通信干扰目标威胁能力分析与评估

徐湘莹，王世祺，许秀富

(解放军32282部队，山东 济南 250000)

0 引 言

在现代化信息战争中，以破坏和攻击信息传输为目的的通信干扰的作用和地位越来越重要。在日趋复杂的电磁环境中，敌方通信威胁源众多，作战手法千变万化，快速准确处理通信干扰目标威胁评估成为战争制胜的重要因素。在处理通信干扰目标威胁评估的问题上，单纯凭经验结果往往比较粗略，难以保证准确性，本文在分析通信干扰目标威胁因素的基础上，采用层次-效用方法可较好地得到通信干扰目标威胁评估结果。

1 评估指标因素的确立与分析

现代战争瞬息万变、错综复杂，为提升我方通信系统的战场生存能力，要求通信干扰目标威胁度评估具有很高的实时性和准确性。在对通信干扰目标威胁度进行评估时，考虑的因素越多，准确性越高。但因素过多,比较困难且影响其实时性，同时在评估指标的因素选取上，还应遵循系统性、科学性、可定量性、可行性等原则。本文在遵循上述原则的基础上，通过查阅相关文献，选取了敌方目标平台距离、平台夹角、平台运动速度、干扰带宽、干扰功率、干扰样式、干扰方式、我方干扰容限、我方通信功率9个因素，如图1所示。

图1 评估指标因素

设通信干扰目标威胁度为

L

，用高、中、低来表示威胁度等级，对于各单因素，敌方目标平台

C

距离越近，我方受到威胁度越高；敌方目标平台夹角

C

越小，我方受到威胁度越高；敌方平台运动速度

C

越快，我方受到威胁度越高；干扰带宽

C

越宽，我方受到威胁度越高；敌方干扰功率

C

越大，我方受到威胁度越高；干扰样式

C

分为调幅、调频和调相3种样式，敌方使用的样式越多，我方受到的威胁度越高；干扰方式

C

主要包括瞄准、跟踪和阻塞3种方式，敌方使用的方式越多，我方受到的威胁度越高；我方的干扰容限

C

越高，抗干扰能力越强，我方受到的威胁度越低；我方的通信功率

C

越高，抗干扰能力越强，我方受到的威胁度越低。

2 层次-效用方法

2.1 各指标因素权重的确定

(1) 确立指标因素

通信干扰目标威胁度

L

和各指标因素

C

(

i

=1,2,…，9)如图1所示。(2) 构造

L

-

C

判断矩阵

(3) 求矩阵的特征向量(a) 计算矩阵的每一行的元素之积：

(1)

(b) 计算

M

的9次根：

(2)

(3)

则=(∂,∂，…，∂)即为所求的特征向量。(d) 对矩阵进行一致性检验

检验公式为:

R

=

I

/I

(4)

式中：

I

=(

λ

-9)

/

(9-1)，

λ

为判断矩阵的最大特征根：

(5)

式中：()表示向量的第

i

个元素。

I

为判断矩阵的平均随机一致性指标，对于1～9阶判断矩阵，

I

的值见表1。

表1 平均随机一致性指标IR

对于式(4)，当

R

小于0.10时，认为

L

-

C

判断矩阵具有满意的一致性，即权数分配是合理的，否则需要调整

L

-

C

判断矩阵。

2.2 层次-效用方法

若测得

m

个目标威胁度

L

(

i

=1,2,…，

m

)的第

j

个指标因素

C

(

j

=1，2，…，9)的数据为

b

，其矩阵为=(

b

)×9。对于各指标因素

C

(

j

=1，2，…，9):(1) 若指标因素

C

越大，威胁度越高，则

C

采用的效用函数为：

(6)

(2) 若指标因素

C

越小，威胁度越高，则

C

采用的效用函数为：

(7)

(8)

式中：

i

=1,2,…，

m

。

m

个目标威胁度

L

(

i

=1,2,…

m

)的9个指标因素的效用函数构成矩阵=(

μ

)×9。

2.3 综合量化值求解及评估结果

对于评估指标因素

C

(

j

=1,2,…,9)的权重向量=(∂,∂,…,∂)，综合量化值

E

可由式(10)求得：

(9)

由式(9)计算得{

E

}(

i

=1,2,…,9},按大小顺序进行排列,可得出评估结果,即综合量化值

E

最高的那个目标威胁度最高。

3 应用实例

(1) 侦察获取的干扰目标威胁评估指标信息如表2所示。

表2 侦察获取的干扰目标威胁评估指标

(2) 建立

L

-

C

判断矩阵，计算指标因素的权重向量通过充分征求专家意见，并用1-9标度法给出数值，构造出

L

-

C

判断矩阵(如表3)。

表3 L-C判断矩阵

依据公式(1)～(3)计算指标因素权重向量:=(0.244，0.057 6，0.028 7，0.126 9，0.084 8，0.038 5，0.079 5，0.152 9，0.186 6)。依据公式(4)、(5)可得：

λ

≈9.979 9,

I

≈0.125 5。依据公式(4)可得：

R

=

I

/I

≈0.084 5<0.10,认为此

L

-

C

判断矩阵具有满意的一致性。

(3) 计算效用函数值

选用公式(6)～(8)计算效用函数值，结果如表4所示。

表4 效用函数值矩阵

(4) 计算各目标的综合量化值(威胁程度)

选用公式(9)计算综合量化值，如表5所示。

表5 综合量化值

由表5可以看出，目标1的威胁程度最高。目标1和目标2不同的指标因素在于平台运动速度，平台运动速度快的目标1威胁程度高；目标1和目标3不同的指标因素是干扰功率，干扰功率高的目标1威胁程度较高；目标1和目标4不同的指标因素在于平台距离，平台距离近的目标1威胁程度较高；目标1和目标5不同的指标因素在于距离和干扰带宽，距离近并且干扰带宽大的目标1的威胁程度较高。从结果来看，与实际情况相符，符合预期。

4 结束语

本文在确立和分析通信干扰目标威胁指标因素的基础上，使用层次-效用评估方法解决了通信干扰目标威胁度评估问题，该方法对各效用函数加权和线性变换，使复杂问题条理化，各指标因素对威胁度影响得到较合理的表现，较好地反映了实际，具有一定的可信度和参考性。