赵喜春

（92941部队 葫芦岛 125001）

反舰导弹靶标命中域综合研究∗

赵喜春

（92941部队 葫芦岛 125001）

针对不同制导体制反舰导弹试验过程中，使用不同类型靶标命中域确定存在的问题，分析了模拟靶标与典型舰船目标特性差异，及目标特性差异对制导精度和命中概率的影响。从导弹制导精度与命中概率内在联系出发，提出了反舰导弹命中域确定方法。最后通过计算分析，给出了不同弹道入射余角和靶标试验条件下反舰导弹命中域确定标准。

反舰导弹；制导精度；命中概率；靶标；目标特性

1 引言

新型反舰导弹为提高在复杂战场环境下的突防能力，采取了多种技术手段，如采用多种弹道攻击形式增加突防能力［1～4］，采用多种制导模式增强导弹抗干扰性能［5～8］等。为检验这些新型反舰导弹性能，需要建造不同类型的靶标，考虑到试验成本、技术等因素限制，不可能提供研制总要求规定的典型目标作为靶标，只能使用一些模拟靶标进行替代。由此产生的问题是：对这些与典型目标在雷达散射特性、运动特性、几何尺寸等方面均有较大差异的模拟靶标，如何规定导弹命中域和命中概率，才能满足研制总要求规定的对典型目标的命中概率，成为试验各方争论的焦点。相应的国家军用标准在统计相关试验数据并总结以往试验经验基础上，对模拟靶标给出了命中域的判别准则，该准则的制定对于促进试验任务的开展起到了一定积极作用，但在新型反舰导弹面对新型靶标使用过程中，出现较多问题，如：对于高弹道攻击条件下不同靶标命中域如何确定？对于不同制导类型导弹攻击的模拟靶标命中域如何确定？以及对于非典型实体靶目标命中域如何确定等。为了解决这些问题，本文提出基于典型目标与靶标特性差异对导弹制导精度影响，和导弹制导精度与导弹命中概率内在联系的反舰导弹命中域确定方法，为反舰导弹战技性能的综合评定与相关国家军用标准的制定提供技术支撑。

2 目标特性对试验结果的影响

2.1 靶标与典型目标特性分析

由于不同的导弹制导体制利用了不同的目标特性，因此目标特性差异分析需要基于反舰导弹制导控制原理。考虑到导弹制导体制较多，为了简化问题，本文以雷达制导体制为例进行分析。雷达靶主要包括雷达点靶、分布式雷达靶和实体靶。

雷达点靶是由一组金属三面角反射体和一定尺寸浮体（作为角反射体载体）组成的散射点单一的舰船目标模拟靶，其散射强度均值与典型目标散射强度均值相当。图1为对某雷达点靶散射特性仿真计算结果，从计算结果看，雷达点靶雷达散射强度较为均匀，不存在散射凹口，这主要是受金属三面角反射体具有较大的散射角度特性决定的。

分布式雷达靶是在雷达点靶基础上发展而来的一种模拟靶，利用多组二面角、三面角金属角反射体与浮体构建的多个散射点的舰船目标模拟靶。不但模拟了典型目标散射强度均值，而且模拟了典型目标散射点分布情况。图2为对某型分布式靶散射特性仿真计算结果，从图中可以看出，分布式雷达靶散射点明显增多，且模拟了雷达距离像效果，但RCS散射强度较为均匀，同样不存在散射凹口。

实体靶是通过对退役舰船进行改装而构建的靶标。其目标特性受退役舰船自身目标特性限制，由于退役舰艇生产年代久远，与目前典型舰船在几何尺寸、散射强度、散点分布等特性方面也存在明显差异。图3为某型实体靶RCS测试结果，从测试结果看，其散射强度均值接近典型目标，且存在一定的散射凹口。

现代新型舰船为提高面对反舰导弹生存能力，在面临反舰导弹威胁的主要方向，均采用了一些隐身设计技术以降低舰船雷达散射截面，图4为某型舰艇点频雷达散射截面计算结果，从计算结果看，在低入射余角方向，舰艇的雷达散射截面在30dBm2左右，且存在明显的散射凹口，且强散射点多分布于某一固定大入射余角方向。

2.2 标特性差异对试验结果的影响

从对典型舰船及靶标目标特性分析看，模拟靶与典型目标存在较大差异，对反舰导弹飞行试验存在以下影响：

1）模拟靶标的几何尺寸与典型目标存在较明显差异，对反舰导弹命中（靶体）概率有明显影响；

2）模拟靶标普遍缺乏散射凹口，对反舰导弹跟踪目标稳定性、跟踪精度及目标发现概率等存在一定影响，进而对反舰导弹跟踪精度和命中概率存在一定影响；

3）雷达点靶雷达散射强度较为均匀，散射点单一，缺乏角闪烁效应对制导精度的影响，对导弹命中概率存在明显影响；

4）分布式雷达靶散射点数量、分布情况、强弱对比等与典型目标存在一定差异，能够模拟一定的角闪烁效应，但其出现时机和影响程度与典型目标存在一定差异，对导弹命中概率存在一定影响；

5）实体靶散射强度、散射点分布、几何尺寸与典型目标存在差异，对导弹跟踪点、角闪烁效果产生一定影响，对导弹命中位置和命中概率存在一定影响。

综上，模拟靶在几何尺寸、散射强度、散射点数量、散射点分布等方面与典型目标存在差异，对导弹制导精度及命中概率均产生一定影响。

3 模拟靶标命中域的确定方法

3.1 原评定标准存在的问题

某反舰导弹试验规程中对模拟快艇类、驱护舰类点目标靶，通过统计以往试验数据，并参考以往标准，规定了命中判别标准，该标准实际上并未考虑导弹对典型目标的制导方式、导引头跟踪点及典型目标特性差异对反舰导弹命中概率的影响，按照该标准制定试验方案，若导弹命中概率指标不变，无论典型目标的目标特性如何变化，试验方法和试验结果评定标准均不变。由此带来的问题是：反舰导弹对采取隐身设计的驱护舰和未采取隐身设计的驱护舰的试验方法和试验结果评定标准完全一样，而实际上反舰导弹对不同目标特性的舰艇命中概率不同，可见由此得出的试验结论置信度值得怀疑。

3.2 基于制导精度的命中域确定方法

反舰导弹是否能够命中典型目标，受目指精度、导弹自控终点散布、导引头开机距离、导弹对目标的搜索捕捉概率、跟踪制导精度、导弹机动性能、目标特性等诸多因素限制，而采用模拟靶试验过程中，仅能考核导弹制导精度有限指标，因此需要找出制导精度与命中概率的内在联系，进而以此为基础，制定对雷达点靶的命中域，具体方法如下：

1）根据研制总要求规定，确定典型目标，并建立典型目标特性模型。目标特性模型建立过程中需要考虑导引头相应工作频段、距离分辨率、角分辨率条件下，不同入射方位和俯仰角度的散射能量强度、散射点分布情况，进而为仿真导引头跟踪点分布、角闪烁发生时机创造条件。

2）建立导弹典型作战使用模型。主要包括导弹弹道形式、导弹飞行距离、导弹导引头开机距离和高度等要素，进而为模拟导弹不同战术使用过程中对典型目标的搜捕概率创造条件。

3）根据导引头搜索、捕捉、跟踪目标特点及导弹制导规律，设置不同制导精度对典型目标进行虚拟打靶并给出不同制导精度下的导弹命中概率。仿真过程中，目指精度按研制总要求指标设置，导弹机动性能、自控终点散布参数按导弹实际性能设置。

4）根据研制总要求对典型目标命中概率要求及仿真打靶结果来确定导弹对典型目标的制导精度要求，进而确定导弹制导控制模型。

5）根据模拟靶标目标特性（导引头跟踪点分布情况）和导弹制导精度要求，通过仿真计算，确定导弹理论命中域分布情况。

6）根据试验工程实施要求，结合目标毁伤要求及导弹实际工作特性，对确定的导弹理论命中域由技术专家对其进行微调，并最终确定导弹命中域。命中域确定过程中，应从实战需求出发。如考虑战斗部毁伤效果，若导弹与实体靶天线部分或边沿部分发生碰撞，不构成起爆战斗部条件，不能对靶标产生有效毁伤，故不应计入命中域范围。相反，导弹提前入水，若弹着点距离目标较近，且引爆了战斗部，对目标造成了有效毁伤，则该区域可以计入命中域范围。

4 应用实例

在瞄准点、导弹控制落点分布已知前提下，可采用蒙特卡洛方法计算导弹命中概率，然后根据计算结果确定导弹命中域。为简化仿真计算过程，做如下假设：导弹攻击方向与舰艇艏艉向夹角按（0°～360°）均匀分布随机抽样；瞄准点以舰艇几何中心为均值，按正态分布随机抽样；导弹控制落点以瞄准点为中心，纵向与侧向的控制落点按独立服从正态分布随机抽样。通过将导弹落点与靶标在海平面上的投影范围（沿弹道切线方向）进行比较，如果该点在舰艇海平面投影内，则记为命中（即n=n+1），否则记为未命中［9～11］；抽样过程作N次，导弹直接命中舰艇概率为P=n/N。

在给定典型目标尺寸情况下，可以计算不同制导控制精度下、不同入射余角的导弹对典型目标的命中概率。计算结果如表1所示。从计算结果可以看出：在相同导弹入射余角条件下，导弹制导精度越高，其命中典型目标的概率就越高；在导弹制导精度相同条件下，导弹入射余角越大，则导弹命中概率越低。

表1 导弹对典型目标命中概率

根据反舰导弹研制总要求规定的对典型目标导弹命中概率指标要求（假设为0.85），从表1中可确定导弹相对应的制导控制精度。也就是说，若要满足命中概率大于等于某一指标要求，导弹制导控制精度须优于表中对应的精度要求。若导弹入射余角为70°，则制导精度要求优于3.5m，若导弹入射余角为65°，则制导精度要求优于3.7m。

由于靶船散射点分布特性同典型目标的情况相差较大，因此需要按照蒙特卡洛方法计算出直接命中不同尺寸靶船的概率。若保证导弹以该命中概率指标命中靶船，则保证导弹能以研制总要求规定的命中概率命中典型目标。进而根据不同靶船尺寸要求，确定导弹对模拟靶命中域大小。取导弹制导控制精度要求为优于3.6m；靶船的宽度和高度不变；不同靶船长度的命中概率计算结果见表2。

表2 不同靶船长度下的导弹命中概率

从表2可以看到，在相同入射角度情况下，随着靶船长度的增加，其命中概率相应增加。取其满足命中概率指标的靶船长度值，即为导弹应命中靶船的命中域，导弹对靶船只要命中了这一区域，即可判定导弹对靶船命中。根据导弹入射余角为70°，对典型目标命中概率指标要求为0.85，按照对典型目标和对靶标命中概率接近设计导弹命中概率检验方案这一原则，则对模拟靶命中域要求尺寸应为11m。也就是说，反舰导弹对模拟靶进行试验过程中，需要进入11m范围内，则导弹对典型目标的命中概率指标要求合格。

5 结语

本文从导弹制导精度与导弹命中概率的内在联系出发，通过分析典型目标与模拟靶标特性差异对导弹制导控制的影响，提出了反舰导弹靶标命中域确定方法，该方法适合不同制导体制、不同攻击弹道的反舰导弹面对不同类型靶标的命中域判定标准制定。由于该方法需要对反舰导弹跟踪典型目标制导控制开展大量的仿真，需要典型目标特性模型、制导控制模型等支持，且仿真试验误差对评定标准制定具有明显影响，但随着各类仿真、建模方法的成熟，由模型带来的误差影响将逐渐变小，而采用该方法制定的标准则会更加的科学合理。

［1］姜玉宪，崔静.导弹摆动式突防策略的有效性研究［J］.北京航空航天大学学报，2002，28（2）：133-136.

［2］顾文锦，赵红超，王凤莲.反舰导弹末端机动的突防效果研究［J］.宇航学报，2005，22（6）：7.

［3］潘哲，刘民.反舰导弹突防效能分析［J］.海军航空工程学院学报，2013，28（2）：13-16.

［4］刘孟凯.中远程反舰导弹突防能力评估方法［J］.战术导弹技术，2010（3）：37-40

［5］王学伟，徐庆九.主动雷达/红外成像复合制导关键技术［J］.光电技术应用，2012（2）：9-12.

［6］蒋琪，张冬青.当代反舰导弹面临的电子对抗挑战［J］.航天电子对抗，2010（6）：7-11.

［7］鲍永亮，王书满.反舰导弹多方向攻击的突防态势分析［J］.战术导弹技术，2011（4）：16-19.

［8］王杰，盛骥松.对反舰导弹的有源干扰技术研究［J］.舰船电子对抗，2011（4）：36-40.

［9］赵晓哲，沈治河.海军作战数学模型［M］.北京：国防工业出版社，2004：20-25.

［10］王学奎，蒋里强.导弹命中给定区域的模拟与实现［J］.舰船电子工程，2010，30（12）：108-109.

［11］王永杰，王国田，王淼.高弹道导弹靶试命中域确定方法［J］.海军航空工程学院学报，2012，27（1）：19-22.

Comprehensive Research of Target Hit Field of Anti-ship Missile

ZHAO Xichun
（No.92941 Troops of PLA，Huludao 125001）

Aiming at the problems to determine the hit field of the use of different types targets in the process of test of differ⁃ent guidance system anti-ship missile the difference between the target ship and typical ship target characteristics is analyzed，and the influence of target characteristic differences on guidance accuracy and hit probability is also analyzed.Based on the intrinsic rela⁃tion between missile guidance accuracy and hit probability，based on the characteristics of the target and the missile hit probability index，a model for determining the hit area of anti-ship missile is established.Finally，according to the calculation and analysis，the criterion of hitting range of anti-ship missile under different ballistic and target conditions is put forward.

anti-ship missile，guidance accuracy，hit probability，target，target characteristics

TJ760

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.11.029

Class Number TJ760

2017年5月17日，

2017年6月21日

赵喜春，男，硕士，高级工程师，研究方向：武器装备试验技术。