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,用高、中、低来表示威胁度等级,对于各单因素,敌方目标平台距离越近,我方受到威胁度越高;敌方目标平台夹角越小,我方受到威胁度越高;敌方平台运动速度越快,我方受到威胁度越高;干扰带宽越宽,我方受到威胁度越高;敌方干扰功率越大,我方受到威胁度越高;干扰样式分为调幅、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和各指标因素C(=1,2,…,9)如图1所示。

(2) 构造判断矩阵

(3) 求矩阵的特征向量

(a) 计算矩阵的每一行的元素之积:

(b) 计算M的9次根:

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:

式中:I=(9)/(91),为判断矩阵的最大特征根:

式中:()表示向量的第个元素。

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,否则需要调整判断矩阵。

2.2 层次-效用方法

若测得个目标威胁度L(=1,2,…,)的第个指标因素C(=1,2,…,9)的数据为b,其矩阵为=(b)。

对于各指标因素C(=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:

(2) 若指标因素C越小,威胁度越高,则C采用的效用函数为:

(3) 若指标因素C越接近某给定值,威胁度越高,则C采用的效用函数为:

式中:1,2,…,。

个目标威胁度L(1,2,…)的9个指标因素的效用函数构成矩阵(μ)。

2.3 综合量化值求解及评估结果

对于评估指标因素C(1,2,…,9)的权重向量(∂,∂,…,∂),综合量化值E可由式(10)求得:

由式(9)计算得{E}(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-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-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:≈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。