火箭助飞鱼雷入水点精度评定方法

宁永成, 侯代文, 邢国强



火箭助飞鱼雷入水点精度评定方法

宁永成, 侯代文, 邢国强

(中国人民解放军91439部队, 辽宁 大连, 116041)

为了解决火箭助飞鱼雷评定中样本量较少的问题, 提出了基于验前信息的小子样条件下的火箭助飞鱼雷入水点精度圆概率误差(CEP)评定方法。该方法针对传统方法中可信度计算主观性较强的缺点, 重新定义了相容性检验中的生产方风险, 增强了验前信息可信度计算的客观性。应用实例表明, 本文方法能在相同风险下, 减少试验所需鱼雷的条次数, 从而提高定型试验的效率和效益。

火箭助飞鱼雷; 入水点精度; 圆概率误差; 相容性检验; 可信度；定型试验；评定方法

0 引言

火箭助飞鱼雷集导弹和鱼雷技术于一体, 是水下反潜的主战武器之一。火箭助飞鱼雷的落点精度直接影响鱼雷的毁伤效果, 是评定鱼雷性能的主要战技指标, 也是靶场试验必不可少的内容。以往采用的统计决策方法, 是建立在大子样检验基础之上, 对落点精度的评定仅仅利用现场试验信息, 要得到置信度较高的试验结果, 所需鱼雷条次较多。由于火箭助飞鱼雷从发射至入水的整个飞行过程受发射舰定位误差、火箭助飞段制导误差以及雷伞弹道误差等多种因素的影响, 造成落点精度测量复杂; 同时, 不同于传统的鱼雷, 火箭助飞鱼雷在评定过程中不能回收使用, 可使用的鱼雷条次数较少。这不可避免地带来定型试验周期长、试验成本高等问题, 也给试验的组织、指挥、协调和实施带来了很大难度。

Bayes方法充分利用验前信息, 并根据现场试验获取的观测数据进行条件分析和推断, 在同样置信条件下, 能降低试验所需鱼雷的条次数, 从而有效地降低试验消耗、缩短试验周期并提高试验效率[1]。基于此, 本文提出小子样条件下的火箭助飞鱼雷落点精度评定方法, 融合验前信息, 利用Bayes估计方法对火箭助飞鱼雷的圆概率误差(circular error probable, CEP)进行评定[2]。仅利用较少的试验条次数, 就能以较高的置信度, 完成落点精度的评定。

1 落点精度的CEP评定方法

落点精度是落点准确度与落点密集度的总称。落点准确度指散布中心与瞄准点的偏差, 属于系统误差。落点密集度是落点相对于散布中心的离散程度, 属于随机误差[3]。

由于圆概率误差指标可以对落点准确度和落点密集度作综合评定, 本文首先确定落点相对于瞄准点的CEP指标, 然后根据仿真及科研阶段的试验结果等验前信息计算验前概率, 最后, 由现场试验数据, 作出落点精度是否满足指标的判定。

其分布示意图如图1所示。

图1 CEP示意图

Fig. 1 Schematic of circular error probable

这样, 鱼雷落点精度评定问题就转变为如下假设检验问题

即根据2种假设后验概率的大小对比关系, 就能够评判落点精度是否满足要求。

2 验前信息的利用

Bayes方法解决统计决策问题的一个显著特点就是充分运用现场信息和验前信息进行统计推断。当样本量较少时, 获取相关的验前信息并对其进行科学合理地处理就成为Bayes方法的前提和关键。对于落点精度而言, 科研阶段的陆上试验信息、湖上试验信息等都可以作为验前信息。

Bayes方法应用验前信息的前提是验前信息能够反映性能参数的统计特性, 即要求验前信息和现场试验数据近似属于同一整体。由于2种信息是在不同条件下获得的, 因而必须对验前信息与现场信息进行相容性检验, 以确定二者是否服从同一分布。

2.1 相容性检验

相容性检验主要有Smirnov检验、Wilcoxon检验、F检验和Mood检验等方法[2]。本文采用F检验方法确定验前信息与现场信息的相容性。

假定鱼雷入水点纵、横向偏差相等, 即2=2=2, 则验前信息与现场信息的相容性检验归结为以下假设检验问题

则

2.2 验前信息的可信度

即使验前信息和现场信息在某一检验水平下是相容的, 由于验前信息不同于现场信息, 为了应用验前信息进行统计决策分析, 还必须给出验前信息的可信度。

为了使验前信息可信度取值唯一, 保证其客观性, 这里, 重新定义可信度计算中的生产方风险

这样, 既保证了验前信息可信度的客观性, 也最大限度地提高了其可信度。此时, 如果¢取值变小时, 采伪概率¢就会增大, 验前信息的可信度就变小, 这与实际情况是相符的。

3 鱼雷入水点精度评定方法

3.1 验前概率的计算

式中:

3.2 入水点精度评定

故

4 应用实例

在同样的判定指标下, 可以得到不同验前概率下, 各种不同的试验方案及其对应的风险, 结果如表1所示。

表1 试验方案及其对应的Bayes风险

5 结束语

针对火箭助飞鱼雷评定中, 试验样本量较少的问题, 本文提出小子样条件下的火箭助飞鱼雷落点精度评定方法, 通过融合验前信息, 减少了定型过程中所需鱼雷条次数, 提高了定型试验的效率和效益。通过应用实例, 说明了本文方法的有效性。

由于Bayes检验方法能够减少被试产品的条次数, 从而有效地降低试验成本, 随着被试产品质量的不断提高以及验前信息的日趋丰富, 基于Bayes理论的小子样检验方法将在今后的产品评定中发挥更大的作用。

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An Accuracy Assessment Method of Water Entry Point for Rocket Assisted Torpedo

NING Yong-cheng, HOU Dai-wen, XING Guo-qiang

(91439thUnit, The People¢s Liberation Army of China, Dalian 116041, China)

A circular error probable (CEP) assessment method based on priori information is presented to estimate water entry point accuracy for solving the problem of fewer test samples in evaluation of rocker assisted torpedoes. This method redefines the producer′s risk in compatibility check to improve the risk-based credibility calculating technique which has strong subjectivity, thus the objectivity of a priori information credibility is enhanced. The application of the present method indicates that the test samples can be reduced without evidently increasing consumers′ and the producers′ risks, and the efficiency of evaluation test can be increased.

rocket assisted torpedo; water entry point accuracy; circular error probable(CEP); compatibility check; credibility；evaluation test; assessment method

TJ630.33; O213.2

A

1673-1948(2011)02-0109-06

2010-10-11;

2011-01-14.

宁永成(1961-), 男, 高级工程师, 长期从事鱼雷总体试验方法研究.

(责任编辑: 杨力军)