第２５卷第１０期 电光与控制 Ｖｏ１．２５ Ｎｏ．１０ ０（ ｔ．２０ｌ８ ２０１８年１０月 ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｏｐｔｉｃｓ＆Ｃｏｎｔｒｏｌ 引用格式：欧阳志宏，丁锋，马奎 电子防空光电对抗目标识别与威胁评估方法［Ｊ］．电光与控制，２０１８，２５（１０）：６—９．ＯＵＹＡＮＧ Ｚ Ｈ，ＤＩＮＧ Ｆ，ＭＡ Ｋ．Ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｐｔｉｃａｌ ｔａｒｇｅｔ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｒｅａｔ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｉｒ ｄｅｆｅｎｓｅ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｏｐｔｉｃｓ＆Ｃｏｎｔｒｏｌ，２０１８，２５ （１０）：６－９． 电子防空光电对抗目标识别与威胁评估方法 欧阳志宏， 丁锋， 马 奎 ２３００３７） （国防科技大学电子对抗学院，合肥摘要：机载光电观瞄设备和光电制导武器导引头是区域电子防空光电对抗的直接对象，而快速准确的目标识别与 威胁评估是干扰指挥决策并形成有效干扰的基本前提。分析了电子防空光电对抗目标的特征，针对区域电子防空存 在的战场态势模糊情况，提出基于行为推理的目标识别方法识别目标类型并预测目标行动，再进一步建立结合降效 分析的多属性决策目标威胁评估模型计算目标威胁程度。仿真实例表明，所提方法在支援情报缺失的情况下，能够 准确判定目标属性和威胁等级，为干扰目标分配提供依据。 关键词：电子防空；光电对抗；行为推理；目标识别；威胁评估 中图分类号：Ｖ２７１．４ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１—６３７Ｘ．２０１８．１０．００２ Ｅｌｅｃｔｒｏ·Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ Ｔａｒｇｅｔ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｈｒｅａｔ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ａｉｒ Ｄｅｆｅｎｓｅ ＯＵＹＡＮＧ Ｚｈｉ－ｈｏｎｇ，ＤＩＮＧ Ｆｅｎｇ， ＭＡ Ｋｕｉ （Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅ ｉ ２３００３７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｉｒｂｏｒｎｅ ｅｌｅｃｔｒｏ—ｏｐｔｉｃａｌ ｓｉｇｈｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ ｓｅｅｋｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏ—ｏｐｔｉｃａｌ ｇｕｉｄｅｄ ｗｅａｐｏｎｓ ａｒｅ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔ ｔａｒｇｅｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏ—ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｉｒ ｄｅｆｅｎｃｅ ｃｏｍｂａｔ． Ｒａｐｉｄ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｔｅ ｔａｒｇｅｔ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｒｅａｔ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｆｏｒｍ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｃｏｍｍａｎｄ ｄｅｃｉｓｉｏｎ—ｍａｋｉｎｇ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｊａｍｍｉｎｇ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｆｉｒｓｔｌｙ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ａｍｂｉｇｕｏｕｓ ｂａｔｔｌｅｆｉｅｌｄ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ａ ｔａｒｇｅｔ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｃｔｉｏｎ ｒｅａｓｏｎｉｎｇ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｐｒｅｄｉｃｔ ｉｔｓ ｎｅｘｔ ａｃｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａ ｍｕｌｔｉ—ａｔｔｒｉｂｕｔｅ ｄｅｃｉｓｉｏｎ—ｍａｋｉｎｇ ｔｈｒｅａｔ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄ ｕｓｅｄ ｔｏｇｅｔｈｅｒ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔａｒｇｅｔ ｔｈｒｅａｔ ｌｅｖｅ１．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ，ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｍａｋｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｊｕｄｇｍｅｎｔ ｏｆ ｔａｒｇｅｔ ａｔｔｒｉｂｕｔｅ ａｎｄ ｔｈｒｅａｔ ｌｅｖｅｌ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔａｒｇｅｔ ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ｉｎ ｊａｍｍｉｎｇ ｗｈｅｎ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｎｏ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ ｓｕｐｐｏ￣． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｉｒ ｄｅｆｅｎｓｅ；ｅｌｅｃｔｒｏ—ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ；ａｃｔｉｏｎ ｒｅａｓｏｎｉｎｇ；ｔａｒｇｅｔ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ； ｔｈｒｅ．ａｔ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ０ 引言 电子对抗目标识别与威胁评估是电子干扰指挥决 策的基础和依据，影响着干扰目标分配的准确程度以 象是机载光电观瞄设备和光电制导武器导引头。然 而，由于空中目标进袭速度极快，在没有情报支援的情 况下，光电对抗侦察手段难以及时发现并捕捉目标光 学特征，即使发现目标，由于信息积累较少，目标识别 及干扰效能的发挥程度…。区域电子防空光电对抗目 标主要是空袭战机和光电精确制导武器，干扰直接对 收稿日期：２０１７．１０—３０ 修回日期：２０１７．１１—２１ 和威胁评估的准确度也不高，必然导致干扰目标分配 合理性和实时性降低。 现有的目标识别方法多是通过对比目标观测数据 与目标特征数据库信息，形成可靠的识别结果 、 基金项目：中国博士后科学基金（２０１５Ｍ５７２６７３）；国家社科基金军事 学项目（１５ｌ１００３．１２２） 然而，在支援情报受阻、目标观测信息不全面的情况 下，只能依据现有少量目标信息进行知识推理和行动 分析，获取目标类型并预测目标下一步作战行动。再 根据目标识别结果，以多属性决策目标威胁评估方法 作者简介：欧阳志宏（１９８３一），男，河南确山人，硕士，讲师，研究方 向为电子战作战仿真，复杂电磁环境构建。 第１０期 欧阳志宏等： 电子防空光电对抗日标识别与威胁评估方法 表１ 目标类型与行动的推理结果 ７ 为基础，扩充目标受扰后效能降低这个威胁评估影响 因素，建立区域电子防空光电对抗目标威胁评估模型， 以使评估结果更为科学。 Ｔａｂｌｅ １ Ｒｅａｓｏｎｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔａｒｇｅｔ ｔｙｐｅ ａｎｄ ａｃｔｉｏｎ １ 目标分析与识别方法 从国际上近几次局部战争可以发现，源于不同发 射平台、运用光电制导手段的精确制导武器使用比率 逐渐增大，已经成为区域电子防空光电对抗的核心作 战对象。光电制导武器在制导方式和平台来源上存在 明显的多样性特征。典型代表ＢＧＭ一１０９“战斧”巡航 导弹属于潜射或水面舰艇发射的远程攻击武器，ＡＳ一 ３０Ｌ属于空地激光制导导弹，ＡＧＭ－６５“幼畜”属于战机 发射的近程攻击武器，其中，Ａ／Ｂ型为空地电视制导导 弹，Ｉ）／Ｆ型为红外成像制导导弹。此外，对武器机载平 台光电探测系统的压制和欺骗也是区域电子防空光电 对抗的重要内容，目的是使其无法准确获知侦察和打 击目标的位置和属性信息，破坏射击诸元的完整性。 图ｌ是典型光电对抗干扰手段与作战对象的对应 关系。可见，应对特定目标只有正确选择干扰手段才能 实现有效干扰，这就对目标识别的准确性提出了要求。 ２威胁评估模型 目标威胁评估是于扰目标分配的基础。以往的目 标威胁评估方法没有考虑到在目标威胁程度确定后己 方行动对目标威胁度的影响。在区域电子防空光电对 抗干扰环境下，目标受扰后必然引起作战效能降低，威 胁程度随之下降，具体影响程度由干扰效能辅助分析 确定。因此，本文运用多属性决策目标威胁评估方法， 充分考虑目标受干扰程度威胁评估要素，建立区域电 子防空光电对抗目标威胁评估模型。目标威胁评估的 要素与信息来源如表２所示。 表２目标威胁评估要素 Ｔａｂｌｅ ２ Ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｔａｒｇｅｔ ｔｈｒｅａｔ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｌ皋Ｊ １ Ｉ：扰手段与作战对象对应关系 Ｆｉｇ．１ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎ（１ｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｊａｍｍｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｎｄ ｏｂｊｅ（！ｌｓ 目标识别结果很大程度上影响着目标威胁评估。 区域电子防空光电目标识别不仅要识别出目标类型 （平台属性），还要分析飞机目标的工作状态和光电制 导武器目标的制导方式。目标特征信息的可靠来源为 建立威胁要素模糊隶属函数。对于要素①，飞机 和导弹目标作为红外辐射源，经理论推导和约简近似， 其红外辐射特性在本文场景下的目标照度变化ＡＲ，为 ｌ， 上级支援情报，考虑到战时可能出现信息传输链路受 扰和指挥协同中断，只能基于历史知识或目标的其他 信息进行知识推理和行动分析获取。 光电对抗侦察系统具有较强的激光告警能力，能 够及时准确地获取辐射激光的方位信息和激光信号参 数信息。因此，可以通过目标辐射的激光类型来预测 ＡＲ，一Ｋ× （１） 式中：ｙ为目标逼近速度；Ｒ为目标距离；Ｋ为常数 可见，照度增加，变化剧烈，表明目标正高速逼近，目标 威胁增大；反之，照度减少，表明目标正远离飞行，目标 威胁减小。因此，要素①的隶属函数为 （△尺，）＝ｅ 凡 （２） 目标平台属性，并在已知平台属性的条件下结合辐射 激光情况，对目标具体类型和行动进行合理推断，如表 １所示． ．式中，Ｚ和Ⅱ为常数，经验取值为 ２×１０～ ＝２００。 对于要素②，辐射激光的情况只有３种可能，按威 ８ 电光与控制 第２５卷 胁大小排序分别为辐射制导激光、辐射测距激光和不 辐射激光。其隶属函数为 ，显然，要素⑧是在由要素①～⑦计算得出的威胁 程度基础上对目标威胁的修正。那么，目标最终归一 化威胁度可表示为 １ 制导激光 （ ）：｛０．６测距激光 。 Ｌ０．２不辐射激光 （３） ｆ Ｕ＝Ｕｌ （１一∑Ｐ＾） 对于要素③，角跟踪偏差反映目标航向偏离我重 点保护对象的程度。显然，目标指向保护目标，威胁最 大；偏离保护对象越多，威胁越小。设目标航向相对保 ｛【 ． ＝∑ 应，∑似，：１ 。 （１ｏ） 式中： 为由要素①～⑦计算得出的归一化威胁度； ，护对象的方位角偏差和俯仰角偏差对保护对象战场生 存的影响相同，且某个偏差较大会显著弱化该影响，定 义角跟踪偏差△ 及其隶属函数为 △ ： （Ａａ） ＋（△口） 应（△ ）＝ｅ一 为要素 的隶属函数取值；∞，为要素 的归一化权 重；ｐ， 为第ｉ类干扰对目标威胁度的降低比例； 为干 扰手段数量。 （４） （５） 目标归一化威胁程度经区间量化处理，形成目标 威胁等级，威胁等级的排序结果用于拟制支撑干扰目 标分配方案。 式中：△ａ和 常数。 分别为方位角偏差和俯仰角偏差；０为 ３实例分析 为检验本文方法对目标识别和威胁评估的准确 性，进行作战仿真实验。选取仿真中５个典型时刻点 检验目标识别与威胁等级判定情况，目标状态如表４ 所示。 。对于要素④，目标类型按威胁大小排序分别为激 光制导武器、电视／红外制导武器和作战飞机。其隶属 函数为 ．１ 激光制导武器 导武器㈩ ＝ 表４典型时刻的目标状态数据与识别结果 Ｔａｂｌｅ ４ Ｔａｒｇｅｔ ｓｔａｔｅ ｄａｔａ ｏｆ ｔｙｐｉｃａｌ ｍｏｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ｌ０．２不明飞行物 ｔｈｅ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ 对于要素⑤，⑥和⑦，目标距离、飞行速度和飞行 高度的隶属函数分别为 （Ｄ）＝ｅ““ （Ｖ）＝１一ｅ ｒ１ ０＜日≤ｈ （７） （８） （ ）＝＝｛ｌ ｅ —ｍ（Ｈ一 ） ｆ，ｔ．＜／＜：，１，≤２ Ｕ０ ０Ｕ０Ｕ０Ｕ （９） 式中： ，ｄ，６和ｍ为常数，经验取值为 ＝５×１０ ，ｄ＝ ０，６＝一０．００５，ｍ＝ｌ； 为高度阈值，可设为ｌＯ００ ｍ。 对于要素⑧，目标受到干扰导致威胁降低的程度 以百分比形式表示，假设干扰有效作用于目标，并鉴于 光电干扰普遍作用距离较近，此处不再区分目标进入 有效干扰范围后的受扰程度细微变化，经干扰效能辅 助计算与专家决策，目标受扰类型与威胁度降低的关 系如表３所示，．，。～ 分别表示大功率激光干扰、高重 频激光干扰、无源烟幕干扰、激光角度欺骗干扰以及红 外诱饵干扰。 表３干扰类型与目标威胁度降低的关系 Ｔａｂｌｅ ３ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｊａｍｍｉｎｇ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｔａｒｇｅｔ ｔｈｒｅａｔ ｌｅｖｅｌ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ％ 假设蓝方多批次战机携弹进入红方作战范围，红 方仅获知目标来袭大致方位范围，持续进行电视、红外 侦察和激光告警。蓝方战机到达指定空域发射光电制 导武器，红方发现目标后进行目标识别和威胁评估，并 依据目标威胁等级排序结果形成干扰目标分配方案，然 后实施光电对抗干扰。仿真设置蓝方战机３架，型号、 第１０期 欧阳志宏等： 电子防空光电对抗目标识别与威胁评估方法 ９ 速度、飞行方向相同，编号分别为１０１，１０２和１０３，叠 其中， １０１与红方保护目标距离最近，１０３距离最远。１０１最先 逼近红方保护目标，立即进行激光测距，随后发射激光 半主动制导导弹１０１１；之后，１０２发射红外成像制导导 弹１０２１；最后，１０３发射电视制导导弹１０３１。 设目标威胁等级１级最高，５级最低。上述典型 时刻的目标威胁等级判定结果如图２所示。 ｌ＝＝：＝＝ ： ＼ ￣登Ｉ１， １ ０３１ ＼ 。 匣 ’—————１ｒ—————：，’…………一 土 时刻 图２ 目标威胁等级的计算结果 Ｆｉｇ．２ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｈ ｏｆ ｔａｒｇｅｔ ｔｈｒｅａｔ ｌｅｖｅｌ 具体分析各时刻目标识别与威胁评估情况如下。 １） 时刻，蓝方３架飞机目标距离红方防区较 远，由于缺乏情报支援，未能识别目标，目标威胁等级 较低。 ２）ｔ 时刻，蓝方飞机目标持续逼近，红外特征愈 发明显，且飞机１０１辐射测距激光，识别系统可判定其 为飞机目标，威胁等级提高。 ３）ｔ 时刻，飞机１０１辐射制导激光，并发射激光 制导导弹。从光电对抗侦察系统角度来看，已识别的 １个飞机目标拆分为２个目标，且探测到制导激光，可 推断飞机目标发射精确制导武器，且为激光制导武器。 显然，具有毁伤威胁的导弹目标威胁更大，光电对抗系 统立即启动多手段光电对抗干扰。同时，经过对未识 别目标的持续观测，其与已识别的飞机目标光学特征 相似，亦可判定为飞机目标，威胁程度提升。 ４）ｔ 时刻，飞机１０２发射光电精确制导导弹。与上 一时刻相同，存在目标拆分问题，光电对抗侦察系统可 将新目标识别为机载武器目标，由于未探测到激光信 号，暂时认定为电视／红外制导导弹，威胁等级最高。 ５）ｔ 时刻，飞机１０３发射的机载武器目标同样可 被认定为高威胁度的红外或电视制导导弹。需要强调 的是，由于飞机目标１０１和激光制导导弹１０１１受到激 光致盲与扰乱、无源烟幕迷茫、激光角度欺骗等多手段 干扰，作战效能降低，威胁度有所下降。 综上所述，本文方法在支援情报缺失的情况下，依 靠光电对抗侦察手段获取的少量信息，通过行动分析 和科学预测，能够准确判定目标类型并掌握目标作战 行动，威胁评估在考虑干扰降效因素后，评估结果更为 合理。 ４结束语 本文针对区域电子防空光电对抗目标识别与威胁 评估问题，提出了基于行为推理的目标识别方法，并融 入降效分析对多属性决策目标威胁评估模型进行有效 改进，在目标信息不完整的情况下能够准确识别目标 类型并判定目标威胁等级。后续将进一步结合对抗理 论和专家经验，挖掘目标行动推理规则，提升目标识别 准确度。 参考文献 ［１］ 柯宏发，陈永光．电子战干扰目标的多属性多层次威 胁评估模型［Ｊ］．系统工程与电子技术，２００６，２８（９）： １３７０—１３７３． ［２］代进进，李相民．舰艇编队网络化防空作战空袭目标 威胁评估［Ｊ］．系统工程与电子技术，２０１３，３５（３）：５３２． ５３８． ［３］栗飞，姜青山，闫艳坤．基于ＡＮＦＩＳ和攻防对抗的空袭 目标威胁评估［Ｊ］．弹箭与制导学报，２０１３，３３（５）：１９６． １９８． ［４］ 张垄，王雪，张才冲，等．基于ＩＦＥ动态直觉模糊法的 空战目标威胁评估［Ｊ］．系统工程与电子技术，２０１４， ３６（４）：６９７－７００． ［５］王毅，刘三阳，张文，等．属性权重不确定的直觉模糊 多属性决策的威胁评估方法［Ｊ］．电子学报，２０１４，４２ （１２）：２５０９—２５１３． ［６］郝志伟．空战中的多目标威胁评估方法［Ｊ］．弹箭与制 导学报，２０１６，３６（１）：１７７—１８１．
