编队舰空导弹防空作战目标威胁评估模型*

2023-10-31斗计华肖玉杰孙玉梁邹佳歧

舰船电子工程 2023年6期

斗计华肖玉杰孙玉梁邹佳歧

（1.海军大连舰艇学院导弹与舰炮系大连 116018）（2.海军研究院北京 100161）

1 引言

舰艇编队舰空导弹防空作战目标威胁程度评估通常是目标对编队舰空导弹武器系统所保护目标可能造成威胁程度的预测。目前主要采用综合评价方法研究单舰舰空导弹防空作战目标威胁程度评估［1～12］，较少研究舰艇编队舰空导弹防空作战目标威胁程度评估。本文构建了舰艇编队舰空导弹防空作战目标威胁程度评估模型，可为舰艇编队舰空导弹防空作战目标威胁程度评估提供模型依据。

2 单舰舰空导弹防空作战目标威胁程度评估

2.1 基于影响因素优先级的单舰舰空导弹防空作战目标威胁程度评估

1）目标威胁程度影响因素优先级的确定

当有多个目标空袭单舰时，针对目标威胁程度影响因素，选取主要影响因素，按照从高到低的顺序确定其优先级。

（1）优先考虑目标有效作用范围因素

只有当舰空导弹武器系统所保护舰艇的位置处于目标有效作用范围之内时，目标才对舰空导弹武器系统所保护舰艇构成威胁。

（2）优先考虑目标识别状态因素

一旦目标对舰空导弹武器系统所保护舰艇构成威胁，就需要知道识别目标的状态。

（3）优先考虑目标飞行航向因素

只有判断出目标朝向舰空导弹武器系统所保护舰艇飞来时，才能确定其构成威胁。

（4）优先考虑目标类型因素

一旦识别目标为敌方目标，就需要知道其类型。

（5）优先考虑目标飞临时间因素

最后优先考虑目标飞临时间因素，通过计算目标飞临时间，可评定目标威胁程度。

2）目标威胁程度评估方法

基于影响因素优先级的目标威胁程度评估方法是针对要评估的每一个目标实施的，目标威胁程度评估步骤从前到后依次如下：

（1）当舰空导弹武器系统所保护舰艇的位置没有处在单个目标有效作用范围之内时，该目标威胁程度为0；否则，当舰空导弹武器系统所保护舰艇的位置处在单个目标有效作用范围之内时，执行后续步骤。

（2）只有当识别单个目标的状态为友方目标或我方目标时，该目标威胁程度为0；否则，当识别单个目标的状态为敌方目标时，执行后续步骤。

（3）当判断出单个目标不朝向舰空导弹武器系统所保护舰艇飞来时，该目标威胁程度为0；否则，当判断出单个目标朝向舰空导弹武器系统所保护舰艇飞来时，执行后续步骤。

（4）目标类型与目标飞临时间因素综合处理

按照目标类型优先级从高到低的顺序确定目标。

单个目标飞临时间（设为Tkwd）由该目标距离（设为Lkwd）、速度（设为Vkwd）决定，则Tkwd可表示为

因为单个目标飞临舰空导弹武器系统所保护舰艇的时间越短时，要优先拦截该目标，否则就会命中武器系统所保护舰艇，对武器系统后续作战造成直接影响。因此，需以目标飞临时间为基准确定目标威胁程度，具体方法为

1）当单个目标飞临时间与其它目标飞临时间均不相等时，将该目标飞临时间作为该目标威胁程度评估基准值；

2）单个目标飞临时间与其它目标飞临时间均进行比较，当存在相等情况时，该目标飞临时间和其它与之相等的目标飞临时间要进行一定的调整，将原来目标飞临时间存在相等情况可能变为不存在相等情况，但调整幅度相差不大，以确保这些目标的威胁程度能够相差不大，不影响所有目标威胁程度的整体排序。具体调整时，要考虑目标类型因素。一是如果该目标类型对应的优先级更高时，则该目标飞临时间要加上一个很小的正值（设为δwd，可根据具体情况确定，目的是为了不影响所有目标威胁程度的整体排序）；二是如果该目标类型对应的优先级更低时，则该目标飞临时间要减去δwd；三是如果该目标类型对应的优先级与其它目标类型对应的优先级一样时，将该目标飞临时间作为该目标威胁程度评估基准值。

3）根据上述处理后，可得到各目标对应的“最终飞临时间”。因为单个目标飞临时间越短时，该目标威胁程度更大。则选择“最终飞临时间”中的最小值，设为Tkwdmin，且单个目标的“最终飞临时间”为Tkzwd，则该目标威胁程度（设为Wkwd）可表示为

2.2 基于目标类型与目标飞临时间的单舰舰空导弹防空作战目标威胁程度评估

1）步骤一，在综合考虑目标类型与目标飞临时间情况下，先对目标类型进行分类。按目标威胁程度的高低确定目标顺序。

2）步骤二，对于某一类目标，求出各目标对应的Tkwd值，然后求出各目标的威胁程度大小。

3）步骤三，威胁程度处理与输出。将目标的威胁程度指加上极小正值，得到各目标的威胁程度修正值。然后“某一个目标威胁程度”就等于“该目标的威胁程度修正值”除以“各目标的威胁程度修正值之和”。

2.3 基于目标飞行航向与目标飞临时间的单舰舰空导弹防空作战目标威胁程度评估

当以目标飞临时间为衡量标准时，目标威胁程度评估取决于目标中心位置Owl1、舰空导弹武器系统所保护舰艇位置Owl2、各目标速度、各目标飞行航向。设单个（设为第j 个）目标速度为Vwlj，第j 个目标飞行航向为Hwlj，第j 个目标威胁程度为Wwlj。设Jwlj为直线Owl1Owl2与Hwlj之间的夹角，根据Owl1、Owl2位置就可以求出Jwlj。

1）当第j个目标对舰空导弹武器系统所保护舰艇没有威胁时，设第j 个目标到达Owl2所需时间为Twlj，可认为Twlj=0。

2）当第j个目标对舰空导弹武器系统所保护舰艇有威胁时，Twlj可以表示为

3）根据以上方法，就可求出各目标对应的Twlj值。由于Twlj值越小，目标威胁程度越大。设各Twlj值的最小值为Twljmin，则Wwlj可表示为

3 编队舰空导弹防空作战目标威胁程度评估

3.1 基于点的目标威胁程度评估

该方法具体为：将点看作为单舰所在位置，然后根据“单舰目标威胁程度评估”方法，评定来袭的各个目标对该点的威胁程度，这些值即可作为舰空导弹防空作战目标威胁程度值。

3.2 基于面的目标威胁程度评估

当舰空导弹防空作战的防御重点为一个区域，或者为多个点组成的区域时，舰空导弹防空作战需实施基于面的目标威胁程度评估方法，评定舰空导弹防空作战目标威胁程度。该方法的步骤从前到后具体如下。

1）对于舰空导弹防空作战中的单舰来说，根据“单舰目标威胁程度评估”方法，评定来袭的各个目标对单舰的威胁程度。然后进行处理，使各个目标对单舰的威胁程度的最大值、最小值之间的差值要小于1，从而得到各个目标对单舰的原来的威胁程度值。

2）优先考虑进入到舰空导弹防空作战火力区内的目标

对于已经进入到舰空导弹防空作战火力区内的目标，根据目标运动状态，统计出舰空导弹防空作战中各舰能在其舰空导弹立体火力区内射击的目标。

根据舰空导弹防空作战中各舰的重要性大小，按照从大到小的顺序，先考虑进入到重要性最强的单舰（设为Jmnm1舰）舰空导弹立体火力区内的所有目标。结合这些目标对Jmnm1舰的威胁程度值大小，进行减值处理，设减幅值为ηmnm。设ηmnm1为一个原始正数，其可设置为一个比较大的数。这些目标的威胁程度值等于原来的威胁程度值加上ηmnm1。然后考虑进入到重要性较强的单舰舰空导弹立体火力区内的所有目标，这些目标的威胁程度值等于原来的威胁程度值加上ηmnm1-ηmnm。然后考虑进入到重要性强的单舰舰空导弹立体火力区内的所有目标，这些目标的威胁程度值等于原来的威胁程度值加上ηmnm1-2ηmnm。依次类推，可评定进入到单舰舰空导弹立体火力区内的所有目标威胁程度值。设在这个过程中，ηmnm1共进行了φmnm次减ηmnm处理。

3）优先考虑进入到重要性强的单舰舰空导弹立体火力区、编队探测范围之间的目标

对于进入到单舰舰空导弹立体火力区、编队探测范围之间的目标，需根据舰空导弹防空作战中各舰的重要性大小，按照步骤2）的方法实施。唯一不同的是，对于进入到重要性最强的单舰舰空导弹立体火力区、编队探测范围之间的所有目标，这些目标的威胁程度值等于原来的威胁程度值加上ηmnm-φmnm-ηmnm，后续操作是在此基础上减ηmnm。

4）优先考虑进入到编队探测范围之外的目标

对于进入到编队探测范围之外的所有目标，舰空导弹防空作战不能探测到这些目标，从而可将这些目标的威胁程度值均置于0。

5）目标威胁程度值均置为正数

结合上面已经评定的所有目标威胁程度值，如果存在目标威胁程度值中出现负值的情况，则需增大ηmnm值，使各个目标威胁程度值均为正数。

6）均一化

将各个目标威胁程度值进行均一化，可得到舰空导弹防空作战目标威胁程度结果。