一种导弹自主编队综合作战效能评估方法技术

本发明专利技术公开了一种导弹自主编队综合作战效能评估方法，属于导弹自主编队技术领域。所述方法包括建立导弹自主编队综合作战效能分析模型、协同制导与控制能力等级的确定、能力值C计算以及仿真验证的步骤。本发明专利技术基于层次分析法AHP方法和ADC模型的导弹自主编队综合效能评估方法可以高效可靠地进行导弹自主编队的效能预评估，评估结果安全可靠。对导弹自主编队的协同制导与控制能力等级的划分以及对各种能力的细分，较为全面的分析了影响当前导弹自主编队综合作战效能在协同与自主层面的关键技术，总结了导弹自主编队发展和提升的关键工作方向。

【技术实现步骤摘要】
一种导弹自主编队综合作战效能评估方法
本专利技术属于导弹自主编队
，具体地说，是一种对导弹自主编队综合作战效能进行评估的方法。
技术介绍
随着计算机技术和无线移动通信网络技术的迅速发展，基于协同制导控制技术的导弹自主编队协同作战是未来新一代智能精确制导武器发展的显著特点，导弹自主编队作战力求通过尽可能的提高协同效率、协同品质和协同普惠度最终实现显著提高且最大化综合作战效能。目前，国内导弹自主编队协同制导与控制技术的研究，仍处在起步和加速发展的阶段。国内研究作战效能评估大多数针对单枚导弹或导弹群的突防概率等作战效能指标的分析和研究上，缺少对自主编队条件下的协同制导与控制能力的分析，缺少对导弹协同作战的功能和特点的研究。用于导弹作战效能评估的手段很多，如ADC准则、SEA准则、信息熵评估方法等，但这些方法均未考虑到导弹编队作战时导弹成员之间的相互影响，以及导弹编队协同制导控制技术所带来的综合作战效能的提升。
技术实现思路
本专利技术基于层次分析法和美国工业武器系统效能咨询委员会(WSEIAC)的ADC模型(Availability,DependabilityandCapacityAssessment.参见文献[1]:毛红保,田松,晁爱农,无人机任务规划[M].北京:国防工业出版社,2015:179-188.)，引入协同制导与控制能力等级，建立了适用于导弹自主编队协同制导控制系统的综合作战效能分析模型，重点分析了导弹自主编队综合作战效能评估的各层能力和指标体系，建立的综合作战效能评估模型充分考虑了导弹自主编队的功能和特点，并在搭建的导弹自主编队攻防对抗综合仿真验证系统上多次仿真和验证了提出的导弹自主编队综合作战效能评估方法的有效性。本专利技术提供一种导弹自主编队综合作战效能评估方法，包括如下步骤：步骤一：建立导弹自主编队综合作战效能分析模型。考虑到导弹编队的效费比的影响因素，在WSEIAC的系统效能表达式基础上，给出针对飞航导弹自主编队的综合作战效能指标公式如下：式中，A为可用性行向量；[D]为可信性矩阵；C为能力值；Σ为导弹编队的费用比率之和；bi和Bi分别是第i枚参战导弹的实际开销费用及其相对应的标准配置的基准费用，n为参战导弹总数。反舰导弹的最终击毁目标的概率一般可表示为：式中，p0为每枚反舰导弹的击中目标的概率，M为毁伤目标平均必需命中弹数，N为攻击目标的反舰导弹总数，导弹自主编队的攻击目标的能力也最终反应到击毁目标的概率P上。在上式的基础上引入导弹自主编队协同制导与控制能力等级Ξ的概念，则导弹自主编队系统处于i状态下(参见文献[1]中对可用性向量A的定义)，攻击第j个目标的能力值cij表示如下：式中，P0k(i,Ξ,Λ)为协同制导与控制能力等级为Ξ的导弹自主编队系统处于i状态下时，导弹自主编队系统中第k种配置的参战导弹与防御能力系数为Λ(0<Λ≤1)的目标群作战的基本能力指标，ξk为衡量第k种配置的导弹在作战中的重要程度的系数，n为参战导弹的配置种类数，Tj为毁伤第j个目标平均必需命中弹数，Nj为攻击第j个目标的导弹数，Ξ的确定需要对整个导弹自主编队系统进行协同制导与控制能力的评估，是导弹自主编队综合作战效能评估的关键工作。步骤二：协同制导与控制能力等级的确定。采用层次分析法(AHP)对导弹自主编队协同制导控制能力进行定量分析，即确定协同制导与控制能力系数，进而划分导弹自主编队协同制导控制的等级。协同制导与控制能力等级确定的具体步骤如下：第1步，建立递阶层次结构，对导弹自主编队协同制导控制能力进行逐层分解。第2步，计算层次结构底层元素的组合权重。根据简易表格法，由专家填√得表，对应于各层能力的权重表格，分别计算相应的判断矩阵，并求取特征向量。第3步，根据当前各个分系统的研究，给出各个评估内容的评估值。指标值取值范围e∈[0,10]。进而可得到导弹自主编队协同制导与控制能力的评估值，记为步骤三：能力值C计算。导弹自主编队成员突防概率P1，经大量分析和仿真可以描述如下：P1＝f(Ma,h,na,RCSwm,λ,Ξ,Λ)。式中，Ma为导弹飞行马赫数；h为导弹飞行高度；na为导弹的可用机动过载；RCSwm为导弹的雷达反射截面积；λ为导弹流密度。导弹自主编队成员交班成功率P2可用下式描述：式中，D为弹目距离；为弹目接近速度；Ψ为弹目相对角度(方位角和高低角)；为弹目相对角度变化率(方位角速度和高低角速度)；ΔD为导弹的导引头探测距离；ΔΨ为导弹的导引头视场；ΔM为导弹的导引头工作模式及动态特性；RCST为目标的雷达反射截面积。导弹自主编队成员命中概率P3可用下式描述：P3＝f(εG,nT,ΩT)。式中，εG为导弹的制导精度；nT为目标的机动过载；ΩT为目标的外形尺寸。导弹自主编队成员毁伤概率P4可用下式描述式中，εW为导弹的战斗部效能；ζFW为引信与战斗部的配合度；ΨT为导弹的着靶状态；为目标的易损性。导弹自主编队P0k(i,Ξ,Λ)的确定可表示为：步骤四：仿真验证，由VegaPrime和MicrosoftVisualStudio2005软件搭建仿真系统。本专利技术的优点在于：(1)基于层次分析法AHP方法和ADC模型的导弹自主编队综合效能评估方法可以高效可靠地进行导弹自主编队的效能预评估，评估结果安全可靠。(2)对导弹自主编队的协同制导与控制能力等级的划分以及对各种能力的细分，较为全面的分析了影响当前导弹自主编队综合作战效能在协同与自主层面的关键技术，总结了导弹自主编队发展和提升的关键工作方向。附图说明图1是导弹自主编队综合作战效能体系结构图。图2为层次分析法原理框图。图3为协同制导与控制能力层次分解图。图4为典型作战想定示意图。图5为效能评估方法仿真验证流程图。图6为综合数字仿真平台的仿真结果。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。本专利技术提供的导弹自主编队综合作战效能评估方法的步骤如下：步骤一：导弹自主编队综合作战效能分析模型；飞航导弹自主编队的协同思想主要体现在编队支撑网络、信息获取系统、编队决策与管理系统、编队飞行控制系统、成员飞行控制系统等的高度集成。因而，导弹自主编队综合作战的效能评估是将导弹编队作为评估对象，考虑到作战任务和环境影响因素，对可用性、可信性和导弹基本能力三大要素都要经过修正和扩展，同时还要引入导弹自主编队协同制导与控制能力系数和导弹自主编队综合作战效费比。导弹自主编队综合作战效能体系结构如图1所示。考虑到导弹自主编队系统(本文中均简称为系统)的效费比的作战任务和环境影响因素，在WSEIAC的系统效能表达式基础上，给出针对飞航导弹自主编队的综合作战效能指标公式如下：式中，A为可用性行向量；[D]为可信性矩阵；C为能力值；Σ为导弹编队的费用比率之和；bi和Bi分别是第i枚参战导弹的实际开销费用及其相对应的标准配置的基准费用，n为参战导弹总数。(1)可用性行向量A；可用性行向量A为n+1维，即A＝(A0,A1,A2,…,Ak,…,An)(2)式中，A0表示导弹均正常，系统处于可用状态，Ak表示系统有k枚导弹出故障，系统处于可用状态，An表示n枚导弹均出故本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导弹自主编队综合作战效能评估方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一：建立导弹自主编队综合作战效能分析模型；步骤二：协同制导与控制能力等级的确定；具体步骤如下：第1步，建立递阶层次结构，对导弹自主编队协同制导控制能力进行逐层分解；第2步，计算层次结构底层元素的组合权重：根据简易表格法，由专家填√得表，对应于各层能力的权重表格，分别计算相应的判断矩阵，并求取特征向量；第3步，根据当前各个分系统的研究，给出各个评估内容的评估值；指标值取值范围e∈[0,10]；进而得到导弹自主编队协同制导与控制能力的评估值，记为

【技术特征摘要】
1.一种导弹自主编队综合作战效能评估方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一：建立导弹自主编队综合作战效能分析模型；步骤二：协同制导与控制能力等级的确定；具体步骤如下：第1步，建立递阶层次结构，对导弹自主编队协同制导控制能力进行逐层分解；第2步，计算层次结构底层元素的组合权重：根据简易表格法，由专家填√得表，对应于各层能力的权重表格，分别计算相应的判断矩阵，并求取特征向量；第3步，根据当前各个分系统的研究，给出各个评估内容的评估值；指标值取值范围e∈[0,10]；进而得到导弹自主编队协同制导与控制能力的评估值，记为步骤三：能力值C计算；所述的能力值C包括导弹的突防概率P1、交班成功率P2、命中概率P3和毁伤概率P4；导弹自主编队成员突防概率P1，描述如下：P1＝f(Ma,h,na,RCSwm,λ,Ξ,Λ)；式中，Ma为导弹飞行马赫数；h为导弹飞行高度；na为导弹的可用机动过载；RCSwm为导弹的雷达反射截面积；λ为导弹流密度；导弹自主编队成员交班成功率P2用下式描述：式中，D为弹目距离；为弹目接近速度；Ψ为弹目相对角度；为弹目相对角度变化率；ΔD为导弹的导引头探测距离；ΔΨ为导弹的导引头视场；ΔM为导弹的导引头工作模式及动态特性；RCST为目标的雷达反射截面积；导弹自主编队成员命中概率P3用下式描述：P3＝f(εG,nT,ΩT)；式中，εG为导弹的制导精度；nT为目标的机动过载；ΩT为目标的外形尺寸...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴森堂，贾翔，刘文磊，姚征，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11