基于三标度法的战场电磁环境复杂程度评估

蔡广友，谢泉松

（海军潜艇学院，山东青岛 266071）

基于三标度法的战场电磁环境复杂程度评估

蔡广友，谢泉松

（海军潜艇学院，山东青岛 266071）

总结出评估战场电磁环境复杂程度的若干主要指标，运用系统工程学原理，通过三标度法，确定各评价指标对于战场电磁环境复杂度的影响程度，建立战场电磁环境复杂程度综合评价的数学模型。

三标度法；电磁环境；评估

信息化条件下联合作战，各种雷达、通信、导航、强电磁辐射干扰机等武器装备大量运用，使电磁辐射的功率越来越强，占用电磁频谱越来越宽，战场电磁环境越来越复杂。并且随着信息化程度的不断提高，战场电磁环境对联合作战，特别是战场感知、指挥控制、装备效能和战场生存等方面的影响和制约将不断增大。因此，在作战决策过程中，战场电磁环境已成为指挥机关必须关注的重要因素之一。通过科学的方法，对战场电磁环境复杂度进行定性与定量分析，可以帮助指挥机关准确、及时、全面地掌握战场电磁态势，以及其对作战行动的影响，并据此做出正确的决策。

1 战场电磁环境复杂程度评估指标体系

近年来，国内已有不少学者对电磁环境复杂程度的度量上进行了探讨，先后提出了信号强度、背景噪声强度、用频威胁度、频率占用度、频率重合度、电磁设备抗干扰度、电磁频谱管控度等十多个度量指标。经过综合衡量和反复比较，我们认为选择背景噪声强度u1、信号功率强度u2、频率占用度u3、频率重合度u4和用频威胁度u55个指标，作为电磁环境复杂程度u的度量标准较为合理，建立战场电磁环境复杂程度评估指标体系。

各个评估指标的计算可分别用下列公式表示：

2 三标度法确定各评估指标权重的决策过程

2．1 构造判断矩阵

首先由专家给出在每一层次上各元素之间重要性程度的三标度比较矩阵A＝（dij）n×n，其中：

从ri中找出最大值rmax和最小值rmin，再对rmax和rmin所对应的两个元素进行比较，给出所谓的基点比较标度bm；最后通过下面的变换式将直接比较矩阵变换成间接判断矩阵：

然后计算三标度比较矩阵的行要素之和

2．2 计算重要性排序

针对所构造的判断矩阵，求出最大特征根所对应的特征向量，所求特征向量即为评价指标的重要性排序，也就是某层指标相对其上一层指标相对重要性权值。对于u1，u2，…，un，通过两两比较得到判断矩阵A，采用方根法求解矩阵特征根AW＝λmaxW，所得到的W经正规化后作为元素u1，u2，…，un在指标u下的排序权重。λmax存在且唯一，W可以由正分量组成，除了差1个常数倍数外，W是唯一的。

2．3 判断矩阵一致性检验

所求的权数分配是否合理，需对判断矩阵进行一致性检验。为了检验判断矩阵的不一致性，定义平均特征值差作为它的一致性指标（简记为CI），即有

当CI＝0，即λmax＝n时，称矩阵具有完全一致性；CI的值越大，判断矩阵的完全一致性越差。一般CI≤0．1就认为矩阵具有满意的一致性；否则应修改判断矩阵，直到满意为止。

3 战场电磁环境复杂程度评估模型

3．1 确定指标权重

建立评价指标集，设战场电磁环境复杂程度评价集为U＝｛u1，u2，…，un｝。利用三标度法确定评价指标权重集，评价指标权重集为W＝｛w1，w2，…，wn｝，其中元素wi（i＝1，2，…，n）是评价指标集中第i个指标的权重值。

3．2 确定评语集

评语集是对评价对象可能作出的评价结果所组成的集合，可表示为V＝｛v1，v2，…，vp｝。

其中，vk（i＝1，2，…，p）是可能作出的第k个评价结果。根据对战场电磁环境复杂程度可能的评价表述，将战场电磁环境分为简单电磁环境和复杂电磁环境两类，其中每一类又分为轻度、中度和重度，共6个等级，分别用1，2，3，4，5，6数值来表示它们。建立战场电磁环境复杂程度及度量指标表，见表1。

表1 电磁环境复杂程度及度量指标表

3．3 综合评判

设对战场电磁环境复杂程度评估考虑指标ui作出评判结果为rik（i＝1，2，…，n；k＝1，2，…，p），则评判矩阵可表示为

于是，采用M（·，＋）模型，则综合评判可表示为

计算出对应于综合指标的总得分S，获得战场电磁环境复杂程度的评估结论。

4 应用举例

海军某舰队组织海上联合作战演练，根据所建立的评估指标体系，运用上述综合评判的方法对战场电磁环境复杂程度进行评估。通过计算，得出背景噪声强度S为7 dB，信号功率强度E为22 dB，频率占用度60%，频率重合度25%，用频威胁度40%。

利用三标度法建立u关于u1，u2，u3，u4，u5的判断矩阵，见表2。

表2 判断矩阵

则rmax＝9；rmin＝1；bm＝5，由公式（1）得间接判断矩阵：

运用近似计算判断矩阵特征值的方根法，求得指标权重W1＝（0．263 0．417 0．062 0．098 0．160）；由A1W1＝λmaxW1，得λmax＝5．068；由CI＝（λmax－n）／（n－1），得CI＝0．017＜0．1，满足一致性要求。由S＝），得综合判断得分：

根据综合判断得分，可以认为战场电磁环境程度为4级，属于复杂电磁环境中的轻度，基本符合实际情况。

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［2］ 宋裕农，李长军，綦 辉，等．作战指挥·军事模拟·教育研究专题论文集［C］．北京：海潮出版社．2000．

［3］ 陈行勇，张殿宗，王 袆，等．面向对象的战场电磁环境复杂度评估［J］．电子信息对抗技术，2010，25（2）：17－21．

TN97

A

1008－1542（2011）12－0021－03

2011－06－20；责任编辑：冯 民

蔡广友（1975－），男，江苏淮安人，讲师，硕士，主要从事作战指挥方面的研究。