荆献勇，宁成达，侯满义，王大博

（1.空军航空大学，长春 130022；2.解放军95926部队，长春 130011）

一种新的超视距空战目标威胁评估距离指标模型*

荆献勇1，宁成达1，侯满义1，王大博2

（1.空军航空大学，长春 130022；2.解放军95926部队，长春 130011）

距离指标是进行超视距空战目标威胁评估的重要指标，但当前多数的距离指标模型都过于简单。针对这种不足，在仿真分析当前典型模型的基础上，根据空战的实际情况，首先定性分析了目标位置等因素对于威胁度的影响；然后根据探测距离、导弹射程等参数，将敌我距离分成不同阶段，区分敌我性能强弱的不同情况，分阶段建立了一种新的距离指标模型。最后，针对不同的战场态势，进行了仿真分析，证明了模型的有效性。模型对于提升空战威胁评估的准确性具有积极意义。

超视距，空战，威胁评估，距离指标，模型

0 引言

目标威胁评估是保证空中平台顺利完成作战任务的一项重要技术，是进行攻击决策和态势评估的必要前提条件［1-2］。考虑到日趋复杂的未来战场态势，这项技术就显得尤为重要，将直接关系到平台在复杂环境下作战能力。针对威胁评估问题，多位学者进行了深入的研究，运用的方法包括贝叶斯网络［3］、支持向量机［4］、Vague 集［5］、神经网络［6-7］、TOPSIS［8］、直觉模糊集［9］等，取得了显著的效果。

在当前多数的威胁评估方法中，需要分别建立距离指标、角度指标、速度指标等威胁评估指标，在此基础上，再根据不同的评估方法综合得出目标的威胁度值。距离指标是威胁评估中采用的一个重要指标，代表了位置、探测、攻击性能等因素对于空战威胁程度的影响。距离指标是否准确、合理将直接影响威胁评估的结果。但在当前多数的威胁评估模型中［10-12］，对于距离指标的处理过于笼统和简单，难以反映实际空战中威胁度的变化。

本文在定性分析空战中目标位置、探测、导弹性能对于空战进程影响的基础上，根据空战的实际情况，对距离指标模型进行了深入分析，分阶段讨论并建立了一种新的威胁评估距离指标模型。

1 典型距离指标模型

距离指标模型主要根据敌我双方的导弹射程和雷达距离分阶段建立，典型的距离指标模型如下。

①距离指标模型1

式（1）中：d为目标距离，dm为我机导弹最大射程，dm为敌机导弹最大射程，dr为我机雷达最大跟踪距离，dtr为敌机雷达最大跟踪距离［11］。

②距离指标模型2

该模型根据敌我双方战机导弹最大射程和雷达最大探测距离分两种情况进行讨论［12］。当敌机的性能优于我机时，即，则：

设定敌我双方的探测距离为100 km（我机）、120 km（敌机），敌我双方的导弹射程为60 km（我机）、80 km（敌机），敌机性能占优情况下，距离指标的变化情况如图 1 所示。模型 3［13］、模型 4［6］可参考相关文献。

图1 敌机占优时的距离指标值变化情况

设定敌我双方的探测距离为120 km（我机）、100 km（敌机），敌我双方的导弹射程为80 km（我机）、60 km（敌机），我机性能占优情况下，距离指标值的变化如图2所示。

图2 我机占优时的距离指标值变化情况

根据图1、图2的仿真结果，以敌机性能占优时的模型1为例，当距离小于敌方探测距离时，指标值逐渐增大，反映了空战的实际情况；而当距离小于我方探测距离时，指标值有一个阶跃下降，这是不符合实际情况的，在这个阶段，目标的威胁度值不应该小于前一个阶段中的威胁指标值，但由于目标也进入了我机的探测范围内，因此，其变化速度应该小于前一阶段中指标值的增加速度。在其他阶段中，指标值的变化也存在不合理之处，而其他距离威胁因子模型也存在类似问题。因此，基于现有的距离指标模型，讨论、研究一种新的距离指标模型是十分必要的。

2 一种新的距离指标模型

2.1 威胁度随距离变化的定性分析

在实际空战中，从本机的视角出发，距离指标模型应该至少反映下列3个因素对于空战威胁度的影响：目标距离、雷达探测、导弹攻击。

①目标距离，反映目标与我机距离的远近程度。距离近的目标对我机的威胁度大，因此，距离指标应随目标距离的减小而增大；

②雷达探测，反映敌我双方雷达探测能力强弱。对某一特定机型，在雷达有效距离内，目标距离越近，截获概率越大［14］，截获目标越容易。因此，在雷达探测距离内，距离指标应随目标距离的减小而增大；

③导弹攻击，反映攻击能力强弱。对某一特定类型导弹，在其有效射程内，目标距离越近，最终的杀伤概率越大［15］。因此，在敌导弹有效射程内，距离越近，我机受到的威胁越大，并且增大程度相对较快。当进入敌导弹的不可逃逸射程时，导弹命中概率较高，我机受到的威胁度阶跃增大，且随着距离的减小持续增加。因此，在导弹射程内，距离指标应随距离的减小而增大。

2.2 一种新的距离指标模型

根据前面的定性分析，区分两种情况分阶段讨论距离指标的数学模型。这里假设：d为目标距离；dm为我机导弹最大射程；dtm为敌机导弹最大射程；d'm为我机导弹不可逃逸射程；d'tm为敌机导弹不可逃逸攻击区；dr为我机雷达最大跟踪距离；dtr为敌机雷达最大跟踪距离。

2.2.1 我机性能弱的情况

⑦20＜d＜d'm，一般将超过20 km的空战称为超视距空战，因此，定义距离因子模型的最小适用距离为20 km。在此阶段内，敌我双方均位于对方的不可逃逸攻击范围内，基本处于均势。随着距离的减小，敌导弹对我机的命中概率增大，同时由于目标距离变小、对我探测概率增大的原因，可定义距离指标模型为：

2.2.2 我机性能优的情况

⑦20=＜d＜=d'tm。敌我双方均位于对方的不可逃逸攻击范围内，基本处于均势。在d'tm处，我机进入敌导弹不可逃逸攻击范围内，Tr应在d'tm处阶跃上升，可定义距离指标模型为：

3 仿真分析

为了验证模型的有效性，分别设定不同的空战态势进行仿真。首先设定本机的性能参数为探测距离为120 km，导弹射程为80 km，不可逃逸距离为40 km。为了验证同一架飞机面对不同目标时的距离指标变化情况，设定如下的战场态势：

目标1：探测距离140 km，导弹射程100 km，不可逃逸距离50 km；目标2：探测距离130 km，导弹射程90 km，不可逃逸距离45 km；目标3：探测距离100 km，导弹射程60 km，不可逃逸距离为35 km；目标4：探测距离90 km，导弹射程50 km，不可逃逸距离为30 km；

仿真结果如图3所示。

图3 针对不同目标时，Tr值变化规律

从仿真结果可以看出，Tr值呈现阶段性变化，并且随着距离的减小，距离指标值逐渐增大，反映了空战中的实际情况。对于本机而言，性能好的目标机（如目标1），在整个过程中其Tr值始终大于性能较弱的目标机的Tr值（如目标3）；不论是在本机占优的情况下，还是在目标机占优的情况下，对于两个不同的目标，性能较差的目标机在整个变化范围内，Tr值均小于性能较好的目标机Tr值，符合空战中的实际情况，验证了模型的有效性。

为了验证模型在同一个目标相对于不同本机情况下的有效性，设定如下情况进行仿真。设定本机的参数为：

本机1的性能参数为探测距离120 km，导弹射程80 km，不可逃逸距离为40 km；

本机2的性能参数为探测距离110 km，导弹射程70 km，不可逃逸距离为35 km；

设定目标的参数为：

目标1：探测距离130 km，导弹射程90 km，不可逃逸距离45 km；

目标2：探测距离90 km，导弹射程60 km，不可逃逸距离为30 km；

仿真结果如图4所示。

图4 同一目标相对不同本机时，Tr值变化规律

在图4中，“目标2（本机1）”曲线表示目标2相对于本机1时的Tr值变化曲线，其他曲线依次类推。从图3可以看出，对于同一个目标2，两架不同本方战机会得出不同的Tr值变化曲线，当距离相同时，其相对于本机2的Tr值大于其相对于本机1的Tr值，即使在其他条件相同时，同一个目标会对性能较差的本方机造成更大的威胁，符合空战中的实际情况，验证了模型的有效性。

4 结论

距离指标模型作为空战目标威胁评估的一项重要参考指标，主要反映目标位置、探测能力、攻击能力等方面的影响因素，距离指标是否准确、合理将直接影响威胁评估的结果。

本文根据空战的实际情况，首先定性分析了空战中目标位置、探测、导弹性能对于威胁度的影响。然后根据探测距离、导弹射程、导弹不可逃逸射程，将敌我距离分为不同阶段。在不同阶段中，影响距离指标模型的因素是不同的，并且会受到我机相关性能指标的影响。在对各个阶段中距离指标模型主要影响因素分析的基础上，区分敌我性能强弱，建立了距离指标的分阶段模型。分别设定了不同的战场态势，基于MATLAB进行了仿真分析，仿真结果证明了模型的有效性。

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［15］陈琪锋，孟云鹤，陆宏伟.导弹作战应用［M］.北京：国防工业出版社，2014.

A New Distance Index Model for Beyond-Visual Air Battle Targets Threat Evaluation

JING Xian-yong1，NING Cheng-da1，HOU Man-yi1，WANG Da-bo2
（1.Aviation University of Air Force，Changchun 130022，China；2.Unit 95926 of PLA，Changchun 130011，China）

Distance index is a very important reference index for target threat assessment，but most of these distance index models are too simple.To overcome this shortcoming，simulation analysis of typical distance index models are firstly executed in this paper.Secondly，according to the actual situation of air combat，the target position and other factors which influence the threat degree are qualitatively analyzed.Then according to the detection range，missile range and other parameters，the distance between ourselves and the enemy is divided into different stages.Finally，a new distance index model including all stages is suggested base on the distinction of different enemy performances..According to different battlefield situation，simulation analysis is carried out to prove the validity of the model.This model is of positive significance to enhance the accuracy of air combat threat assessment.

beyond-visual，air combat，threat assessment，distance index，model

TP391.4

A

10.3969/j.issn.1002-0640.2017.08.005

1002-0640（2017）08-0019-05

2016-06-14修回日期：2016-08-11

军内科研基金资助项目（KJ2015023300B×××××）；空军航空大学学科预研课题（HKDX2015XKQY10）

荆献勇（1983- ），男，河南商丘人，博士。研究方向：机载火控系统、智能火控技术。