箔条质心干扰一体化试验方法研究∗

韩 伟

（中国人民解放军91404部队43分队 秦皇岛 066001）

1 引言

在舰船无源干扰装备鉴定试验中，目前传统的无源干扰效果试验采用实弹射击的方法进行试验。鉴于实弹消耗巨大、试验费用昂贵，因此不可能进行大样本的试验。如何做到在最大限度降低试验成本的基础上，全面检验装备的性能，对其作出客观、公正的评价，是定型或鉴定试验中必须解决的首要问题。本文基于一体化试验的理论，研究箔条质心干扰一体化试验方法，为开展一体化试验提供新的思路。

2 一体化试验的内涵

一体化试验是一种新的试验模式，旨在综合各种试验资源、集成各种试验技术、综合各类试验信息，将不同阶段、不同手段试验信息整合，充分考核新装备的战术技术性能和作战使用性能，全面检验新装备的作战效能。在组织实施上实现了试验项目统筹优化、试验资源共享综合，在技术方法上解决了多源信息融合和综合评定方法。主要体现在如下方面［1～4］:

1）试验过程一体化:将以往在定型阶段的试验鉴定拓展到整个武器系统的生命周期上。

2）试验方法一体化:试验方法（手段）包括地面试验、飞行试验和仿真试验，一体化的意义在于综合利用各种试验方法，以较少的试验消耗，获取尽可能多的合理可信的试验数据。

3）结果评定一体化:综合利用实弹试验结果、仿真结果和专家经验，通过应用试验统计理论、贝叶斯小子样试验评估理论，得到一体化试验鉴定结论。

3 箔条质心干扰一体化试验总体思路

箔条质心干扰一体化试验的基本思路为采用计算机数字仿真试验和外场实弹试验相结合的方式。如图1 所示，利用计算机数字仿真试验，通过设置不同的导弹来袭方位、风向、风速等变量，模拟各种条件进行大样本试验，对被试装备的干扰效果进行充分地仿真，得出大样本计算机仿真试验结果。同时研究各个参变量对试验结果的影响程度，筛选主要影响因素，指导外场试验方案设计和优化。实施外场动态试验进行验证，同时对仿真模型进行校模验模；最后对计算机数学仿真结果与外场动态试验结果进行数据融合、一体化处理，给出综合试验结论。

图1 一体化综合试验模式

4 箔条质心干扰一体化试验的关键技术

4.1 仿真模型的构建

进行质心干扰数字仿真，需要建立如下数学模型:反舰导弹末制导雷达跟踪模型、导弹运动数学模型、箔条假目标雷达特性数学模型、箔条诱饵运动数学模型、目标舰雷达散射特性数学模型、目标舰运动数学模型、质心干扰数学模型、质心干扰效果评定数学模型。

模型的可信度评估，一般采用统计分析方法或者数学解析方法来比较仿真系统输出和真实系统输出的差异性，分为静态一致性检验和动态一致性检验两种类型。静态一致性检验就是比较现场试验与仿真试验的结果相容性，即检验两个随机变量是否来自同一分布。总体来说，该检验技术方法发展较为成熟，大部分方法均为统计方法，尤其是假设检验较为常用。动态性能验证比较复杂，通常使用误差分析法粗略估计现场数据与仿真数据的相容性［5～7］。

4.2 外场动态试验方案的设计

开展外场试验时，末制导雷达架设在海边试验阵地（或海面试验平台上），听令加高压跟踪目标舰，当目标舰上的雷达侦察告警设备对末制导雷达告警后立即发射箔条弹实施质心干扰，目标舰按无源战术决策软件给出的机动方向实施机动航行。末制导雷达数据终端设备测记干扰效果。在试验方案的设计时，需要考虑影响箔条质心干扰效果的因素，分析各个因素对试验结果的影响，寻求各种不同试验变量和不同水平之间的合理搭配，合理地设置态势，这样才能对装备进行全面的考核。在多因素、多水平试验中，正交试验设计是解决这个问题的有效办法［8～9］。

4.2.1 试验变量与水平选择

正交设计是根据正交性准则来进行试验设计的，其主要工具是正交表。根据试验目的，确定要考核的因素和各因素的水平，通过对具体问题的具体分析，选出主要因素，略去次要因素。在因素确定后，再确定各因素的水平数，重要的因素或者特别希望详细了解的因素水平可多一些，其余的可少一些。然后选择合适的正交表，对试验方案进行设计。下面对影响舰载无源干扰装备质心干扰效果试验的主要因素进行分析。

1）导弹来袭方位

无源干扰装备能否有效防御反舰导弹的攻击，与无源干扰装备的作战性能、使用方法密切相关，但也与载舰的雷达散射特性关系重大。对于箔条质心干扰而言，取得干扰成功的基本条件是箔条假目标与载舰同在末制导雷达的跟踪单元内，且箔条假目标的雷达截面积要明显大于无源干扰装备载舰的雷达散射面积。根据数学计算、仿真及经验，实施箔条质心干扰时，干扰压制比达到2:1 以上，箔条质心干扰才能获得较好的效果，因此箔条质心干扰的战术解算与舰船的雷达截面积分布密切相关。相对于导弹来袭方位，载舰的不同舷向其雷达截面积有很大的差异。因此导弹的来袭方位是影响干扰效果的因素之一。导弹来袭方位水平的选择由内场仿真试验结果确定。

2）导弹末制导雷达类型

通过对国内外末制导雷达技术现状分析，目前末制导雷达一般分为三类。第一类为常规末制导雷达，单脉冲工作体制，天线水平极化，雷达跟踪单元大，定频工作，具备抗海浪、抗杂波工作能力，但抗干扰能力较差；第二类为新型常规末制导雷达，主被动或主动/红外复合，捷变频工作，雷达跟踪单元可变，天线水平加垂直极化或双极化接收，具备目标选择能力，具有较高的抗海浪、抗杂波、抗拖距和抗同频异步等干扰的能力；第三类全相参工作体制，具备同频段被动接收通道，集中体现了全相参雷达的优良性能，具备了全天候工作的能力，具有较高的抗海浪、抗杂波、抗拖距和抗同频异步等干扰的能力，具备了抗有源诱饵、抗角反射器、抗箔条等干扰和目标分选的能力。舰载无源干扰装备干扰反舰导弹的攻击，干扰成功概率与反舰导弹使用的末制导雷达技术性能关系很大，这里考虑三种水平，一种是常规体制的末制导雷达，一种是新型常规体制的末制导雷达，一种是相参体制的末制导雷达。

3）气象条件

舰载无源干扰装备实施防空反导作战，能否有效干扰来袭导弹，风向风速的影响也不容忽视。尤其对于箔条质心干扰，箔条云的随风漂移，箔条云团与目标舰的距离、方位脱开的快慢都直接影响着干扰成功率。这里考虑两种水平，一种是良好气象条件下，一种是恶劣气象条件下。

4.2.2 利用正交表进行试验设计

通过对影响箔条质心干扰效果的因素和水平进行分析，根据因素数和水平数选择合适的正交表，确定试验方案。

4.3 内外场试验数据融合方法

内场计算机仿真试验结果作为验前信息，外场实弹试验结果作为验后信息，如何把验前信息和验后信息进行融合处理并给出总体试验结论是质心干扰一体化试验的关键问题。质心干扰效果试验是一个独立的n重伯努利试验，在n次试验中干扰成功的次数服从二项分布，即X～b(n，p)，其中，p为该分布的未知参数，即干扰成功率。因此对干扰成功率的统计可以采用对二项总体中p参数的统计检验方法进行统计。

4.3.1 利用验前矩确定超参数

假设内场计算机仿真试验，也就是验前信息，获得了成功概率的若干估计值，记为p1，p2，…pk，二项分布b(n，p)中未知参数p的共轭分布是贝塔分布，因此无源干扰成功率p的共轭验前分布是贝塔分布Be(α，β)，其中α和β是贝塔分布中的未知参数即超参数［10～12］。

首先计算验前均值pˉ和验前方差，其中:

然后令其分别等于贝塔分布Be(α，β)的期望和方差，即

因此可得验前分布中的超参数απ、βπ分别为

4.3.2 利用Bayes小子样对结果进行估计

取损失函数为平方误差函数时，得到p的Bayes估计为验后期望:

其估计误差为

5 结语

内外场一体化试验是一项技术要求高、涉及领域广、多种试验手段融合的系统工程。本论文基于一体化试验基本理论，提出箔条质心干扰一体化试验的总体思路，重点研究了一体化试验中的关键技术，对箔条质心干扰效果试验的方案设计、结果评定具有指导意义，亦可为其他类似电子对抗装备的一体化试验提供有益的方法和工具借鉴。