本發(fā)明屬于導(dǎo)彈自主編隊技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種對導(dǎo)彈自主編隊綜合作戰(zhàn)效能進行評估的方法。

背景技術(shù)：

隨著計算機技術(shù)和無線移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，基于協(xié)同制導(dǎo)控制技術(shù)的導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同作戰(zhàn)是未來新一代智能精確制導(dǎo)武器發(fā)展的顯著特點，導(dǎo)彈自主編隊作戰(zhàn)力求通過盡可能的提高協(xié)同效率、協(xié)同品質(zhì)和協(xié)同普惠度最終實現(xiàn)顯著提高且最大化綜合作戰(zhàn)效能。目前，國內(nèi)導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)與控制技術(shù)的研究，仍處在起步和加速發(fā)展的階段。

國內(nèi)研究作戰(zhàn)效能評估大多數(shù)針對單枚導(dǎo)彈或?qū)椚旱耐环栏怕实茸鲬?zhàn)效能指標的分析和研究上，缺少對自主編隊條件下的協(xié)同制導(dǎo)與控制能力的分析，缺少對導(dǎo)彈協(xié)同作戰(zhàn)的功能和特點的研究。

用于導(dǎo)彈作戰(zhàn)效能評估的手段很多，如ADC準則、SEA準則、信息熵評估方法等，但這些方法均未考慮到導(dǎo)彈編隊作戰(zhàn)時導(dǎo)彈成員之間的相互影響，以及導(dǎo)彈編隊協(xié)同制導(dǎo)控制技術(shù)所帶來的綜合作戰(zhàn)效能的提升。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明基于層次分析法和美國工業(yè)武器系統(tǒng)效能咨詢委員會(WSEIAC)的ADC模型(Availability,Dependability and Capacity Assessment.參見文獻[1]:毛紅保,田松,晁愛農(nóng),無人機任務(wù)規(guī)劃[M].北京:國防工業(yè)出版社,2015:179-188.)，引入?yún)f(xié)同制導(dǎo)與控制能力等級，建立了適用于導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)控制系統(tǒng)的綜合作戰(zhàn)效能分析模型，重點分析了導(dǎo)彈自主編隊綜合作戰(zhàn)效能評估的各層能力和指標體系，建立的綜合作戰(zhàn)效能評估模型充分考慮了導(dǎo)彈自主編隊的功能和特點，并在搭建的導(dǎo)彈自主編隊攻防對抗綜合仿真驗證系統(tǒng)上多次仿真和驗證了提出的導(dǎo)彈自主編隊綜合作戰(zhàn)效能評估方法的有效性。

本發(fā)明提供一種導(dǎo)彈自主編隊綜合作戰(zhàn)效能評估方法，包括如下步驟：

步驟一：建立導(dǎo)彈自主編隊綜合作戰(zhàn)效能分析模型?？紤]到導(dǎo)彈編隊的效費比的影響因素，在WSEIAC的系統(tǒng)效能表達式基礎(chǔ)上，給出針對飛航導(dǎo)彈自主編隊的綜合作戰(zhàn)效能指標公式如下：式中，A為可用性行向量；[D]為可信性矩陣；C為能力值；Σ為導(dǎo)彈編隊的費用比率之和；b_i和B_i分別是第i枚參戰(zhàn)導(dǎo)彈的實際開銷費用及其相對應(yīng)的標準配置的基準費用，n為參戰(zhàn)導(dǎo)彈總數(shù)。

反艦導(dǎo)彈的最終擊毀目標的概率一般可表示為：式中，p₀為每枚反艦導(dǎo)彈的擊中目標的概率，M為毀傷目標平均必需命中彈數(shù)，N為攻擊目標的反艦導(dǎo)彈總數(shù)，導(dǎo)彈自主編隊的攻擊目標的能力也最終反應(yīng)到擊毀目標的概率P上。

在上式的基礎(chǔ)上引入導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)與控制能力等級Ξ的概念，則導(dǎo)彈自主編隊系統(tǒng)處于i狀態(tài)下(參見文獻[1]中對可用性向量A的定義)，攻擊第j個目標的能力值c_ij表示如下：式中，P_0k(i,Ξ,Λ)為協(xié)同制導(dǎo)與控制能力等級為Ξ的導(dǎo)彈自主編隊系統(tǒng)處于i狀態(tài)下時，導(dǎo)彈自主編隊系統(tǒng)中第k種配置的參戰(zhàn)導(dǎo)彈與防御能力系數(shù)為Λ(0<Λ≤1)的目標群作戰(zhàn)的基本能力指標，ξ_k為衡量第k種配置的導(dǎo)彈在作戰(zhàn)中的重要程度的系數(shù)，n為參戰(zhàn)導(dǎo)彈的配置種類數(shù)，T_j為毀傷第j個目標平均必需命中彈數(shù)，N_j為攻擊第j個目標的導(dǎo)彈數(shù)，Ξ的確定需要對整個導(dǎo)彈自主編隊系統(tǒng)進行協(xié)同制導(dǎo)與控制能力的評估，是導(dǎo)彈自主編隊綜合作戰(zhàn)效能評估的關(guān)鍵工作。

步驟二：協(xié)同制導(dǎo)與控制能力等級的確定。采用層次分析法(AHP)對導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)控制能力進行定量分析，即確定協(xié)同制導(dǎo)與控制能力系數(shù)，進而劃分導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)控制的等級。協(xié)同制導(dǎo)與控制能力等級確定的具體步驟如下：

第1步，建立遞階層次結(jié)構(gòu)，對導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)控制能力進行逐層分解。

第2步，計算層次結(jié)構(gòu)底層元素的組合權(quán)重。根據(jù)簡易表格法，由專家填√得表，對應(yīng)于各層能力的權(quán)重表格，分別計算相應(yīng)的判斷矩陣，并求取特征向量。

第3步，根據(jù)當前各個分系統(tǒng)的研究，給出各個評估內(nèi)容的評估值。指標值取值范圍e∈[0,10]。進而可得到導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)與控制能力的評估值，記為

步驟三：能力值C計算。導(dǎo)彈自主編隊成員突防概率P₁，經(jīng)大量分析和仿真可以描述如下：P₁＝f(Ma,h,n_a,RCS_wm,λ,Ξ,Λ)。式中，Ma為導(dǎo)彈飛行馬赫數(shù)；h為導(dǎo)彈飛行高度；n_a為導(dǎo)彈的可用機動過載；RCS_wm為導(dǎo)彈的雷達反射截面積；λ為導(dǎo)彈流密度。

導(dǎo)彈自主編隊成員交班成功率P₂可用下式描述：式中，D為彈目距離；為彈目接近速度；Ψ為彈目相對角度(方位角和高低角)；為彈目相對角度變化率(方位角速度和高低角速度)；Δ_D為導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭探測距離；Δ_Ψ為導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭視場；Δ_M為導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭工作模式及動態(tài)特性；RCS_T為目標的雷達反射截面積。

導(dǎo)彈自主編隊成員命中概率P₃可用下式描述：P₃＝f(ε_G,n_T,Ω_T)。式中，ε_G為導(dǎo)彈的制導(dǎo)精度；n_T為目標的機動過載；Ω_T為目標的外形尺寸。

導(dǎo)彈自主編隊成員毀傷概率P₄可用下式描述式中，ε_W為導(dǎo)彈的戰(zhàn)斗部效能；ζ_FW為引信與戰(zhàn)斗部的配合度；Ψ_T為導(dǎo)彈的著靶狀態(tài)；為目標的易損性。

導(dǎo)彈自主編隊P_0k(i,Ξ,Λ)的確定可表示為：

步驟四：仿真驗證，由Vega Prime和Microsoft Visual Studio 2005軟件搭建仿真系統(tǒng)。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

(1)基于層次分析法AHP方法和ADC模型的導(dǎo)彈自主編隊綜合效能評估方法可以高效可靠地進行導(dǎo)彈自主編隊的效能預(yù)評估，評估結(jié)果安全可靠。

(2)對導(dǎo)彈自主編隊的協(xié)同制導(dǎo)與控制能力等級的劃分以及對各種能力的細分，較為全面的分析了影響當前導(dǎo)彈自主編隊綜合作戰(zhàn)效能在協(xié)同與自主層面的關(guān)鍵技術(shù)，總結(jié)了導(dǎo)彈自主編隊發(fā)展和提升的關(guān)鍵工作方向。

附圖說明

圖1是導(dǎo)彈自主編隊綜合作戰(zhàn)效能體系結(jié)構(gòu)圖。

圖2為層次分析法原理框圖。

圖3為協(xié)同制導(dǎo)與控制能力層次分解圖。

圖4為典型作戰(zhàn)想定示意圖。

圖5為效能評估方法仿真驗證流程圖。

圖6為綜合數(shù)字仿真平臺的仿真結(jié)果。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實施方式，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。本發(fā)明提供的導(dǎo)彈自主編隊綜合作戰(zhàn)效能評估方法的步驟如下：

步驟一：導(dǎo)彈自主編隊綜合作戰(zhàn)效能分析模型；

飛航導(dǎo)彈自主編隊的協(xié)同思想主要體現(xiàn)在編隊支撐網(wǎng)絡(luò)、信息獲取系統(tǒng)、編隊決策與管理系統(tǒng)、編隊飛行控制系統(tǒng)、成員飛行控制系統(tǒng)等的高度集成。因而，導(dǎo)彈自主編隊綜合作戰(zhàn)的效能評估是將導(dǎo)彈編隊作為評估對象，考慮到作戰(zhàn)任務(wù)和環(huán)境影響因素，對可用性、可信性和導(dǎo)彈基本能力三大要素都要經(jīng)過修正和擴展，同時還要引入導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)與控制能力系數(shù)和導(dǎo)彈自主編隊綜合作戰(zhàn)效費比。

導(dǎo)彈自主編隊綜合作戰(zhàn)效能體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

考慮到導(dǎo)彈自主編隊系統(tǒng)(本文中均簡稱為系統(tǒng))的效費比的作戰(zhàn)任務(wù)和環(huán)境影響因素，在WSEIAC的系統(tǒng)效能表達式基礎(chǔ)上，給出針對飛航導(dǎo)彈自主編隊的綜合作戰(zhàn)效能指標公式如下：

式中，A為可用性行向量；[D]為可信性矩陣；C為能力值；Σ為導(dǎo)彈編隊的費用比率之和；b_i和B_i分別是第i枚參戰(zhàn)導(dǎo)彈的實際開銷費用及其相對應(yīng)的標準配置的基準費用，n為參戰(zhàn)導(dǎo)彈總數(shù)。

(1)可用性行向量A；

可用性行向量A為n+1維，即

A＝(A₀,A₁,A₂,…,A_k,…,A_n) (2)

式中，A₀表示導(dǎo)彈均正常，系統(tǒng)處于可用狀態(tài)，

A_k表示系統(tǒng)有k枚導(dǎo)彈出故障，系統(tǒng)處于可用狀態(tài)，

A_n表示n枚導(dǎo)彈均出故障，系統(tǒng)處于不可用狀態(tài)，

其中a_wm為飛航導(dǎo)彈(WM)的可靠性，n為參戰(zhàn)導(dǎo)彈數(shù)量，為組合符號。

(2)可信性矩陣[D]；

[D]＝[α_ij]_(n+1)·(n+1)，i＝1,2,…,n，j＝1,2,…,n (6)

當i＞j時，α_ij＝0；當i＝j(luò)時,

當i＜j時，

式中，T為系統(tǒng)的任務(wù)工作時間，MTBF_s為平均故障間隔時間。

(3)能力值C；

對于飛航導(dǎo)彈(WM)武器系統(tǒng)來說，能力值C主要包括導(dǎo)彈的突防概率P₁、交班成功率P₂、命中概率P₃和毀傷概率P₄等。借助于任務(wù)載荷的優(yōu)化配置以及編隊決策與管理系統(tǒng)，飛航導(dǎo)彈編隊可采用不同類型和規(guī)格的導(dǎo)引頭高低搭配編組，通過編隊支撐網(wǎng)絡(luò)交換目標信息，能夠有效的提高飛航導(dǎo)彈(WM)的基本能力指標P₀＝P₁·P₂·P₃·P₄。

系統(tǒng)在執(zhí)行任務(wù)過程中處于第i種狀態(tài)時所對應(yīng)的能力值c_i由下式計算：

式中，M為目標數(shù)，w_ij為在處于i狀態(tài)(參見文獻[1]中可用性向量A的定義)下，攻擊第j個目標的權(quán)值，c_ij為在處于i狀態(tài)下，攻擊第j個目標的能力值。

反艦導(dǎo)彈的最終擊毀目標的概率P一般可表示為：

式中，p₀為每枚導(dǎo)彈的擊中目標的概率，M為毀傷目標平均必需命中彈數(shù)，N為攻擊目標的導(dǎo)彈總數(shù)，導(dǎo)彈自主編隊的攻擊目標的能力也最終反應(yīng)到擊毀目標的概率上，在公式(10)的基礎(chǔ)上引入導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)與控制能力等級Ξ(Cooperative Guidance&Control Level for Missiles Autonomous Formation，CGCL)的概念，則系統(tǒng)處于i狀態(tài)下，攻擊第j個目標的能力值表示如下：

式中，P_0k(i,Ξ,Λ)為協(xié)同制導(dǎo)與控制能力等級為Ξ的系統(tǒng)處于i狀態(tài)下時，系統(tǒng)中第k種配置的導(dǎo)彈與防御能力系數(shù)為Λ(0<Λ≤1)的目標群作戰(zhàn)的基本能力指標，ξ_k為衡量第k種配置的導(dǎo)彈在作戰(zhàn)中的重要程度的系數(shù)，n為參戰(zhàn)導(dǎo)彈的配置種類數(shù)，T_j為毀傷第j個目標平均必需命中彈數(shù)，N_j為攻擊第j個目標的導(dǎo)彈數(shù)，Ξ的確定需要對整個導(dǎo)彈自主編隊系統(tǒng)進行協(xié)同制導(dǎo)與控制能力的評估，是導(dǎo)彈自主編隊綜合作戰(zhàn)效能評估的關(guān)鍵工作。

步驟二：協(xié)同制導(dǎo)與控制能力等級的確定；

結(jié)合導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)與控制系統(tǒng)的五大組成部分(編隊支撐網(wǎng)絡(luò)、信息獲取系統(tǒng)、編隊決策與管理系統(tǒng)、編隊飛行控制系統(tǒng)和成員飛行控制系統(tǒng))對協(xié)同制導(dǎo)與控制能力等級CGCL進一步細分和描述。如表1所示。

表1導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)與控制能力等級CGCL細化表

采用層次分析法(AHP)對導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)控制能力進行定量分析，即確定協(xié)同制導(dǎo)與控制能力系數(shù)，進而劃分導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)控制的等級。層次分析法的原理框圖如圖2所示，首先確定層次結(jié)構(gòu)和影響因素，構(gòu)造判斷矩陣，計算單層次權(quán)重，如果通過單層次一致性檢驗，繼續(xù)進行多層次總權(quán)重，如果通過總體一致性檢驗，則得到層次和因素權(quán)重，否則重新構(gòu)造判斷矩陣。

確定協(xié)同制導(dǎo)與控制能力等級CGCL具體步驟如下：

第1步，建立遞階層次結(jié)構(gòu)，對導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)控制能力進行逐層分解。

首先按導(dǎo)彈自主編隊的五大組成部分進行細分，其中成員飛行控制能力即導(dǎo)彈的傳統(tǒng)的導(dǎo)航制導(dǎo)與控制能力，不作為導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)控制能力劃分的重點，暫時認為該能力值固定不變，其余四個部分(決策與管理能力B1、支撐網(wǎng)絡(luò)能力B2、信息獲取能力B3以及編隊飛行控制能力B4)的考核內(nèi)容劃分如圖3。

第2步，計算層次結(jié)構(gòu)底層元素的組合權(quán)重。根據(jù)簡易表格法，由專家填√得表，以第二層能力指標的具體能力權(quán)重為例，其相應(yīng)的表格如表2所示。

表2分系統(tǒng)能力權(quán)重簡易表

對應(yīng)于各層能力的權(quán)重表格，分別計算相應(yīng)的判斷矩陣，并求取特征向量。

其中，a_ij表示指標a_i相對于指標a_j的相對權(quán)重。

采用方根法計算判斷矩陣的權(quán)向量，首先計算判斷矩陣A的每一行元素的乘積(針對上述例子，公式(13)至公式(16)中的n值為4)：

再計算M_i的n次方根：

對進行歸一化處理：

則所得的權(quán)重向量記為:

w＝[ω₁,ω₂,…,ω_n]^T (16)

第3步，根據(jù)當前各個分系統(tǒng)的研究，給出各個評估內(nèi)容的評估值。指標值取值范圍為0～10。

導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)與控制能力層次分解圖中第三層的每種能力是導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)技術(shù)研究的關(guān)鍵。近年來相關(guān)研究越來越豐富，應(yīng)用不同的協(xié)同與決策機制或算法，導(dǎo)彈自主編隊將具備不同的協(xié)同制導(dǎo)與控制能力。專家根據(jù)導(dǎo)彈自主編隊系統(tǒng)實際情況依據(jù)表1對第三層各能力值進行評估，領(lǐng)域?qū)＜叶酁閰⑴c相關(guān)問題研究的人員，經(jīng)過大量理論和仿真驗證分析，給出各個子指標的評估值，即第三層各能力值C_i(i＝1,2,…14)。

進而可得到導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)控制能力的評估值，記為：

e∈[0,10] (17)

e＝w_A-C·(C₁,C₂,…C₁₄)^T (18)

式中，w_A-C表示第三層(C層)各能力對于導(dǎo)彈自主編隊協(xié)同制導(dǎo)控制能力(A層)的權(quán)值。

步驟三：基本能力值計算；

(1)導(dǎo)彈自主編隊成員突防概率。

計算編隊成員的突防概率P₁，需要分析導(dǎo)彈自主編隊從發(fā)射區(qū)到導(dǎo)彈擊中目標的整個任務(wù)過程中，影響導(dǎo)彈成功突防的所有因素，例如導(dǎo)彈回避威脅和障礙的能力、不被敵方雷達發(fā)現(xiàn)的能力，導(dǎo)彈編隊協(xié)同航路規(guī)劃的優(yōu)化程度、生成導(dǎo)引指令的可行性、敵方的攔截和打擊能力等。因此，導(dǎo)彈自主編隊成員突防概率P₁可以表示為：

其中為不被敵方雷達探測到的概率，P_D為被敵方雷達探測到的概率，為不被攔截機擊中的概率，為不被敵方攔截彈擊中的概率，為不被敵方高炮擊中的概率，為對敵方電子干擾突防概率，為對敵方密集陣的突防概率，為不碰撞概率。

現(xiàn)有研究中雖然對上述大多數(shù)概率值進行定量分析和仿真驗證，但缺少對導(dǎo)彈自主編隊的不碰撞概率進行定量分析，這里不碰撞概率可分為兩個方面，一方面是導(dǎo)彈編隊成員之間的不碰撞概率，一方面是導(dǎo)彈和地面、海面以及山地丘陵等的不碰撞概率。不碰撞概率與導(dǎo)彈編隊的安全距離、單枚導(dǎo)彈的制導(dǎo)控制精度以及編隊航路規(guī)劃能力、航路導(dǎo)引精度息息相關(guān)。

P₁值的確定與具體的作戰(zhàn)條件和任務(wù)相關(guān)，難以給出固定的公式，但經(jīng)大量分析和仿真可以描述如下：

P₁＝f(Ma,h,n_a,RCS_wm,λ,Ξ,Λ) (21)

式中，Ma為導(dǎo)彈飛行馬赫數(shù)；h為導(dǎo)彈飛行高度；n_a為導(dǎo)彈的可用機動過載；RCS_wm為導(dǎo)彈的雷達反射截面積；λ為導(dǎo)彈流密度。

(2)導(dǎo)彈自主編隊成員交班成功率；

當導(dǎo)彈編隊進入中末制導(dǎo)交班階段時，飛航導(dǎo)彈要依靠自身的導(dǎo)引頭或者借助于編隊支撐網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，成功地捕獲指定的目標并轉(zhuǎn)入末制導(dǎo)階段。交班成功率P₂就是衡量飛航導(dǎo)彈按要求由中制導(dǎo)狀態(tài)成功轉(zhuǎn)入末制導(dǎo)狀態(tài)的概率。中/末制導(dǎo)交班成功與否取決于交班點(交班區(qū))的選取、導(dǎo)引頭探測誤差、以及導(dǎo)彈自主編隊信息融合和動態(tài)目標分配的能力。

導(dǎo)彈自主編隊的成員的交班成功率不僅需要考慮是否能夠捕捉并成功跟蹤某一個目標，還要盡量使整體交班后的彈目分配最優(yōu)。P₂可用下式描述：

式中，D為彈目距離；為彈目接近速度；Ψ為彈目相對角度(方位角和高低角)；為彈目相對角度變化率(方位角速度和高低角速度)；Δ_D為導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭探測距離；Δ_Ψ為導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭視場；Δ_M為導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭工作模式及動態(tài)特性；RCS_T為目標的雷達反射截面積。

(3)導(dǎo)彈自主編隊成員命中概率；

命中概率P₃主要與飛航導(dǎo)彈的制導(dǎo)精度、目標的運動特性和外形尺寸密切相關(guān)。P₃可用下式描述：

P₃＝f(ε_G,n_T,Ω_T) (23)

式中，ε_G為導(dǎo)彈的制導(dǎo)精度；n_T為目標的機動過載；Ω_T為目標的外形尺寸。

(4)導(dǎo)彈自主編隊成員毀傷概率；

毀傷概率P₄主要與飛航導(dǎo)彈的毀傷能力、目標的易損性密切相關(guān)。P₄可用下式描述：

式中，ε_W為導(dǎo)彈的戰(zhàn)斗部效能；ζ_FW－引信與戰(zhàn)斗部的配合度；Ψ_wm為導(dǎo)彈的著靶狀態(tài)；為目標的易損性。

(5)導(dǎo)彈自主編隊P_0k(i,Ξ,Λ)的確定；

導(dǎo)彈自主編隊的綜合效能評估是與具體作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)環(huán)境息息相關(guān)的，在相同的協(xié)同制導(dǎo)與控制能力等級(CGCL)下，對于不同配置、不同性能的導(dǎo)彈，其基本能力指標P₀也有較大差別。由于各部分指標和協(xié)同制導(dǎo)與控制能力耦合嚴重，目前以第二級CGCL的基本能力指標P₀(Ξ＝2,Λ＝1)為基準，當某種導(dǎo)彈P₀(Ξ＝2,Λ＝1)＞p_e時，CGCL對其綜合作戰(zhàn)效能的提高顯著，Ξ＝5時，P₀值可以趨近于1，目前服役的巡航導(dǎo)彈基本都具備該條件，則P_0k(i,Ξ,Λ)可表示為：

步驟四：仿真驗證；

為了方便研究協(xié)同制導(dǎo)與控制能力等級(CGCL)與導(dǎo)彈自主編隊綜合作戰(zhàn)效能的關(guān)系，同時仿真和驗證各分系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)，由Vega Prime和Microsoft Visual Studio 2005軟件搭建綜合數(shù)字仿真平臺，以某型反艦彈的模擬數(shù)據(jù)建立非線性六自由度模型，導(dǎo)彈自主編隊依照如圖4的戰(zhàn)場想定遂行作戰(zhàn)任務(wù)，即陸基發(fā)射、艦載發(fā)射和機載發(fā)射的反艦導(dǎo)彈經(jīng)過初始段、中制導(dǎo)段和末制導(dǎo)段完成對敵方艦隊的編隊協(xié)同作戰(zhàn)的過程，該仿真平臺具備各分系統(tǒng)功能可剪裁，戰(zhàn)場態(tài)勢實時顯示和記錄，單次作戰(zhàn)效能計算等功能。

在該綜合數(shù)字仿真平臺上進行多次仿真測試實驗，得出導(dǎo)彈編隊作戰(zhàn)仿真試驗效能值E₁，同時采用文中評估方法計算導(dǎo)彈自主編隊綜合作戰(zhàn)效能值E₂，并在綜合數(shù)字仿真系統(tǒng)中對導(dǎo)彈自主編隊的能力進行剪裁，得出不同協(xié)同制導(dǎo)與控制能力等級下的兩種效能值進行對比分析，對比分析流程如圖5。

為了突出分析導(dǎo)彈自主編隊綜合作戰(zhàn)效能方法的可行性和有效性，仿真和計算中側(cè)重CGCL的確定，以及評估值和綜合數(shù)字仿真中作戰(zhàn)效能的對比，這里假設(shè)：①導(dǎo)彈自主編隊中各導(dǎo)彈的可用性a_wm＝0.9；②系統(tǒng)的任務(wù)工作時間T＝1，系統(tǒng)的平局故障間隔時間MTBF_s＝1000；③導(dǎo)彈命中概率P₃＝0.9，導(dǎo)彈命中目標的情況下的毀傷概率P₄＝1；④導(dǎo)彈自主編隊規(guī)模為24，巡航馬赫數(shù)為3Ma，敵方艦隊規(guī)模為8，毀傷每個艦船平均必須命中彈數(shù)均為2；⑤敵方雷達系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標即能穩(wěn)定跟蹤，由發(fā)射區(qū)為200km×80km×24000m×15m的中遠程防空導(dǎo)彈攔截，攔截導(dǎo)彈最大速度5Ma，可用攔截彈數(shù)36，殺傷半徑為10m。

首先計算導(dǎo)彈編隊P_0k(i,2,1)的值，計算過程這里不作為重點內(nèi)容列出。

然后采用AHP方法，依據(jù)步驟二，得出數(shù)字仿真中某型反艦彈編隊的各層指標的判斷矩陣，第二層能力指標的判斷矩陣如下：

則采用方根法計算上述A-B判斷矩陣的權(quán)向量，得到權(quán)向量：

w_A-B＝[0.4554,0.2628,0.1409,0.1409]^T (27)

同理得到第三層的權(quán)向量如下：

進而按照步驟二中的計算方法求得第三層各能力值Ci(i＝1,2,…14)的權(quán)重向量：

結(jié)合領(lǐng)域?qū)＜覍Σ煌瑢?dǎo)彈自主編隊第三層能力值的評估結(jié)果，由式(18)可以得到其相應(yīng)的自主編隊的協(xié)同制導(dǎo)與控制能力系數(shù)e的值，進而由式(19)得到CGCL等級。

每次仿真結(jié)束，綜合數(shù)字仿真平臺可以根據(jù)存儲的實驗數(shù)據(jù)計算出單次仿真的各項概率值，進而得出實驗法的P₀值和綜合作戰(zhàn)效能如下：

當前CGCL三級，攻方綜合效能單次仿真計算結(jié)果為：攻方突防概率0.5；攻方交班成功概率0.7523；攻方命中概率0.707385253；攻方毀傷概率0.953；攻方效費比0.084525687；攻方綜合效能0.804626581。

攻方綜合效能評估結(jié)果為：

攻方突防概率0.5376；攻方交班成功概率0.7523；攻方命中概率0.849；攻方毀傷概率0.953；攻方效費比0.109076114；攻方綜合效能0.853648105。

圖6為CGCL等級為2、3、4時，對應(yīng)的30次綜合數(shù)字仿真平臺的仿真結(jié)果。

從圖6中可以看出隨著CGCL的提高，導(dǎo)彈自主編隊的綜合作戰(zhàn)效能有明顯提升，CGCL為3時，導(dǎo)彈自主編隊以集中式?jīng)Q策和管理的方式進行編隊飛行和遂行任務(wù)，相對于基本不具備協(xié)同能力的CGCL為2的導(dǎo)彈編隊效能值平均提高了30.98％，而當CGCL為4時，效能值提高更為明顯。

表3中對評估法和實驗法得出的綜合作戰(zhàn)效能的結(jié)果進行對比，其中實驗法得出的仿真結(jié)果為30次仿真實驗的統(tǒng)計值。

表3評估法和實驗法結(jié)果對比表

由表3可以看出，評估法和實驗法的仿真結(jié)果吻合較好，實驗法需要數(shù)字仿真平臺仿真大量的仿真和計算作為支撐，軟件實現(xiàn)和仿真過程較為繁瑣，而本發(fā)明提供的評估法基于協(xié)同制導(dǎo)與控制能力等級的概念，從導(dǎo)彈自主編隊的能力構(gòu)成的角度分析了系統(tǒng)綜合作戰(zhàn)效能與各種能力的定性和定量的關(guān)系，可以快速高效的得出導(dǎo)彈自主編隊的協(xié)同制導(dǎo)與控制能力等級和綜合作戰(zhàn)效能。

以上是對本發(fā)明進行了詳細的介紹，對本發(fā)明的具體操作方法和操作流程進行了詳細的介紹，仿真假設(shè)的實例只是為了幫助理解本發(fā)明的方法和核心思想。在本領(lǐng)域，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施過程中，根據(jù)實際情況的需要會有所改變，只要不脫離本發(fā)明的思想和范圍，均應(yīng)該涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。