一种单舰防空反导综合作战模型应用方法与流程

1.本发明属于舰艇反导效能评估技术领域，具体地说，涉及一种单舰防空反导综合作战模型应用方法。


背景技术：

2.水面舰艇是当代海军的主要作战平台，也是大国之间争夺海权的重要利器，水面舰艇及编队的作战能力基本代表了一个国家的海军实力。水面舰艇作战使命有对海打击、对空防御、水下反潜等，对空防御能力也是防空反导能力，是水面舰艇对空作战的必备能力，一旦丧失该能力，再精尖先进的水面舰艇也会沦为被敌攻击的靶船。
3.目前，对水面舰艇防空反导综合作战能力评估方法有专家咨询法、层次分析法等，现有技术中通过上述方法对舰艇防空反导综合作战效能进行评估，方便调整作战方法以及作战部署，但是，现有的水面舰艇防空反导综合作战能力评估方法还存在如下缺陷：
4.现有的水面舰艇防空反导综合作战能力评估方法很大程度上参杂有考核人员的主观因素，因而存在较大不确定性，无法根据准确的量化结果进行精准评估，因此，评估结果的准确性以及可靠性低，无法满足现有技术中的评估需求。


技术实现要素：

5.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
6.鉴于现有技术中水面舰艇防空反导综合作战能力评估方法认为主观因素导致评估准确性降低的问题，提出了本发明，本发明提出基于概率学的分类综合评价法，客观量化的评价单舰防空综合反导作战效能，还能应用于作战应用方法优劣评价，为战法改进和提升，提高水面舰艇战斗力具有重要意义。
7.因此，本发明其中的一个目的是提供一种单舰防空反导综合作战模型应用方法。
8.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
9.一种单舰防空反导综合作战模型应用方法，根据分类综合评价法首先确定来袭目标类型，其次确定武器样式类型，最后进行综合作战效能的计算；
10.所述的分类综合评价法由武器类型分类评估法和目标样式分类估法构成，所述的武器类型分析法按照无源干扰、舰空导弹、舰炮系统抗击类型分类；所述的目标样式分类评估法按照单目标、单向目标流、多发多向目标、多发多向目标流攻击样式进行分类。
11.优选地，所述的武器类型分类评估法中，无源干扰抗击目标成功概率模型为：
12.式中：p
扰
为无源干扰抗击目标的成功率；
13.n为抗击次数；
14.p
扰x
第x次无源干扰抗击目标的成功率；
15.x为抗击的顺序。
16.优选地，所述的武器类型分类评估法中，舰空导弹抗击目标成功概率模型为：
17.式中：p
弹
为航空导弹抗击目标的成功率；
18.n为抗击次数；
19.p
弹x
为第x次航空导弹抗击目标的成功率；
20.x为抗击的顺序。
21.优选地，所述的武器类型分类评估法中，舰炮系统抗击目标成功概率模型为：
22.式中：p
炮
为舰炮抗击目标的成功率；
23.n为抗击次数；
24.p
炮x
为第x次航炮抗击目标的成功率；
25.x为抗击的顺序。
26.优选地，对单一目标，舰艇采取先无源干扰，后舰空导弹抗击，再用舰炮武器抗击；抗击成功率模型为：
27.p
单
＝1-p
单突
＝1-(1-p
扰
)
×
(1-p
弹
)
×
(1-p
炮
)：
28.式中：p
单突
为单一目标突防成功率；
29.p
单
为抗击单一目标成功率；
30.p
扰
为无源干扰抗击目标的成功率；
31.p
弹
为航空导弹抗击目标的成功率；
32.p
炮
为舰炮抗击目标的成功率。
33.优选地，采用软硬武器对目标流进行抗击，目标流突防成功分为两种情况，其中一种为软硬武器抗击均失败；另外一种为软硬武器只对前者抗击，无源干扰、舰空导弹失败，舰炮抗击成功，对末尾目标未抗击或未达成抗击，抗击单目标流成功概率模型为：
34.p
流
＝1-p
流突
＝1-(p
1突
+p
2突
)
35.式中：p
流
为抗击单目标流成功率；
36.p
流突
为单目标流突防成功率；
37.p
1突
为第一种情况下，目标流突防成功率；
38.p
2突
为第二种情况下，目标流突防成功率。
39.优选地，软硬武器抗击均失败的情况下，目标流突防成功概率模型为：
40.p
1突
＝(1-p
扰
)
×
(1-p
弹
)
×
(1-p
炮
)
41.式中：p
1突
为目标流突防成功率；
42.p
扰
为无源干扰抗击目标的成功率；
43.p
弹
为航空导弹抗击目标的成功率；
44.p
炮
为舰炮抗击目标的成功率。
45.优选地，软硬武器只对前者抗击，无源干扰、舰空导弹失败，舰炮抗击成功，对末尾目标未抗击或未达成抗击的情况下，目标流突防成功概率模型为：
46.p
2突
＝(1-p
扰
)
×
(1-p
弹
)
×
p
炮
47.式中：p
2突
为目标流突防成功率；
48.p
扰
为无源干扰抗击目标的成功率；
49.p
弹
为航空导弹抗击目标的成功率；
50.p
炮
为舰炮抗击目标的成功率。
51.优选地，抗击多发多向目标成功拦截概率模型为：
[0052][0053]
式中：p为抗击多发多向目标成功拦截概率；
[0054]
n为方向序号；
[0055]
pn为成功拦截方向n目标的概率；
[0056]
其中：pn＝1-p
n向突
＝1-(1-p
n向扰
)
×
(1-p
n向弹
)
×
(1-p
n向炮
)
[0057]
式中：p
n向突
为目标在方向n突防成功率；
[0058]
pn为成功拦截方向n的目标概率；
[0059]
p
n向扰
为方向n中无源干扰抗击目标的成功率；
[0060]
p
n向弹
为方向n中航空导弹抗击目标的成功率；
[0061]
p
n向炮
为方向n中舰炮抗击目标的成功率。
[0062]
优选地，抗击多发多向目标流成功拦截概率模型为：
[0063]
p
总
＝p
单总
×
p
流总
[0064]
式中，p
总
为抗击多发多向目标流成功率；
[0065]
p
单总
为n方向下抗击单一目标成功率；
[0066]
p
流总
为n方向下抗击目标流成功率；
[0067]
其中：
[0068]
式中，p
单总
为n方向下抗击单一目标成功率；
[0069]
p
流总
为n方向下抗击目标流成功率；
[0070]
p
n单
为方向n时抗击单一目标成功率；
[0071]
p
n流
为方向n时抗击目标流成功率；
[0072]
n为方向序号。
[0073]
有益效果
[0074]
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
[0075]
本发明中的评估方法有益效果有以下两方面：(1)基于概率学建立的分类综合评价法，包含类型分类法和样式分类法，从量化的角度对单舰防空反导作战效能进行综合评估，避免了以往专家咨询法和层次分析法评估中的人为因素；(2)还可以对不同作战运用方法进行优劣评价，查找战法运用中的短板缺陷，有助于对战法提升和修改，进一步提高单舰防空反导作战能力。
附图说明
[0076]
图1为本发明中对空作战系统的原理框图；
[0077]
图2为本发明中目标分类合成的结构示意图；
[0078]
图3为本发明中单舰防空反导综合作战效能评估方法的流程图；
[0079]
图4为本发明实施例中水面舰艇编队防空反导作战态势图。
具体实施方式
[0080]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
[0081]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0082]
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0083]
为了客观量化的评价单舰防空综合反导作战效能，本发明提供了单舰防空反导综合作战模型应用方法，根据分类综合评价法分型评价，该评估方法包括三步，第一步：确定来袭目标类型，第二步：确定武器样式类型；第三步：综合作战效能计算。
[0084]
如图3所示，本发明中，来袭的目标类型包括单目标、单目标流、双发双向目标、双发双向目标流、多发多向目标以及多发多向目标流。本发明中，武器样式类型包括无源干扰、导弹抗击以及舰炮抗击。
[0085]
本发明采用分类综合评价法对单舰防空反导综合作战效能进行评估，所述的分类综合评价法由武器类型分类评估法和目标样式分类评估法构成，是以概率学为基础建立的综合评价法，该方法不限于对单舰作战效能评估，更在于对不同作战运用方法进行优劣评价。
[0086]
如图1所示，在本发明中，舰艇防空反导作战采用电子战系统、舰空导弹武器系统、舰炮武器系统形成的软硬抗击，通过软硬结合、分层拦截、梯次抗击，实现拦截典型导弹目标概率的最大化。对单舰防空反导效能综合评估是建立在抗导武器装备的核心指标能力之上，以概率学为基础，分别建立武器类型分类法和目标样式分类法。
[0087]
武器类型分类评估法，按照无源干扰、舰空导弹、舰炮系统抗击类型分类，分别针对某一目标建立成功概率模型；目标样式分类法是针对典型目标攻击样式，按照抗击单目标、单向目标流、多发多向目标、多向多目标流开展分类，分门别类建立综合评估模型，用于对综合抗导效能评价。
[0088]
上述武器类型分类评估法中，无源干扰抗击目标成功概率模型为
[0089]
式中：p
扰
为无源干扰抗击目标的成功率；
[0090]
n为抗击次数；
[0091]
p
扰x
第x次无源干扰抗击目标的成功率；
[0092]
x为抗击的顺序，如第x次抗击。
[0093]
上述武器类型分类评估法中，舰空导弹抗击目标成功概率模型为
[0094]
式中：p
弹
为航空导弹抗击目标的成功率；
[0095]
n为抗击次数；
[0096]
p
弹x
为第x次航空导弹抗击目标的成功率；
[0097]
x为抗击的顺序，如第x次抗击。
[0098]
上述武器类型分类评估法中，舰炮系统抗击目标成功概率模型为
[0099]
式中：p
炮
为舰炮抗击目标的成功率；
[0100]
n为抗击次数；
[0101]
p
炮x
为第x次航炮抗击目标的成功率；
[0102]
x为抗击的顺序，如第x次抗击。
[0103]
如图2所示，所述的目标样式分类评估法，是建立在类型分类评估法之上，按照单目标、单向目标流、多发多向目标、多发多向目标流攻击样式二次分类；
[0104]
(一)抗击单目标
[0105]
对单一目标，舰艇采取先无源干扰，后舰空导弹抗击，再用舰炮武器抗击，建立抗击成功率模型：
[0106]
单一目标突防成功概率模型为：p
单突
＝(1-p
扰
)
×
(1-p
弹
)
×
(1-p
炮
)；
[0107]
因此，抗击单一目标成功模型为：p
单
＝1-p
单突
＝1-(1-p
扰
)
×
(1-p
弹
)
×
(1-p
炮
)。
[0108]
上述式中：p
单突
为单一目标突防成功率；
[0109]
p
单
为抗击单一目标成功率；
[0110]
p
扰
为无源干扰抗击目标的成功率；
[0111]
p
弹
为航空导弹抗击目标的成功率；
[0112]
p
炮
为舰炮抗击目标的成功率。
[0113]
(二)抗击单向目标流
[0114]
对于单向目标流，舰艇警戒雷达能够正常发现，但能否分辨需根据具体雷达类型具体而定，能够建批的目标按照抗击单目标处理，不能分别建批的采用以下方法。由于是单向目标流，多目标从同一方向来袭，因而舰艇实施无源干扰对目标流均有效，且抗击成功率相同；在硬武器抗击中，硬武器对目标流优先抗击离舰艇距离近的目标，抗击成功后继续对后续目标抗击。目标流突防成功分为两种情况，
①
软硬武器抗击均失败；
②
软硬武器只对前者抗击，无源干扰、舰空导弹失败，舰炮抗击成功，对末尾目标未抗击或未达成抗击。
[0115]
①
第一种情况，即软硬武器抗击均失败的情况下，目标流突防成功概率模型为：p
1突
＝(1-p
扰
)
×
(1-p
弹
)
×
(1-p
炮
)
[0116]
式中：p
1突
为第一种情况，即软硬武器抗击均失败的情况下，目标流突防成功率；
[0117]
p
扰
为无源干扰抗击目标的成功率；
[0118]
p
弹
为航空导弹抗击目标的成功率；
[0119]
p
炮
为舰炮抗击目标的成功率。
[0120]
②
第二种情况，即软硬武器只对前者抗击，无源干扰、舰空导弹失败，舰炮抗击成功，对末尾目标未抗击或未达成抗击的情况下，目标流突防成功概率模型为：p
2突
＝(1-p
扰
)
×
(1-p
弹
)
×
p
炮
[0121]
式中：p
2突
为第二种情况，即软硬武器只对前者抗击，无源干扰、舰空导弹失败，舰炮抗击成功，对末尾目标未抗击或未达成抗击的情况下，目标流突防成功率；
[0122]
p
扰
为无源干扰抗击目标的成功率；
[0123]
p
弹
为航空导弹抗击目标的成功率；
[0124]
p
炮
为舰炮抗击目标的成功率。
[0125]
基于上述2种情况，因此，单目标流突防成功概率模型为：p
流突
＝p
1突
+p
2突
[0126]
式中：p
流突
为单目标流突防成功率；
[0127]
p
1突
为第一种情况下，目标流突防成功率；
[0128]
p
2突
为第二种情况下，目标流突防成功率。
[0129]
因此，抗击单目标流成功概率模型为：p
流
＝1-p
流突
＝1-(p
1突
+p
2突
)
[0130]
式中：p
流
为抗击单目标流成功率；
[0131]
p
流突
为单目标流突防成功率；
[0132]
p
1突
为第一种情况下，目标流突防成功率；
[0133]
p
2突
为第二种情况下，目标流突防成功率。
[0134]
(三)抗击多发多向目标
[0135]
在抗击多发多向目标中，对目标实施无源干扰时，多个目标来袭方向不同从而舷角不同，因而抗击成功率亦不同；硬武器抗击中，对多个目标是分别抗击，抗击的次数和成功概率亦不同。
[0136]
方向1，目标突防成功率模型为：p
1向突
＝(1-p
1向扰
)
×
(1-p
1向弹
)
×
(1-p
1向炮
)
[0137]
方向1，成功拦截概率模型为：p1＝1-p
1向突
＝1-(1-p
1向扰
)
×
(1-p
1向弹
)
×
(1-p
1向炮
)
[0138]
式中：p
1向突
为目标在方向1突防成功率；
[0139]
p1为成功拦截方向1的目标概率；
[0140]
p
1向扰
为方向1中无源干扰抗击目标的成功率；
[0141]
p
1向弹
为方向1中航空导弹抗击目标的成功率；
[0142]
p
1向炮
为方向1中舰炮抗击目标的成功率。
[0143]
·······
[0144]
方向n，目标突防成功率模型为：p
n向突
＝(1-p
n向扰
)
×
(1-p
n向弹
)
×
(1-p
n向炮
)
[0145]
方向n，成功拦截概率模型为：pn＝1-p
n向突
＝1-(1-p
n向扰
)
×
(1-p
n向弹
)
×
(1-p
n向炮
)式中：p
n向突
为目标在方向n突防成功率；
[0146]
pn为成功拦截方向n的目标概率；
[0147]
p
n向扰
为方向n中无源干扰抗击目标的成功率；
[0148]
p
n向弹
为方向n中航空导弹抗击目标的成功率；
[0149]
p
n向炮
为方向n中舰炮抗击目标的成功率。
[0150]
基于上述方向1，
······
，方向n，因此，抗击多发多向目标成功拦截概率模型为：
[0151]
式中：p为抗击多发多向目标成功拦截概率；
[0152]
n为方向序号；
[0153]
pn为成功拦截方向n目标的概率。
[0154]
(四)抗击多发多向目标流
[0155]
在抗击多发多向目标流中，不同方向的来袭目标可能由单目标或目标流构成，采用分割法，参照抗击单向目标和目标流模型，分别建立单目标和目标流突防成功模型，按照抗击多发多向目标的方法建立多发多向目标流成功概率模型。
[0156]
其中，单目标拦截成功概率模型为：
[0157]
式中，p
单总
为n方向下抗击单一目标成功率；
[0158]
p
n单
为方向n时抗击单一目标成功率；
[0159]
n为方向序号。
[0160]
其中，目标流拦截成功概率模型为：
[0161]
式中，p
流总
为n方向下抗击目标流成功率；
[0162]
p
n流
为方向n时抗击目标流成功率；
[0163]
n为方向序号。
[0164]
基于上述单目标拦截成功概率模型以及目标流拦截成功概率模型，因此，抗击多发多向目标流成功概率综合模型为：p
总
＝p
单总
×
p
流总
。
[0165]
式中，p
总
为抗击多发多向目标流成功率；
[0166]
p
单总
为n方向下抗击单一目标成功率；
[0167]
p
流总
为n方向下抗击目标流成功率。
[0168]
为了进一步阐述本发明单舰防空反导综合作战效能评估方法，并验证本发明方法的可行性，本发明采用如下实施例进行具体阐述。
[0169]
实施例
[0170]
如图4所示，其为某次演习，采用该次演习数据作为本实施例中数据，a、b两艘护卫舰分别位于01’和01”两点，4架靶机从保障舰上起飞，对准01点从a、b、c三个方向来袭，对01点发起攻击，其中a方向为目标流，态势图见图4。参训舰在发现目标后，各自采用不同战法抗击，基本流程是提前开展舰艇机动，实施无源干扰后，在预警探测系统的引导下，对三个方向的来袭目标分别开展硬武器抗击，实现对空综合防御。
[0171]
a舰采用战法1，实施无源干扰1次，对于a方向目标流，舰空导弹抗击2次，舰炮抗击1次；对b和c方向目标，舰空导弹各抗击1次，舰炮各抗击1次，具体抗击情况见下表，所有数据均由人工设定：
[0172][0173]
依据分类综合评价法，根据上表数据，对a舰防空反导作战效能综合评估如下：
[0174]
a方向：p
扰
＝0.92；p
弹
＝1-(1-0.72)
×
(1-0.72)＝0.92；p
炮
＝0.21；
[0175]
p
1突
＝(1-p
扰
)
×
(1-p
弹
)
×
(1-p
炮
)＝(1-0.92)
×
(1-0.92)
×
(1-0.21)＝0.51％
[0176]
p
2突
＝(1-p
扰
)
×
(1-p
弹
)
×
p
炮
＝(1-0.92)
×
(1-0.92)
×
0.21＝0.13％
[0177]
p
流突
＝p
1突
+p
2突
＝0.51％+0.13％＝0.64％
[0178]
p
流
＝1-p
流突
＝1-(p
1突
+p
2突
)＝1-0.64％＝99.36％
[0179]
b方向：p
扰
＝0.45；p
弹
＝0.72；p
炮
＝0.21；
[0180]
p
单
＝1-p单突＝1-(1-p
扰
)
×
(1-p
弹
)
×
(1-p
炮
)
[0181]
＝1-(1-0.45)
×
(1-0.72)
×
(1-0.21)＝87.83％
[0182]
c方向：p
扰
＝0.34；p
弹
＝0.72；p
炮
＝0.21；
[0183]
p
单
＝1-p
单突
＝1-(1-p
扰
)
×
(1-p
弹
)
×
(1-p
炮
)
[0184]
＝1-(1-0.34)
×
(1-0.72)
×
(1-0.21)＝85.40％
[0185]
因此，基于a、b、c三个方向的拦截成功率，
[0186]
a舰防空反导综合拦截概率为：p
总
＝99.36％
×
87.83％
×
85.40％＝74.53％
[0187]
a舰防空反导综合拦截概率为74.53％。
[0188]
b舰采用战法2，实施无源干扰1次，对于a方向目标流，舰空导弹抗击2次，舰炮抗击1次；对b方向目标，舰空导弹各抗击2次，舰炮抗击1次；对c方向目标，舰炮抗击1次。具体抗击情况见下表，所有数据均由人工设定：
[0189][0190]
依据分类综合评价法，根据上表数据，对b舰防空反导作战效能综合评估如下：
[0191]
a方向：p
扰
＝0.43；p
弹
＝1-(1-0.72)
×
(1-0.72)＝0.92；p
炮
＝0.21；
[0192]
p
1突
＝(1-p
扰
)
×
(1-p
弹
)
×
(1-p
炮
)＝(1-0.43)
×
(1-0.92)
×
(1-0.21)＝3.60％
[0193]
p
2突
＝(1-p
扰
)
×
(1-p
弹
)
×
p
炮
＝(1-0.43)
×
(1-0.92)
×
0.21＝0.96％
[0194]
p
流突
＝p
1突
+p
2突
＝3.60％+0.96％＝4.56％
[0195]
p
流
＝1-p
流突
＝1-(p
1突
+p
2突
)＝1-4.56％＝95.44％
[0196]
b方向：p
扰
＝0.28；p
弹
＝1-(1-0.72)
×
(1-0.72)＝0.92；p
炮
＝0.21；
[0197]
p
单
＝1-p
单
突＝1-(1-p
扰
)
×
(1-p
弹
)
×
(1-p
炮
)
[0198]
＝1-(1-0.28)
×
(1-0.92)
×
(1-0.21)＝95.45％
[0199]
c方向：p
扰
＝0.17；p
炮
＝0.21；
[0200]
p
单
＝1-p
单
突＝1-(1-p
扰
)
×
(1-p
弹
)
×
(1-p
炮
)
[0201]
＝1-(1-0.17)
×
(1-0)
×
(1-0.21)＝34.43％
[0202]
因此，基于a、b、c三个方向的拦截成功率
[0203]
b舰防空反导综合拦截概率为：p
总
＝95.44％
×
95.45％
×
34.43％＝31.36％
[0204]
b舰防空反导综合拦截概率为31.36％。
[0205]
通过分类综合评价法计算，a舰采用的战法1明显优与b舰采用的战法2。战法2的缺
点在于无源干扰时舰艇机动不到位，没有在最大拦截概率处实施无源干扰；硬武器使用时，没有实现均匀抗击。因此，本发明中的评估方法，基于概率学建立的分类综合评价法，包含类型分类法和样式分类法，从量化的角度对单舰防空反导作战效能进行综合评估，避免了以往专家咨询法和层次分析法评估中的人为因素；同时还可以对不同作战运用方法进行优劣评价，查找战法运用中的短板缺陷，有助于对战法提升和修改，进一步提高单舰防空反导作战能力。
[0206]
以上内容是结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。