告警反应时间内外场数据的一致性检验

张兴华

(解放军91404部队，秦皇岛 066000)

告警反应时间内外场数据的一致性检验

张兴华

(解放军91404部队，秦皇岛 066000)

摘要：内外场试验数据的一致性检验是校验、确认和验收(VV&A)的重要内容，内场数据必须经过一致性检验才有价值，在统计学上就是2个总体的一致性检验问题。通过非参数方法及参数方法进行告警反应时间内外场数据的一致性检验，检验内外场数据样本是否来自同一随机总体，确定2个样本的总体分布是否相同以及在给定置信度下内外场试验结果是否满足一致性要求。

关键词：告警反应时间； 内外场； 一致性

0引言

雷达对抗装备的告警反应时间测试，主要测试从高威胁等级信号出现在被试设备作用范围内起至被试设备发出告警信号的时间。通过内场仿真和外场试验，可以获得内场仿真和外场试验2组数据样本，数据的一致性检验就是要验证2个样本是否来源于同一随机总体，首先要确定样本的总体分布，并在一定的置信度下验证2组数据是否相同等方面内容[1]。

1参数检验法

假设总体的分布函数服从正态分布，则分布函数的形状仅与个别参数如均值、方差有关，一致性检验也只需对这些参数进行即可。T检验适用于服从正态分布的小样本(样本容量小于30)的2个平均值差异程度的检验，它是根据T分布理论来推断差异发生的概率，检验2组数据的差异是否显著[2-3]。

T检验分为单总体和双总体检验。单总体统计量为：

(1)

双总体T检验是检验2个样本平均数与其各自所代表的总体的差异是否显著。双总体T检验又分为2种情况:一是独立样本T检验;二是配对样本T检验。

独立样本T检验统计量为：

(2)

式中：s1和s2为2个样本方差；n1和n2为2个样本容量。

1.1　独立样本基本方法

独立样本是指得到的样本总体之间是相互独立的，当总体标准差σ1和σ2未知时，独立样本均值之差的检验采用t检验,可用于检验独立总体2组样本的均值或中心位置的一致性。如果2组样本彼此不独立，应该使用配对T检验。如果分组不止1个，例如可能要检验3或4个甚至更多个独立样本的均值之间的差异情况，应该进行单变量方差分析。独立样本T检验还要求总体服从正态分布，如果总体明显不服从正态分布，则不应该用独立样本T检验来检验均值之间的差异，而应该用非参数检验。

(3)

式中：Sp为标准差的估值。

于是，t统计量的计算公式为：

(4)

式中：t的自由度为n1+n2-2。

(5)

t统计量的计算公式为：

(6)

t的自由度f的计算公式为:

(7)

1.2　两独立样本T检验的基本步骤：

两独立样本T检验需要检验2个总体的均值是否存在显著性差异。其零假设为H0：μ1=μ2，这里，μ1和μ2分别为两总体的均值。

这里需要注意的是两独立样本均值检验的前提是2个独立总体的方差相等，即满足方差齐性。确定2个独立样本的方差齐性是构造和选择两独立样本T检验统计量的关键。统计产品与服务解决方案(SPSS)中利用LeveneF方差齐性检验方法检验两总体方差是否存在显著差异。而对两独立样本的检验用的是前面构造的t统计量。

在给定零假设的前提下，SPSS将检验值0代入t统计量的μ1-μ2部分，得到检验统计量的观测值以及根据t分布的分布函数计算出来概率P值。

当检验统计量的概率P值小于显著性水平时，则拒绝零假设，认为两独立样本均值有显著性差异；反之，则接受零假设，两独立样本均值无显著性差异。

2非参数检验

两独立样本的非参数检验是在对总体分布不很了解的情况下，通过分析样本数据，推断样本来自的2个独立总体分布是否存在显著差异，一般用来对2个独立样本的均数、中位数、离散趋势、偏度等进行差异比较检验。

在大样本情况下，可利用Kolmogorov-Smirnov检验、Pearsonχ2检验；小样本情况下，则采用Wilcoxon秩和检验、逆序检验等。在此主要对SPSS19提供的几种检验方法进行非参数检验，其检验统计量在此就不赘述，可以参考相关试验数据统计分析和SPSS的书籍。

3数据验证

假设雷达对抗装备对2部辐射源信号告警反应时间分别进行内场仿真和外场试验，对模拟数据进行一致性检验。雷达对抗装备告警反应时间试验数据如表1所示。

表1　雷达对抗装备告警反应时间试验数据

3.1　用SPSS软件进行参数检验

用SPSS软件进行独立样本均值T检验，其检验结果如表2所示。H0为原假设，H1为备择假设。

表2　告警反应时间SPSS软件独立样本均值T检验结果

3.2　用SPSS软件进行非参数检验

非参数检验可以用SPSS软件进行，取α=0.05，其检验结果如表3所示。

表3　告警反应时间SPSS软件非参数检验结果

综合以上参数检验和非参数检验方法检验结果，可得雷达对抗装备侦察告警反应时间内外场试验数据一致性分析结果,如表4所示。

由表1~表3可以认为侦察装备对辐射源1告警反应时间仿真数据与外场数据基本不存在差异，置信区间高达95%，而侦察装备对辐射源2告警反应时间内场数据与外场数据存在差异。

4结束语

通过内外场试验数据的一致性检验确认内外场数据是否存在差异，确定外场实际试验环境对雷达侦察设备的影响大小。尤其是对不同频段辐射源告警反应时间的内外场测试数据进行一致性检验，可以确定实际使用环境中各频段环境信号对侦察设备的影响，进而为优化该项指标测试提供理论依据和

表4　雷达对抗装备侦察告警反应时间内外场试验数据一致性分析结果

数据支撑。

参考文献

[1]张桓,王国良,王志铎.电子装备试验概论[M].北京:国防工业出版社,2005.

[2]安树林,董印权,张鸿喜,等.海军武器装备试验仿真技术[M].北京: 国防工业出版社,2006.

[3]董晓博,陆静,张伟,等.雷达对抗装备试验[M].北京:国防工业出版社,2005.

Coherency Inspection for Internal and External Field Data of

Warning Reaction Time

ZHANG Xing-hua

(Unit 91404 of PLA,Qinghuangdao 066000,China)

Abstract:Coherency inspection of internal and external field test data is the important content of verfication,validation & acceptance (VV&A).The internal field data must be implemented coherency inspection to prove that the data is of value,which is the coherency inspection issue of two collectivities in statistics.This paper performs coherency inspection for internal and external field data of warning reaction time through non-parameter method and parameter method,inspects whether the internal and external field data samples are from the same random collectivity,confirms whether the overall distribution of two samples are uniform and the results of internal and external field test are satisfied with the coherency requirement in the definite confidence.

Key words:warning reaction time;internal and external field;coherency

收稿日期:2015-04-24

DOI:10.16426/j.cnki.jcdzdk.2015.03.004

中图分类号：TN971.1

文献标识码：A

文章编号：CN32-1413(2015)03-0012-03