舰艇反导战法内外场联合实验方法研究∗

张 宇 韩 鹏 刘丽明 李宏海

（1.91404部队 秦皇岛 066001）（2.海军航空大学航空作战勤务学院 烟台 264001）（3.91336部队 杜庄 066326）

1 引言

作战实验起源于美军，美军“提出构想—作战实验—部队演习—实战验证”的新型建军与备战模式的形成，使作战实验成为美军转型的四大支柱之一，被摆在重要战略位置。美军从20世纪90年代初即开始建立各个军种的作战实验室，供美国陆、海、空三军及海军陆战队各自验证部队建设方案，至今已形成了较完备的作战实验理论，在战法研究等方面发挥了重要作用［1-3］。国内作战实验研究起步较晚，但理论成果较为丰富，实践应用相对较少，且这些实践应用大多以内场数学仿真为作战模拟手段，采用外场作战模拟手段的作战实验很少开展［4］。

战法实验是针对战法的一类作战实验的典型应用［5］。随着以贴近实战为方向的使命任务的不断深入和拓展，导弹攻防研究成为热点，反舰导弹是现代战争中水面舰艇最大的威胁，在攻击形式上，通常采用多方向、不同高度、多批次饱和攻击，使水面舰艇面临更加复杂的作战态势［6～7］。在以往任务中，更多的是专注于装备性能试验和作战运用训练，在相关战法验证上涉猎不多、研究不深，尚不具备战法实验能力。本文结合内外场装备资源及作战模拟手段，借助于美军、我军已形成的作战实验理论和实践经验，将内外场作战模拟手段有机结合，使内外场作战模拟手段相互补充、相互印证，形成基于内外场联合的战法实验模式、方法与流程，对未来实际开展战法实验具有指导借鉴意义。

2 舰艇反导战法分析

2.1 舰艇反导作战流程

2.1.1 情报侦察与对空观察

1）早期预警观察组织

当没有情报支援时，单舰需及时掌握战场态势，电子侦察全程开机，重点搜索可能威胁方向扇面内的敌搜索雷达信号，并适时进行战斗部署等级的转换，所有防御武器处于备便状态。

当有情报支援时，单舰需连续接收上级敌情通报，全面了解战场态势，适时提高战斗部署等级，侦察雷达重点监视威胁方向扇面，所有防御武器处于备便状态。

2）对飞机/导弹的观察组织

通过兵力协同计划、敌我识别器、电子侦察设备和对空搜索雷达完成对敌机观察判别。

通过对敌机作战状态、机载雷达信号变化判断敌机是否已对我舰实施了导弹攻击，同时调整搜索雷达的工作模式，并借助红外警戒、雷达侦察设备对末制导威胁信号进行连续警戒观察。

2.1.2 舰艇机动

单舰机动以预机动为主，实时机动为辅。根据当时的舰艇位置、风速、风向和导弹来袭方位，采取预先机动，使我舰艇处于最佳的对抗态势，从而有利于硬武器发扬火力和软武器实施干扰，有利于降低反舰导弹毁伤效果。

实时机动时，根据当时气象情况在硬武器最佳拦截扇面内机动，必要时以舰空导弹最佳拦截扇面为主。

2.1.3 软硬武器协同反导

单舰反导步骤如下。

第一步：使用有源干扰。当发现机载搜索雷达信号时，使用电子战系统实施有源欺骗干扰。

第二步：使用冲淡干扰。在导弹距离本舰适当距离时，实施冲淡干扰。

第三步：使用舰空导弹抗击。当导弹在舰空导弹反导发射区远界时，舰空导弹立即实施双发齐射，并及时判效，适时组织补射，直到拦截成功或来袭导弹突破发射区近界。

第四步：使用质心/烟幕干扰。当雷达侦察系统接受到来袭导弹末制导雷达信号时，在不知道末制导雷达的制导方式时，应立即实施复合质心干扰，后续可实施烟幕遮蔽干扰。

第五步：使用近防武器抗击。当舰空导弹未抗击成功时，组织近防炮进行抗击。

2.2 舰艇反导战法表达方法

2.2.1 表达内容

从作战任务、三情分析、作战原则、战斗行动、应急情况处置等方面对舰艇反导战法进行描述，并制定表达模板。

2.2.2 战法实验规范化输入方法

收到舰艇反导战法方案后，对方案进行分析，按照战法实验需要的输入条件对方案预案进行描述，并从敌情、我情、作战环境、战斗行动四个方面进行输入规范化。

2.3 复杂电磁环境对舰艇反导作战的影响

2.3.1 对情报侦察与对空观察的影响

1）对雷达侦察装备的影响

复杂电磁环境使得背景雷达信号密度增大并不断变化，致使信号增批、漏批现象严重，直接导致虚警率、漏警率提高。同时，由于数据率低或分选准则原因，会造成信号分选错误，信号参数与实际不符等问题，甚至会出现雷达侦察装备阻塞、死机等现象。

2）对雷达装备的影响

不同强度干扰环境下，会使雷达接收机饱和、作用距离减小、探测概率降低、无法稳定建航。受到欺骗干扰时，雷达会得到虚假的目标数据信息，导致被跟踪的真实目标丢失。也会明显增大操作手心理压力，导致错报、漏报和误报。

2.3.2 对软硬武器协同反导的影响

软硬武器协同主要是在舰载指挥控制系统的协调下，各类传感器与软硬武器有效配合，共同完成威胁判别、打击目标参数装订、电子干扰、硬武器抗击等动作。一旦有敌方的强烈电磁干扰造成指挥控制网络工作不稳定甚至瘫痪，将使本舰的协同作战能力大幅下降，高效的指挥控制更是无从谈起。

3 舰艇反导作战方法评估

战法评估的方法有很多，广泛应用的有层次分析法、专家评估法、灰色层次分析法、模糊综合评判法、概率法、指数法等［8～9］。舰艇反导作战中，可使用的反导作战资源多样，且可以通过互相组合以构成不同的反导方案，以达到不同的预期结果。通过对部分文献资料和案例的分析研究，对于舰艇反导作战这种作战过程复杂、涉及部门多的作战行为，其作战方法评估适合采用综合评估法。

3.1 综合分析论证

综合评估战法是战法论证的最终环节，是在统计分析仿真推演、运筹计算实验结果基础上，采用定性与定量相结合的方式，借助战法实验演示手段，围绕战法目的进行的综合分析论证及战法优化完善［10］。一般分三个层次：一是基于实验结果数据的统计分析。主要是根据实验结果数据来统计战法实验的效益、战法行动效果，对战法过程中不合理的现象与数据进行重点分析。二是基于实验评估指标的评估分析。战法实验记录的结果反映的一般都是战法战术行动的微观结果，无法从战法宏观层次上体现战法的效果，必须在这些微观实验结果基础上针对战法评估指标进行建模分析，从战法整体层面上来评估战法。三是基于战法目的的综合分析。综合运用前两个层次的分析结果，针对战法论证研究的问题，以定性分析为主进行综合研究，提出战法评估的可行性结论、战法优化完善对策措施。

3.2 评估指标体系

复杂电磁环境下舰艇反导战法实验属于典型的基于体系的作战实验，涉及的系统和单元很多，评估指标较为复杂且层次差别较大，有些指标用于评估整个作战流程，而有些指标用于评估某个具体环节或单元的性能。基于以上特点，可将舰艇反导作战方法实验评估指标划分为作战任务层、系统层、单元层等3个层次的评估指标。其中，舰艇反导作战任务层描述的是度量完成作战任务涉及的指标，作战系统层是度量各作战系统效能的指标，作战单元层是衡量作战单元层各要素能力的指标。上述指标涵盖了舰艇反导作战的任务范围和能力领域，而且每层指标都具有明确的军事和物理含义，为进行内外场联合战法实验的结果分析和评估提供了基础。

4 内外场联合实验方法设计

作战实验的基本方法主要有模拟分析法、对抗推演法、综合研讨法和综合集成法［11］，内外场联合实验与这些方法均有一定联系与区别，它借鉴了这些方法并结合了战法实验的部分要求，是与它们并列的一种作战实验方法。

4.1 总体过程

内外场联合实验的“联合”是一种总体上的、形式上的、任务上的联合，与底层的、技术上的、信息流上的互联互通互操作有着本质区别。与其他作战实验不同，内外场联合实验总体上要经过“从内场到外场，再到内场”的循环过程，总体过程如图2所示。

“从内场到外场，再到内场”的循环实验要经历四个过程。过程一：A→B→A，使用内场半实物仿真数据校验数学模型，要反复进行多次，直到数学模型最优化；过程二：A→B→C→D→A，使用内场半实物仿真数据校验后最优化的数学模型，重新进行一次内场数学仿真、内场半实物仿真、外场实物仿真，实验数据对数学模型进行再次校验；过程三：A→B→C→A，使用再次优化后的数学模型进行内场数学仿真、内场半实物仿真，再次与外场实物仿真数据进行比对，对数学模型进行再次校验，需要反复进行多次，直到数学模型最优化；过程四：A→B→C→E，使用最优化后的数学模型进行内场数学仿真和内场半实物仿真，进行极限条件、边界条件、窘迫状态下内场数学仿真。

4.2 实现方法

在内外场联合实验中，实验资源的联合通过实验设计的联合、实验数据的联合、实验结果的联合来实现。实验设计的联合，重点在于为不同的内外场实验资源分配作战因素组合，既要考虑各实验资源情况，又要考虑数学模型校验需求。实验数据的联合，一是指实验数据的对比印证、相互校验，无论使用何种方法得到的相同作战因素组合下的作战过程数据，理论上都应该是相似的；二是指用外场数据校验内场数据，外场数据量少但真实可信，可用于校验内场数据及数学模型；三是可将内外场实验得到的不同作战阶段的过程数据串联在一起，形成整体性的舰艇反导作战过程数据。实验结果的联合，主要是指对实验结果的综合分析，一方面，除内场数学仿真外，大部分内外场资源无法模拟各作战片段之间的联系和相互影响，需要通过实验结果的联合分析来实现；另一方面，不同实验资源得到的实验结果侧重点可能各有不同，可以相互补充。

4.3 实验流程

作战实验大致可划分为实验设计、实验准备、实验实施和实验分析等四个阶段［12］。舰艇反导战法内外场联合实验遵循作战实验的一般流程，但基于舰艇反导战法内外场联合实验的特殊性，其各阶段的任务又与一般作战实验有一定区别，实验基本流程如下图所示。基于以上实验流程，以Matlab和DWK（Digital Weapon Kit）软件作为实验工具，结合内场仿真和外场实验数据，针对某型舰开展了舰艇反导战法内外场联合实验，主要包括箔条冲淡/质心干扰最佳效果及干扰方法实验，抗击多方向单波次/单方向多波次反舰导弹最佳效果及抗击方法实验。对数学仿真模型进行了优化，对单舰反导战法进行了实验验证，具有较强的针对性、实用性和可操作性。

5 结语

本文从舰艇反导战法研究的实际需求出发，基于试训场现有装备资源，在作战实验、战法实验等概念基础上提出了内外场联合实验方法，并对每个环节的具体任务、目标、方法和要求进行了详细设计，通过实验验证该方法具有较强的针对性、实用性和可操作性。但仍处于认识“作战实验”的初级阶段，要想真正意义上开展并保障作战实验任务，尤其是在资源整合、条件归一化、数据复用、评估方法确立等方面，还有更多更复杂的技术问题，需要持续和深化研究。