∀i,j)是传递的,反之若B是反对称矩阵,则A=10B(aij=10bij,∀i,j)是一致的。

若B是反对称矩阵,则B的最优传递矩阵C,可以找到x1,x2,…,xn≥0,使cij=xi-xj,由定义3可知

5应用改进后层次分析法的具体步骤

1) 进行层次分析,确定度量的具体参数,建立层次结构。

2) 对所选参数进行两两比较,构造两两比较判断矩阵,在两两比较时,对参数进行量化,这里采用1~9的度量方法,其具体含义如下:对于参数i和j:

图2　改进层次分析法应用流程图

1—i因素与j因素同样重要;3—i因素比j因素略重要;5—i因素比j因素较重要;7—i因素比j因素非常重要;9—i因素比j因素绝对重要;2,4,6,8是介于两判断之间与中间状态对应的标度值。

3) 然后应用最优传递矩阵求得特征值及特征向量,其流程如图2所示。

4) 以判断矩阵A为例:

其中O1,O2,O3,O4,O5为五个评价指标(以后不再说明)。

依据矩阵A,得到B=lgA:

依据前面所述得到相应的C矩阵和相应的A*矩阵

用方根法求A*矩阵的特征向量W:

W=[W1,W2,W3,W4,W5]T

=[0.239,0.412,0.108,0.167,0.074]

由算例可以看出,一致性指标CI<

6算例

以典型的单舰电子对抗防空反导为例,己方水面舰艇电子对抗力量有三个有源干扰目标可供选择:目标指示雷达D1,预警探测雷达D2和机载火控雷达D3。为简便起见,把准则层C层的9个指标融合到准则B层中,则简化模型如图3所示。

图3　舰载有源干扰目标选择的简化递阶模型

按照前面所述,根据层次分析法的一般步骤,经过构建判断矩阵,计算排序权重系数、最优传递矩阵转化及一致性检验,可得出措施层D相对与准则层B的排序权重系数及准侧层相对于目标层A的排序权重系数,如表1所示。

表1　有源干扰目标选择递阶层次权重系数表

待选目标D1、D2和D3相对于目标层A的总排序权重系数为

W(D1)=0.408×0.201+0.474×0.197

+0.118×0.168=0.195

W(D2)=0.408×0.076+0.474×0.082

+0.118×0.089=0.081

W(D3)=0.408×0.723+0.474×0.721

+0.118×0.743=0.724

可得出:

W(D3)>W(D1)>W(D2)

因此,可以得出结论,在进行此次单舰电子对抗防空反导有源干扰目标选择时,三个有源干扰目标价值排序依次为:机载火控雷达、目标指示雷达和远程警戒雷达。

7结语

舰载有源干扰目标选择评估是一个多目标评价过程。在评价过程中,评价指标选择、参数的确定以及判断矩阵的确定,需要结合理论基础和实际操作得出的经验共同得到数据,但论文的评价为了给研究人员提供参考,往往又要有超前和预测性,这就需要评价人员根据作战目的、作战任务大致给出判断矩阵,由于受到人们主观因素的影响,参数及判断矩阵的确定具有很大的不确定性。为了减小构造判断矩阵的盲目性,本文通过最优传递矩阵这个调整器,得到拟优意义下的一致阵,直接给出权值,不需要一致性检验,从理论到大量的上机验算说明这种方法是可行和有效的。但这并不等于可以无顾虑的任意构造判断矩阵,改进的方法可以调整人们认识事物的不一致性,并不能形成有效的原始判断矩阵。如何在最优意义下调整人们认识上的不一致,以及如何通过某些信息、机械化、智能化地构造有效地判断矩阵还有待于进一步研究。

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中图分类号TN976

DOI:10.3969/j.issn.1672-9730.2016.03.008

作者简介:王龙涛,男,博士研究生,讲师,研究方向:海军信息对抗作战运用。姜宁,男,教授,博士生导师,研究方向:海军信息作战训练与应用。

基金项目:海军大连舰艇学院2110工程三期资助学术预研课题资助。

收稿日期:2015年9月3日,修回日期:2015年10月17日