导航信号干扰源定位排查能力评估

白文礼,吴传龙,张海涛

(32022部队,湖北 武汉 430070)

0 引 言

由于导航信号干扰源成本较低,导航信号干扰易于实施,且导航用户被干扰后造成的不利影响较大,关于导航信号干扰与保护问题越来越受到重视[1-2]．对导航信号干扰源进行定位排查,已成为无线电保护的重要内容．为掌握导航信号干扰源定位排查能力,指导无线电保护能力建设,在进行导航信号干扰源定位排查能力建设的同时,需要进行相应的能力评估．本文主要探讨如何进行导航信号干扰源定位排查能力评估．

对导航信号干扰源定位排查能力进行综合评估,其本质是一个以综合能力为决策目标、以培训内容为评估准则的多因素目标决策问题,适合采用层次分析法进行评估．层次分析法(AHP)是美国运筹学家萨蒂提出的一种多目标决策分析方法[3-4],具有简单实用、定性与定量分析相结合的特点．在培训组织过程中需要设置具体培训内容、确定各培训内容成绩权重,并进行量化打分,为此应主要解决三个方面问题:一是建立评估指标体系,二是确定指标权重,三是确定量化评分方法．

1 建立评估指标体系

导航信号干扰源排查能力具有一定的综合性和抽象性,要进行能力评估首先必须进行能力分解和因素分析,建立评估指标体系．用户在导航信号受到干扰后,开展干扰源定位排查一般分为三个阶段:1) 利用固定监测网,通过测向计算干扰源的概略位置,确定基本方位;2) 利用机动监测测向设备采用多设备同时测向或单设备多点测向的方法进行逼近查找,计算干扰源坐标和误差椭圆,确定干扰源大致位置;3) 由相关人员利用便携式测向设备、地图、指北针、通信装备等进行抵近查找,确定干扰源位置,并予以排除[5]．对于一线排查人员而言,主要是开展上述2)、3)阶段的工作,包括:识别干扰信号,干扰源测向定位、干扰源抵近确认排查．因此,导航信号干扰源定位排查能力(U)可以分解为干扰信号识别能力(U1)、干扰源测向能力(U2)、干扰源抵近排查能力(U3)三个子能力,在培训考核中设置三个对应的计分项目．

在培训考核中可设置A、B、C共3个模拟干扰源,每个参考小组随机确定参考顺序,且考核环境、考核装备、考核人数均相同．对于干扰信号识别能力(U1)计分项目,设置干扰信号中心频点测量能力和干扰信号调制方式判别能力2个评分细则．对于干扰源测向能力(U2)计分项目,设置干扰源测向速度和干扰源定位精度2个评分细则．对于干扰源抵近排查能力(U3)计分项目,用干扰源排查速度来衡量．借鉴层次分析法,建立如图1所示的评估指标体系．

图1 导航信号干扰源定位排查能力评估指标体系

2 确定指标权重

确定指标权重采用德尔菲法与比较标度法相结合的方法,即按照德尔菲法[6](专家咨询法)获取各层评估指标之间的相对重要程度,建立两两比较判断矩阵,计算矩阵最大特征值所对应的特征向量即为指标元素的权重．根据指标权重和比赛总分,即可确定所有对应科目的具体分值．

2.1 构造两两比较判断矩阵

表1 两两比较标度值意义

执照前述评估指标之间的隶属关系,采用德尔菲法(专家咨询法)获取所有评估指标之间的比较标度值,并建立对应的两两比较判断矩阵．如:相对于目标层U,能力准则层元素U1、U2、U3的两两比较判断矩阵可设为B0;相对于能力准则层元素U1,子准则层元素U11、U12、U13的相对重要程度均相同,其两两比较判断矩阵可设为B1．

(1)

2.2 计算权重

首先,对各两两比较判断矩阵的一致性进行检验.

(2)

式中:m为判断矩阵的阶数;R·I为平均随机一致性指标,其取值如表2所示．当C·R<0.1时,认为比较判断矩阵的一致性可以接受,否则不可接受．

表2 平均随机一致性指标

其次,利用特征根法计算单一准则下各层指标元素的相对权重:

BW=λmaxW，

(3)

式中:B为两两比较判断矩阵;λmax为B的最大特征根;W为对应于λmax的特征向量．W归一化后得到单一准则下各元素的权重向量．

最后,根据单一准则下各元素相对权重列向量,由上至下逐层计算组合权重,得到各层元素相对于总目标的权重列向量．计算公式为

Wk=BkWk-1.

(4)

式中:Wk、Wk-1为第k、k-1层各元素相对于总目标的权重列向量;Bk为第k层元素相对于k-1层的权重向量组合矩阵．

2.3 分值分配

按上述方法计算,得:

W0=[0.143 0.571 0.286]；

(5)

(6)

式中:W0为相对于目标层U,下层指标元素U1、U2、U3的权重向量;W1、W2、W3分别为相对于能力准则层元素U1、U2、U3的三个子准则层元素的权重向量．

同理,可计算得到相对于所有子准则层元素的评分细则层元素的权重向量,并最终得到所有考核评分项相对于目标层元素U的权重．为便于实际应用操作,采取总分百分制,各评分细则分值按权重进行分配,结果如表3所示．

表3 各评分项权重与分值分配表

3 量化评分

导航信号干扰源排查培训考核的评分项主要包括以下几种:中心频点测量误差、干扰信号调制方式判断、干扰源测向所用时间、干扰源坐标测量误差、干扰源排查所用时间．具体如表4所示．

表4 导航信号干扰源排查培训考核评分项内容

量化评分即是要将考核成绩转化为具体数值的分数．对于考核评分一般采用专家评委打分的方法,但其存在主观性较强的问题．为解决这一问题,本文采用函数转换的方法对各参考小组的考核成绩进行量化评分,使参考小组的成绩与分值之间构成映射关系．

对于干扰信号中心频点测量成绩和干扰信号调制方式判别成绩,按照如下数学模型进行量化评分.

(7)

即:①当干扰源中心频率检测合格(相对偏差值≤10-6)或干扰信号调制方式判断正确时,得分为n=2.4;②当干扰源中心频率检测不合格或判断错误时,得分为0．

对于其它几项,按照如下数学模型进行量化评分.

f(x)=

(8)

式中,xmax、xmin为评分的最高标准和最低标准,既可以按照参考队伍的最好成绩和最差成绩来取值,也可按照经验或实际要求进行取值．x为单项考核成绩．当x>xmax时,取得满分n;当x

参考小组的综合成绩为

Y=∑f(x)

=f(x111)+f(x112)+f(x121)+f(x122)+

f(x131)+f(x132)+f(x211)+f(x212)+

f(x221)+f(x222)+f(x231)+f(x232)+

f(x31)+f(x32)+f(x33).

(9)

对各参考小组的综合成绩进行计算排名,即得到导航信号干扰源定位排查能力评估结果．

4 结束语

运用层次分析法等方法,能够为导航信号干扰源定位排查培训考核提供有效的综合能力评估方案,既能确保考核科目设置、分值分配及成绩量化评分的科学性、合理性,又具有可操作性．经培训考核验证,该方法有利于准确掌握导航信号干扰源定位排查能力,为培训效果评估提供有益参考．