基于PFT的航天电子侦察系统作战效能指标体系构建

范鹏程，祝 利，安永旺，杨常波

(1.国防科技大学，安徽 合肥 230037; 2.中国人民解放军61541部队，北京 100094)

·试验与评估·

基于PFT的航天电子侦察系统作战效能指标体系构建

范鹏程1，祝 利1，安永旺1，杨常波2

(1.国防科技大学，安徽 合肥 230037; 2.中国人民解放军61541部队，北京 100094)

航天电子侦察系统是战略预警体系的重要组成部分，科学评估其作战效能对于提升天基侦察监视能力具有重要意义。提出了PFT的分析方法与基于信息能力的系统作战效能评估准则。通过分析系统作战流程，建立了侦察流程剖面图，构建了高完整度、低冗余度的航天电子侦察系统作战效能评估指标体系，并对指标进行分析。

航天电子侦察；作战效能；指标体系

0 引言

航天电子侦察系统是国家战略预警体系的重要组成部分，也是制空间信息权能力建设与发展的重点领域[1]。航天电子侦察作为战略预警与情报侦察重要手段，依靠其宽频段的信息感知，高时效的信息传输与智能化信息处理，具备了相当的空间信息支援能力，已成为信息化作战体系的基础和支撑。为了全面、客观、科学地评估航天电子侦察系统效能，避免因评估人员由于自身认知能力差异而导致评估结果的差异，克服评估人员潜在的绝对主观与绝对客观的错误态度，首先应制定能够充分体现航天电子侦察系统特点的作战效能评估指标体系。

在构建航天电子侦察系统作战效能评估指标体系过程中，需要结合评估对象在执行任务时所具备的过程性、系统内各部分的协作性以及效能发挥的整体性。本文针对性地提出了以过程为中心(PFT)的效能分析思路，构建了基于PFT的航天电子侦察系统作战效能评估指标体系，并对各指标内涵进行阐述。

1 PFT分析方法

航天电子侦察系统的作战效能评估问题，本质上属于多属性评估范畴。通过对国内相关领域专家研究成果[2-4]分析发现，全过程、多层次、多属性的指标体系更能够全面地描述航天电子侦察系统作战效能，也逐步成为该领域效能评估的发展趋势。

对评估对象进行多属性评估的前提是构建相应的效能评估指标体系，需要基于特定的分析方法进行指标体系的构建以及分析评估。根据评估对象的差异，系统效能分析与评估方法可分为三类：以需求为中心(RFT)、以价值为中心(VFT)和以知识为中心(KFT)。RFT的分析方法主要面向用户对系统需求问题的分析研究，针对无明显流程的保障类系统，这类系统通常需要各子模块分别执行不同任务，所构建的效能评估指标间无明显因果关联[5]；VFT的分析方法主要面向战略性、开创性系统与装备发展的分析研究，针对决策者的主观认知以构建价值模型，再对备选方案进行评估[6]；KFT的分析方法主要面向具有相似结构功能、分属不同型号的独立系统的分析研究，这类系统在完成任务过程中注重各子模块并行协同工作以发挥效能，更强调模块间的独立性、协同性和差异性[7]。

同上述分析方法适用的评估对象相比，航天电子侦察系统在执行作战任务时，表现出明显的差异性：一是航天电子侦察具有明显的过程性，航天电子侦察是该系统对战场电磁信息进行“获取—传输—处理”的有序衔接过程；二是发挥侦察效能对各分系统能力的依赖性，航天电子侦察作战效能不仅仅体现在对于信号侦察的能力，需要空间信号侦察分系统、数据信息传输分系统与情报分析处理分系统能力的协同发挥。

为针对性地解决航天电子侦察系统的作战效能指标选取以及体系构建问题，本文提出PFT的效能分析方法[8]，针对系统执行作战任务的完整流程以进行指标选取以及体系构建，该分析方法的思想包括“分解”、“转换”、“约束”和“聚合”四个方面,如图1所示。

图1 基于PFT作战效能指标体系构建流程

1) “分解”的思想。面向该系统执行作战任务的完整过程，通过分析航天电子侦察系统执行特定情报侦察任务的流程剖面，通过将任务执行的复杂过程在时间轴上隔离分区，转换为多个功能单一、相对独立分系统的有序工作，为后续效能的分解量化奠定基础。

2) “转换”的思想。航天电子侦察系统作战效能，本质上是基于信息能力、面向作战任务时系统效能的综合描述，将分解后的分系统的作战效能转化为系统在执行相应任务时的信息能力，从而将系统对情报侦察任务的完成程度转化为完成任务的相关分系统性能的综合度量。

3) “约束”的思想。侦察前端的信息获取能力、通信中枢的信息传输能力直接影响处理终端的输入侦察数据的质量，进而对情报生产与分发产生影响。航天电子侦察系统各分系统间的因果关联性，造成前端分系统对后端分系统效能发挥的约束，这种约束实质上是各分系统对整体作战效能的约束。

4) “聚合”的思想。通过对航天电子侦察系统效能的分解、转换以及约束，能够得到各分系统效能的指标与其获取和量化方法。构建层次化的指标体系，系统作战效能可以由相关分系统信息能力的聚合得出。

2 航天电子侦察系统作战效能评估准则

作战效能评估准则是评估人员对航天电子侦察系统作战效能的基本判断依据和价值标准，是系统效能评估指标体系构建与效能评估的基础。对于系统作战效能的评判，本文借助“信息能力”的概念进行阐述。信息能力是对各种信息技术理解与运用的能力，即对信息的获取、加工、处理、传递的理解与运用能力[9]。

基于上述考虑，航天电子侦察系统作战效能，从信息能力的视角出发可以理解为航天电子侦察系统完成对战场电磁信息的感知、采集、处理、组织和分发等一系列行动时的有效程度，集中体现为航天电子侦察系统的信息获取、信息传输、信息处理以及信息防护的能力。因此，航天电子侦察系统作战效能评估准则，则是指在特定作战条件下，航天电子侦察系统的信息获取、信息传输、信息处理与信息防护等综合效能的度量法则。

3 基于PFT的航天电子侦察系统作战效能指标体系

3.1作战效能评估指标体系构建原则

作战效能评估指标是在特定作战环境与任务框架内，度量航天电子侦察系统完成既定作战任务有效程度的变量，其科学性与合理性将对作战效能评估与结果分析的可用性与有效性产生直接影响。因此，作战效能评估指标体系的构建是一个基于PFT分析思想与信息能力准则框架下的定性分析与定量分析相结合的过程。定性分析是确定作战效能评估指标体系框架的基础，定量分析则是细化与完善作战效能评估指标体系内容的前提。因此，作战效能指标体系构建应当遵循以下原则[10-11]：

1) 系统性原则

效能评估指标的选取和构建时，应立足整体视角，综合运用系统论的观点和方法，建立的指标体系应能够全面反映其作战效能，同时为了提升评估的有效性，可适当忽略一些作用较小的影响因素，从而体现出系统作战效能的全面性和可信度。

2) 针对性原则

复杂作战环境下对系统效能构成影响的因素有很多，不同作战任务、不同作战阶段、不同作战部署对应的评估对象和评估目的都不一样。因此，作战效能评估指标的选取与体系构建要有针对性，应当在反映航天电子侦察系统作战能力的基础上，突出不同评估任务的目的性。

3) 独立性原则

保证评估指标不相关，能够确保选取的评估指标可相对独立地体现系统作战效能的某一方面。应最大限度地消除和避免评估指标间信息的冗余重复，减少评估指标的交叉包含，使得评估指标具备相对独立性，从而保证作战效能评估底层指标的科学性和合理性。

4) 可测性原则

指标选取应当便于量化处理，一方面，评估指标能够具备明确的物理意义并能够借助技术手段获得；另一方面，评估指标本身应便于实际运用和度量，满足定量分析的需求，使得评估指标的量化具有可操作性。

此外，还应当遵循客观性、动态性、可比性、简洁性以及适应性等原则。

3.2航天电子侦察流程剖面分析

构建航天电子侦察系统作战效能评估指标体系的前提，是分析航天电子侦察系统执行支援任务时的流程(如图2所示)及其流程剖面[1](如图3所示)。基于任务流程剖面，可以明确该系统在任务执行过程中所涉及到的分系统，反映不同分系统对特定任务的支持作用，为选取作战效能评估指标以及构建评估指标体系提供客观依据；并且能够理清底层指标间的因果联系与相互约束，确定底层指标属性值的取值范围与量化方式。

指挥控制中心将情报需求转化为作战计划，由运控测控中心生成对应的运控/侦察指令，通过上行链路直接或中继卫星间接将指令数据注入到空间信号侦察分系统；空间信号侦察分系统根据任务指令，在飞临目标区域上空时进行开机侦察，对目标区域内的电磁辐射信号进行侦收、测量、预处理并存储；根据侦察任务的时间要求，将侦察数据通过下行链路直接或经由中继卫星间接传输给地面数据接收站；地面数据接收站对侦察数据进行预处理，并将侦察数据传送给情报处理中心进行情报的处理、整编，最终形成航天电子侦察情报产品。

图2 航天电子侦察流程图

图3 航天电子侦察流程剖面

3.3效能评估指标体系构建

基于PFT的分析思想与信息能力的效能评估准则，根据对航天电子侦察系统组成结构、侦察过程以及分系统功能分析，本文将信息获取、信息传输、信息处理以及信息安全能力这四个指标作为评估指标体系的能力层；根据系统侦察流程剖面所涉及各分系统的战技术性能，提取19个具体指标作为评估指标体系的性能层。按照“效能—能力—性能”的顺序逐层细分，建立如表1所示的航天电子侦察系统作战效能评估指标体系。

表1 航天电子侦察系统作战效能评估指标体系

3.4效能评估指标分析

1)信息获取能力C1

信息获取能力是指航天电子侦察系统利用空间信号侦察分系统，采取单星或多星组网侦察的方式获取目标区域中战场电磁信息的能力。主要通过空间覆盖率、时间覆盖率、频段覆盖率、信号截获概率和目标定位精度五个指标进行度量。

空间覆盖率C11、时间覆盖率C12以及频段覆盖率C13描述了空间信号侦察分系统对于目标区域的覆盖性能。空间覆盖率用来描述空间信号侦察系统中电子侦察卫星的空域覆盖特性以及卫星组网特性，用地表面积被卫星覆盖的比率表示；时间覆盖率用来描述空间信号侦察系统中电子侦察卫星的时域覆盖特性以及卫星组网特性，用卫星对目标区域的覆盖时间比率表示；频域覆盖率用来描述空间信号侦察系统中电子侦察卫星的频域覆盖特性以及卫星组网特性，用卫星侦察频段对目标工作频段的比率表示。

信号截获概率C14和目标定位精度C15描述了空间信号侦察分系统中有效载荷对于电磁目标的侦察性能。信号截获概率用来描述在一定接收灵敏度的条件下，系统能够检测出目标区域内电磁信号的可能性大小，根据卫星组网方式的不同，信号截获概率可分为单星截获概率、多星串行协同截获概率与多星并行协同截获概率；目标定位精度用来描述有效载荷确定目标区域内电子目标平台实体空间位置时的精度，根据卫星定位体制不同，对应目标定位精度也不同。

2) 信息传输能力C2

信息传输能力是指航天电子侦察系统利用数据传输分系统，采用直接或中继传输方式将所获取的侦察信息高效、完整、准确、安全地传输到地面数据接收站的能力。主要通过信道损耗、视窗宽度、链路质量、传输精度与传输时延五个指标来进行度量。

信道损耗C21表示通信链路所处传输信道的质量，包括自由空间扩散损耗、大气吸收损耗、大气折射与闪烁损耗以及雨、雪、云雾等气象因素损耗等的总和。

视窗宽度C22表示卫星通信传输窗口的宽度，指在数据传输分系统采用直接或中继传输数据时可用时间段的长短。

链路质量C23表示通信链路的传输特性，用链路载噪比表示，指通信链路中信号载波与各种噪声的比值，通常采用载波功率与噪声功率谱密度比值的形式表示。

传输精度C24和传输时延C25共同描述数据传输的质量。传输速率用误码率表示，用来描述侦察数据在给定时间内的传输精确性；传输时延是用来描述从侦察载荷完成侦察任务后，直至卫星侦察数据传输至地面接收站的时间长度，主要受到传输方式、传输路径、数据量大小以及传输速率的影响。

3) 信息处理能力C3

情报处理能力是指航天电子侦察系统利用情报处理分系统，对侦察数据进行预处理、处理、分析以及整编直至形成情报产品的能力。主要通过信息融合性能、情报数据库质量、目标识别准确度、目标识别完整度和情报处理时效性五个指标进行度量。

情报融合性能C31用来描述情报处理系统对于侦察数据的分类与融合的能力，受到融合算法以及融合时间的影响。

情报数据库质量C32包括情报数据库的完整性和准确性，分别用来描述情报数据库建设的关于作战目标类型、属性、能力、相关联武器系统以及隶属关系等情报的完整程度与准确程度。

目标识别准确度C33用来描述经情报处理后所获目标的特征与真实目标特征相吻合的程度，采用估计理论来衡量相关估计的优劣质量。

目标识别完整度C34用来描述经情报处理后获取到侦察区域内目标数量的多少，通常用获得目标数量同客观环境中目标数量的比例来表示。

情报处理时效性C35用来描述地面情报处理系统对于侦察数据进行处理分析直至形成情报产品的时间，主要受到情报处理单元情报处理能力、侦察数据数量以及情报产品等级等因素影响。

4) 信息安全能力C4

信息安全能力是指航天电子侦察系统整体的安全与防护性能，包括对信息进行获取、传输、处理过程的信息安全。主要通过系统反侦察性能、抗干扰性能、抗毁伤性能、信息保密以及自我修复能力五个指标进行度量。

反侦察性能C41是指防止敌方对通信信号进行搜索、截获、定位甚至破译等情报侦察行动的性能。

抗干扰性能C42是侦察前端抗干扰能力、通信链路抗干扰能力和地面终端抗干扰能力的综合体现。侦察前端抗干扰能力用来描述空间信号侦察分系统应对各类雷达干扰的防护能力；通信链路抗干扰能力用来描述数据传输分系统应对各类通信干扰的防护能力；地面终端抗干扰能力用来描述地面情报处理分系统应对各类网络攻击的防护能力。

抗毁伤性能C43是侦察前端抗干扰能力、通信链路抗毁伤能力和地面终端抗毁伤能力的综合体现，描述了系统对于敌方硬摧毁威胁时的防护能力。

修复能力C44是系统在遭受一定程度的损伤后，通过开启备用系统、采取机动方式以及进行快速维修等措施实现功能修复的能力。

4 结束语

本文在对PFT分析方法进行阐述的基础上，提出了基于信息能力的航天电子侦察系统作战效能评估准则。在对航天电子侦察系统工作流程与流程剖面分析的基础上，着眼信息获取、信息传输、信息处理以及信息安全四个方面的能力，构建了航天电子侦察系统作战效能评估指标体系，并对各指标进行了说明，为下一步作战效能评估模型的构建提供了指导。■

[1] 郝叶力.优先发展航天电子对抗作战力量[J].军事学术，2011(9)：20-23.

[2] 高晓滨，郝重阳.电子战系统效能的模糊评估方法[J].火力与指挥控制，2005,30(1)：69-72.

[3] 雷国强，陈行勇.电子侦察卫星对舰船侦察威胁等级分析[J].舰船电子对抗，2014,37(6)：41-43.

[4] 苏建伟，宋元，许林周.海洋监视卫星对水面舰艇的电子侦察效能分析[J].舰船电子对抗，2009,32(4)：51-53.

[5] 刘旭光，孔德强，胡碌碌，等.军用卫星通信系统通信能力指标体系研究[J].舰船电子对抗，2013,36(1)：73-75.

[6] 李颖，张占月，陈庆华.基于VFT和BN组合方法的空间对地观测系统效能评估[J]. 军事运筹与系统工程, 2012,26(1):61-66.

[7] 许相莉，胡晓峰.一种基于复杂网络理论的网络空间作战效能评估指标体系框架[J].军事运筹与系统工程,2014,28(1):33-37.

[8] 蔡秋芬，李国辉.基于PFT的空间预警系统综合效能评估[D]. 长沙:国防科技大学，2013:14-15.

[9] 杨世松.军事信息能力[M].北京:军事科学出版社,2007.

[10]赵文婷.防空导弹网络化体系作战效能评估指标与验证方法[J].现代防御技术，2013,41(2)：6-11.

[11]王一舟，周俊，周志强.一种雷达情报组网系统通信效能评估指标体系研究[J].现代防御技术，2013,37(5)：89-93.

[12]曹裕华，冯书兴，管清波,等.航天器军事应用建模与仿真[M].北京：国防工业出版社，2010.

声明

本刊不向作者收取任何费用，若有向作者提出需缴纳诸如审稿费、版面费、加急费等，均属欺诈行为。特此声明。

《航天电子对抗》编辑部

Construction of operational effectiveness index system of aerospace electronic reconnaissance system based on PFT

Fan Pengcheng1, Zhu Li1, An Yongwang1, Yang Changbo2

(1. National University of Defense Technology, Hefei 230037, Anhui, China;2. Unit 61541 of PLA, Beijing 100094, China)

The aerospace electronic reconnaissance system is an important component of the strategic early warning system, and it is important to evaluate its operational effectiveness scientifically for improving the capability of space-based reconnaissance and surveillance. The method of PFT analysis and the evaluation criterion of system operational effectiveness based on information capability are proposed. By analyzing the operational process of the system, a reconnaissance process profile is established, and a high integrity and low redundancy aerospace electronic reconnaissance system operational effectiveness evaluation index system is constructed, and the indexes are analyzed.

aerospace electronic reconnaissance; operational effectiveness; index system

2017-07-08;2017-08-04修回。

范鹏程(1991-)，男，硕士研究生，主要研究方向为情报资源效能评估。

TN971

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