劉熹 陳娟 彭來獻 張磊 田暢

1.陸軍工程大學(xué)通信工程學(xué)院江蘇南京210007

在多兵種聯(lián)合作戰(zhàn)中,態(tài)勢感知與共享能力是獲得“信息優(yōu)勢”和“決策優(yōu)勢”,進而形成“行動優(yōu)勢”的先決條件.通用戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈集導(dǎo)航、識別、監(jiān)視、保密通信等多種功能于一身,能夠?qū)⒎植荚跀?shù)萬平方公里范圍內(nèi)的傳感器、作戰(zhàn)平臺和指揮控制單元鉸鏈成一個整體,是支撐聯(lián)合作戰(zhàn)行動的重要系統(tǒng).從作戰(zhàn)應(yīng)用的角度看,數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的態(tài)勢生成與共享能力是其區(qū)別于一般通信系統(tǒng)的重要特征,也是發(fā)揮武器裝備作戰(zhàn)效能、提升戰(zhàn)斗力的根本保證[1-4].

1 戰(zhàn)場態(tài)勢一致與航跡統(tǒng)一

態(tài)勢是戰(zhàn)場感知能力所實現(xiàn)的最終結(jié)果,反映戰(zhàn)場環(huán)境、戰(zhàn)場力量部署、活動和意圖的當(dāng)前狀態(tài)以及發(fā)展變化趨勢.態(tài)勢與真實戰(zhàn)場的符合程度可以用態(tài)勢信息質(zhì)量來描述.戰(zhàn)場態(tài)勢一致則是指遂行同一作戰(zhàn)任務(wù)的各參戰(zhàn)單元,在協(xié)同計劃和協(xié)同行動時,所面對的相關(guān)態(tài)勢信息必須保持一致,包括對態(tài)勢元素時空狀態(tài)的感知、理解和預(yù)測保持一致.這是達成協(xié)同計劃一致和協(xié)同行動同步的關(guān)鍵[5-6].

戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈服務(wù)于戰(zhàn)術(shù)級指揮控制,能夠利用電傳感器或偵察手段獲取的戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)信息生成并在成員間共享共用戰(zhàn)術(shù)圖(Common Tactical Picture,CTP)[7].CTP 中的態(tài)勢信息主體是各種戰(zhàn)場監(jiān)視傳感器單元輸出的目標(biāo)航跡.理想的CTP 要求系統(tǒng)能夠?qū)ΡO(jiān)視范圍內(nèi)的每個戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)生成唯一、連續(xù)、精確、實時和屬性正確的航跡,并在所有成員間一致共享[8].本文把這一目標(biāo)要求稱為航跡統(tǒng)一.

航跡統(tǒng)一與態(tài)勢一致的關(guān)系主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

1)航跡并不等同于態(tài)勢.航跡實時地反映各種戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)的屬性和運動狀態(tài).態(tài)勢不僅包括各種戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)的航跡信息,也包括一些非航跡的態(tài)勢要素,特別是通過綜合分析航跡和其他情報得出的對兵力部署、行動意圖的估計和理解,以及對發(fā)展趨勢的預(yù)測等等.

2)航跡統(tǒng)一是實現(xiàn)態(tài)勢一致的前提和基礎(chǔ).只有解決好航跡統(tǒng)一問題,也就是說在參與單元間共享高質(zhì)量的航跡信息,才有可能一致地、正確地理解和預(yù)測形勢.航跡統(tǒng)一是數(shù)據(jù)鏈必須實現(xiàn)的重要功能,而態(tài)勢一致性問題本身已經(jīng)超出了數(shù)據(jù)鏈功能域,需要上升到認知域由指揮控制和決策層面加以解決.

3)對態(tài)勢的理解可以促進航跡統(tǒng)一.指揮人員對態(tài)勢的研討和理解結(jié)果應(yīng)該反饋給數(shù)據(jù)鏈,促進航跡統(tǒng)一功能的實現(xiàn),進一步提高態(tài)勢信息質(zhì)量.

4)航跡統(tǒng)一是絕對概念,而態(tài)勢一致則是相對概念.航跡統(tǒng)一的絕對性體現(xiàn)在,理想狀態(tài)下,態(tài)勢圖上呈現(xiàn)的航跡實體與物理空間的真實目標(biāo)應(yīng)是一一對應(yīng)的,不同參與者之間指稱同一條航跡時與真實目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系不應(yīng)存在歧義.態(tài)勢一致的相對性體現(xiàn)在,承擔(dān)不同任務(wù)和角色的參與者看到的態(tài)勢圖不必完全相同,只要呈現(xiàn)的信息要素能夠保證對戰(zhàn)場情況的理解一致即可.

2 航跡統(tǒng)一實現(xiàn)技術(shù)

數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)一般采用集中式或分布式的航跡統(tǒng)一實現(xiàn)技術(shù).

集中式航跡統(tǒng)一的信息處理框架中有融合中心,多個傳感器的數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)饺诤现行倪M行集中處理,如圖1所示.根據(jù)集中式航跡統(tǒng)一處理的數(shù)據(jù)源是雷達航跡還是原始量測,又可以分為航跡融合結(jié)構(gòu)和點跡融合結(jié)構(gòu).

集中式航跡融合結(jié)構(gòu)中,傳感器平臺具有一定的雷達數(shù)據(jù)處理能力,生成穩(wěn)定的目標(biāo)航跡后再向融合中心報告,參見圖1(a).融合中心對不同來源的雷達航跡進行過濾、數(shù)據(jù)配準、航跡相關(guān),最后將對應(yīng)同一目標(biāo)的多個航跡融合為一個航跡,一般來說融合后的航跡能夠改善目標(biāo)跟蹤的精度和連續(xù)性.集中式點跡融合結(jié)構(gòu)要求雷達直接將原始量測報告給融合中心,由融合中心對目標(biāo)點跡數(shù)據(jù)進行過濾、數(shù)據(jù)配準、航跡起始,最后將點跡與航跡進行關(guān)聯(lián)(數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)),并采用濾波算法形成目標(biāo)航跡,參見圖1(b).

點跡融合結(jié)構(gòu)在美國海軍的協(xié)同作戰(zhàn)能力(Cooperative Engagement Capability,CEC)系統(tǒng)中得到了成功運用,并且實踐證明其生成的航跡質(zhì)量更高[9-10].不過相比點跡融合結(jié)構(gòu),航跡融合結(jié)構(gòu)對通信帶寬和處理能力要求較低,并且與傳感器系統(tǒng)松耦合便于實現(xiàn).因此,實際應(yīng)用中集中式航跡融合結(jié)構(gòu)更為常見.

分布式的航跡統(tǒng)一技術(shù)最典型的應(yīng)用是美軍的Link-16,其采用了基于航跡質(zhì)量的分布式航跡選優(yōu)策略.航跡質(zhì)量(Track Quality,TQ)是衡量目標(biāo)位置精度的一個標(biāo)量,由航跡的報告單元在建立本地航跡時確定.Link-16 規(guī)定當(dāng)參與單元持有某一航跡的最佳TQ 時必須在其接口上持續(xù)發(fā)送該航跡數(shù)據(jù),這一要求被稱為報告責(zé)任.航跡統(tǒng)一功能框架如圖2所示,本地傳感器的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)配準、濾波、TQ 計算后形成本地航跡.從數(shù)據(jù)鏈接收的航跡經(jīng)過數(shù)據(jù)配準后得到遠端航跡,包括監(jiān)視航跡和精確參與單元定位與識別(Precise Participant Location and Identification,PPLI)航跡.本地航跡和遠端航跡經(jīng)過航跡相關(guān)處理之后可判定相互之間的對應(yīng)關(guān)系.航跡選優(yōu)功能依據(jù)一定的規(guī)則確定報告責(zé)任,不與任何遠端航跡關(guān)聯(lián)的本地航跡由本單元承擔(dān)航跡報告責(zé)任,與遠端航跡關(guān)聯(lián)的本地航跡則需要按照TQ值判斷是否接替該航跡的報告責(zé)任.承擔(dān)報告責(zé)任的本地航跡向網(wǎng)內(nèi)報告航跡消息,剔除冗余航跡之后的航跡數(shù)據(jù)送往態(tài)勢顯示終端.航跡協(xié)調(diào)員負責(zé)監(jiān)控航跡數(shù)據(jù)的交換過程,必要時發(fā)出相應(yīng)的航跡操作指令.航跡協(xié)調(diào)員在航跡統(tǒng)一方面起著舉足輕重的作用,必須為其建立獨立的航跡協(xié)調(diào)網(wǎng)(一般為話音通信網(wǎng)),以便協(xié)同各報告責(zé)任單元解決航跡異常問題.

圖1 集中式航跡統(tǒng)一功能框架

3 態(tài)勢信息質(zhì)量評估指標(biāo)體系

指標(biāo)體系是評估數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的基礎(chǔ).美國軍事運籌研究協(xié)會定義了尺度參數(shù)(Dimensional Parameter,DP)、性能指標(biāo)(Measures of Performance,MOP)、效能指標(biāo)(Measures of Effectiveness,MOE)和作戰(zhàn)效能指標(biāo)(Measures of Force Effectiveness,MOFE)4 個層次的指標(biāo)來確定評估指標(biāo)體系[11].其中,最低層次的DP 取決于系統(tǒng)部件本身的特性,而評估最高層次的MOFE 指標(biāo)需要模擬具體作戰(zhàn)樣式下敵我雙方兵力對抗過程.層次越高越接近系統(tǒng)使用者的視角,層次越低則越接近系統(tǒng)研發(fā)人員的視角.實際應(yīng)用中,MOP 和MOE 這兩個層次的評估更容易實現(xiàn).

圖2 分布式航跡統(tǒng)一功能框架

對于數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)而言,在MOP 層次可以將網(wǎng)絡(luò)劃分為雷達子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)、導(dǎo)航子系統(tǒng)、航跡處理功能等幾個相對獨立的部分分別定義性能指標(biāo),而在MOE 層次可以從態(tài)勢信息質(zhì)量和指揮協(xié)同效能兩個方面來定義指標(biāo),參見圖3.

美國防部非常重視Link-16 空情圖質(zhì)量的評估工作,單一綜合空情圖(Single Integrated Air Picture,SIAP)系統(tǒng)工程任務(wù)組針對這一問題提出了8 個屬性指標(biāo):完整性、清晰性、連續(xù)性、一致性、狀態(tài)精確性、標(biāo)識完整性、標(biāo)識正確性和標(biāo)識清晰性.其中,前3 個來源于《戰(zhàn)區(qū)防空與導(dǎo)彈防御頂層需求文檔》,后3 個來源于《戰(zhàn)斗標(biāo)識頂層需求文檔》.每個屬性又可以分解為若干指標(biāo)項.Blades 和Noyes 指出空情圖屬性指標(biāo)的優(yōu)點在于彌補了MOFE 和MOP之間的差距,每一項指標(biāo)都是一組性能指標(biāo)的綜合結(jié)果,便于衡量復(fù)雜場景下的系統(tǒng)性能好壞[12].

趙宗貴等在分析戰(zhàn)場感知諸環(huán)節(jié)作用的基礎(chǔ)上,將戰(zhàn)場感知信息質(zhì)量分為信源報知信息質(zhì)量(點跡質(zhì)量)、融合目標(biāo)信息質(zhì)量(航跡質(zhì)量)、態(tài)勢信息質(zhì)量(關(guān)系質(zhì)量)3 個級別,并分別給出了每種信息質(zhì)量評估的指標(biāo)分解框架[13-19],參見圖4.

圖3 評估指標(biāo)的層次劃分

圖4 戰(zhàn)場感知信息質(zhì)量分級與傳遞關(guān)系

為了適應(yīng)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)客觀評估的需要,綜合美軍空情圖屬性和趙宗貴等提出的戰(zhàn)場感知信息質(zhì)量概念框架,提出數(shù)據(jù)鏈的態(tài)勢信息質(zhì)量概念[20-23].數(shù)據(jù)鏈態(tài)勢信息質(zhì)量是一個多維概念,可以定義為數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)生成的態(tài)勢信息相對于數(shù)據(jù)鏈用戶的適用性.數(shù)據(jù)鏈態(tài)勢信息質(zhì)量包含完整性、清晰性、連續(xù)性、一致性、準確性、及時性等6 個特征維,每個特征維又可以分解為若干量化指標(biāo).態(tài)勢信息質(zhì)量指標(biāo)有以下3 個特點:

1)包含的態(tài)勢要素是不完備的,主要針對構(gòu)成數(shù)據(jù)鏈CTP 的各類動態(tài)目標(biāo)的航跡信息質(zhì)量加以評估,超出數(shù)據(jù)鏈航跡統(tǒng)一功能框架之外的其他態(tài)勢要素和功能不在考慮之列,比如態(tài)勢圖的可視性指標(biāo)、涉及態(tài)勢估計和預(yù)測等指標(biāo)均未列入.

2)指標(biāo)具有客觀性,也就是說,設(shè)計的指標(biāo)必須是利用采集記錄的航跡數(shù)據(jù)就能直接計算得到,而需要主觀評測的指標(biāo)不包括在內(nèi).

3)指標(biāo)計算需要有真實數(shù)據(jù),也就是說,需要已知目標(biāo)的真實狀態(tài)以及航跡與目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系才能計算指標(biāo),對于仿真系統(tǒng)來說這一點比較容易滿足,而對于實兵演習(xí)場合則需要增加額外的真實數(shù)據(jù)記錄采集設(shè)備.

3.1 態(tài)勢信息質(zhì)量指標(biāo)分解框架

態(tài)勢信息質(zhì)量6 個特征維的指標(biāo)分解框架如圖5所示,6 個特征維又可以進一步分解為16 個3級指標(biāo).

3.2 完整性

完整性衡量態(tài)勢信息中被跟蹤、識別的目標(biāo)所占的比例,當(dāng)所有目標(biāo)均被跟蹤、識別時稱為完整.指標(biāo)進一步分解為跟蹤完整率CTR和識別完整率CID.前者為實際跟蹤的目標(biāo)占全部目標(biāo)的比例,后者反映被跟蹤的目標(biāo)中具有明確身份標(biāo)識的所占比例.這些指標(biāo)是雷達探測、目標(biāo)身份識別能力的綜合反映.

1)跟蹤完整率

定義:被跟蹤并報告的目標(biāo)數(shù)與全部目標(biāo)數(shù)的比值.

計算:

說明:CTR∈[0,1].實際跟蹤的目標(biāo)是指參與單元的航跡數(shù)據(jù)中至少有一條該目標(biāo)的指派航跡.當(dāng)某時刻參與單元處于非活動狀態(tài)時,應(yīng)該跟蹤的目標(biāo)數(shù)按0 計算.CTR指標(biāo)可以按照目標(biāo)身份類型(敵、我、中)以及環(huán)境類型(空中、水面)分別統(tǒng)計.

圖5 態(tài)勢信息質(zhì)量指標(biāo)分解框架

2)識別完整率

定義:被明確識別的目標(biāo)數(shù)與全部目標(biāo)數(shù)的比值.

計算:

說明:CID∈[0,1].明確識別的目標(biāo)是指其識別狀態(tài)為除了無法識別之外的狀態(tài),包括正確識別、錯誤識別或者模糊識別.CID指標(biāo)可以按照目標(biāo)身份類型(敵、我、中)以及環(huán)境類型(空中、水面)分別統(tǒng)計.

3.3 清晰性

清晰性反映態(tài)勢信息中所含虛假航跡、模糊航跡和模糊標(biāo)識目標(biāo)的程度,當(dāng)不存在虛假航跡、模糊航跡和模糊標(biāo)識目標(biāo)時稱為清晰.虛假航跡是指不能對應(yīng)任何目標(biāo)的航跡.模糊航跡則是指對應(yīng)同一目標(biāo)的多個指派航跡.模糊識別目標(biāo)是指目標(biāo)的所有指派航跡中至少有兩個航跡,其中一個標(biāo)識正確另一個標(biāo)識錯誤.定義的指標(biāo)包括虛假航跡率S、航跡模糊度ATR和識別模糊度AID.其中,虛假航跡率S是各傳感器子系統(tǒng)虛警率的綜合結(jié)果.航跡模糊度ATR反映了數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)中數(shù)據(jù)配準、航跡關(guān)聯(lián)與協(xié)調(diào)功能的實現(xiàn)情況.識別模糊度AID體現(xiàn)了不同信息源身份識別信息的沖突情況.需要指出的是,身份標(biāo)識正確的目標(biāo)所占比例由準確性維度指標(biāo)識別正確率CR加以定義.由于任意一個具有明確識別的目標(biāo)識別狀態(tài)屬于正確、錯誤、模糊三者之一,因此,沒有必要再為錯誤識別的目標(biāo)定義指標(biāo).

1)虛假航跡率

定義:虛假航跡數(shù)與總航跡數(shù)的比值.

計算:

說明:S∈[0,1].該指標(biāo)反映了虛假航跡出現(xiàn)的程度.

2)航跡模糊度

定義:所有指派航跡數(shù)與實際跟蹤的目標(biāo)數(shù)的比值.

計算:

說明:ATR≥1.該指標(biāo)反映了多名航跡出現(xiàn)的程度.ATR指標(biāo)可以按照目標(biāo)身份類型(敵、我、中)以及環(huán)境類型(空中、水面)分別統(tǒng)計.

3)識別模糊度

定義:模糊識別目標(biāo)數(shù)與全部目標(biāo)數(shù)的比值.

計算:

說明:AID∈[0,1].該指標(biāo)反映了不同情報來源引起目標(biāo)身份識別沖突的程度.AID指標(biāo)可以按照目標(biāo)身份類型(敵、我、中)以及環(huán)境類型(空中、水面)分別統(tǒng)計.

3.4 連續(xù)性

連續(xù)性衡量維持目標(biāo)編識號不變的持久程度.當(dāng)分配給目標(biāo)的航跡編號不改變時稱為連續(xù).具體指標(biāo)分解為編識號變化率R和最長航跡持續(xù)比L,其中,編識號變化率R反映了目標(biāo)編識號變化的頻繁程度.最長航跡持續(xù)比L則反映了航跡的“破碎”程度.

1)編識號變化率

定義:單位時間目標(biāo)編識號變化次數(shù).

計算:

說明:R≥0,單位次/min.計算式中采用最小覆蓋編識號數(shù)主要是考慮到一個目標(biāo)可能有多個指派航跡.所謂最小覆蓋編識號數(shù)是指能夠覆蓋目標(biāo)整個跟蹤期的最少指派航跡的個數(shù),可用圖6 加以解釋.

圖6 最小覆蓋編識號數(shù)目計算示例

圖6 中,TN01～TN04 為同一目標(biāo)的指派航跡,其中TN01、TN03 和TN04 可以完全覆蓋目標(biāo)的整個跟蹤期,因此,最小覆蓋編識號數(shù)為3.R指標(biāo)反映了目標(biāo)編識號變化的頻繁程度,值越大說明編識號變化越頻繁.該指標(biāo)可以按照目標(biāo)身份類型(敵、我、中)以及環(huán)境類型(空中、水面)分別統(tǒng)計.

2)最長航跡持續(xù)比

定義:最長的航跡持續(xù)時間與目標(biāo)跟蹤時間之比.

計算:

說明:L∈[0,1].L=1 表示每個目標(biāo)都至少有一條覆蓋整個跟蹤期的指派航跡.L指標(biāo)可以按照目標(biāo)身份類型(敵、我、中)以及環(huán)境類型(空中、水面)分別統(tǒng)計.

3.5 一致性

一致性衡量參與單元間所共享航跡信息的相同程度.當(dāng)每個參與單元的指定航跡具有相同的航跡信息時稱為一致.具體定義了航跡共享率MTR和航跡消息共享率MTM兩個指標(biāo).其中,航跡消息共享率MTM從網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的角度綜合反映了航跡消息的成功傳輸率.

1)航跡共享率

定義:參與單元間共享的航跡數(shù)量與航跡總數(shù)的比值.

計算:

說明:MTR∈[0,1].共享航跡數(shù)是指所有參與單元共同持有的編識號不相同的指派航跡數(shù).航跡總數(shù)是指至少有一個參與單元持有的編識號不相同的指派航跡數(shù).當(dāng)MTR=1 時,說明所有單元都持有全部指派航跡.MTR指標(biāo)可以按照目標(biāo)身份類型(敵、我、中)以及環(huán)境類型(空中、水面)分別統(tǒng)計.需要注意的是,數(shù)據(jù)鏈端機具有消息過濾功能,計算時要酌情考慮消息過濾規(guī)則對航跡數(shù)據(jù)統(tǒng)計的影響.

2)航跡消息共享率

定義:接收到航跡消息的單元數(shù)量比例的平均值.

計算:

說明:MTM∈[0,1].本指標(biāo)反映了航跡消息在各單元間共享的一致程度,當(dāng)MTM=1 時,說明所有報告的航跡消息在分發(fā)過程中均未丟失.MTM指標(biāo)可以按照目標(biāo)身份類型(敵、我、中)以及環(huán)境類型(空中、水面)分別統(tǒng)計.需要注意的是,數(shù)據(jù)鏈端機具有消息過濾功能,計算時要酌情考慮消息過濾規(guī)則對航跡消息統(tǒng)計的影響.

3.6 準確性

準確性衡量航跡位置、速度、航向和身份標(biāo)識與真實情況的一致程度.當(dāng)航跡位置、速度、航向和身份標(biāo)識與目標(biāo)真實情況一致時稱為準確.具體的指標(biāo)分為位置誤差EP、速度誤差EV、航向誤差EC和識別正確率CR.這些指標(biāo)都是定義在被跟蹤目標(biāo)的指派航跡集合上的平均或者綜合值.

1)位置誤差

定義:航跡估計位置相對于目標(biāo)真實位置的均方根誤差.

計算:

說明:EP≥0,單位m.k為數(shù)據(jù)采樣時刻序號,m為參與單元序號,j為目標(biāo)序號,n為給定采樣時刻、單元和目標(biāo)時的指派航跡序號.Δxn,j,m(tk)、Δyn,j,m(tk)和Δzn,j,m(tk)分別表示第k個數(shù)據(jù)采樣時刻單元m中目標(biāo)j的第n個指派航跡位置與目標(biāo)位置3 個維度的差值.系數(shù)w∈{0,1},當(dāng)高度數(shù)據(jù)不可用時w=0,否則w=1.Nj,m(tk)是第k個數(shù)據(jù)采樣時刻單元m中目標(biāo)j的指派航跡數(shù)量.EP指標(biāo)可以按照目標(biāo)身份類型(敵、我、中)以及環(huán)境類型(空中、水面)分別統(tǒng)計.

2)速度誤差

定義:航跡速度相對于目標(biāo)真實速度的均方根誤差.

計算:

說明:EV≥0,單位m/s.速度為沿運動方向的地表投影速度.Δvn,j,m(tk)是第k個數(shù)據(jù)采樣時刻單元m中目標(biāo)j的第n個指派航跡速度與目標(biāo)速度的差值.EV指標(biāo)可以按照目標(biāo)身份類型(敵、我、中)以及環(huán)境類型(空中、水面)分別統(tǒng)計.

3)航向誤差

定義:航跡航向相對于目標(biāo)真實航向的均方根誤差.

計算:

說明:EC∈[0,180],單位度(°).Δcn,j,m(tk)是第k個數(shù)據(jù)采樣時刻單元m中目標(biāo)j的第n個指派航跡航向與目標(biāo)航向的夾角.EC指標(biāo)可以按照目標(biāo)身份類型(敵、我、中)以及環(huán)境類型(空中、水面)分別統(tǒng)計.航向誤差指標(biāo)只對超過一定速度的目標(biāo)航跡才有意義,例如可以要求速度大于20 km/s 時才計算該項指標(biāo).

4)識別正確率

定義:正確識別目標(biāo)數(shù)與全部目標(biāo)數(shù)的比值.

計算:

說明:CR∈[0,1].CR指標(biāo)可以按照目標(biāo)身份類型(敵、我、中)以及環(huán)境類型(空中、水面)分別進行統(tǒng)計.

3.7 及時性

及時性衡量發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、識別目標(biāo)以及獲得航跡數(shù)據(jù)的及時程度.定義了航跡確認時延TTR、目標(biāo)識別時延TID和航跡更新周期TUP3 個指標(biāo).其中,航跡確認時延TTR反映系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的及時性,目標(biāo)識別時延TID反映系統(tǒng)識別目標(biāo)的及時性,航跡更新周期TUP傳輸反映系統(tǒng)更新航跡的及時性.

1)航跡確認時延

定義:從目標(biāo)進入監(jiān)視區(qū)域到首次報告航跡消息所經(jīng)過的時間.

計算:

說明:TTR≥0,單位s.監(jiān)視區(qū)域可以根據(jù)傳感器的威力范圍確定.首次航跡報告是指該目標(biāo)所有指派航跡中最先發(fā)出的航跡消息.TTR指標(biāo)可以按照目標(biāo)身份類型(敵、我、中)以及環(huán)境類型(空中、水面)分別統(tǒng)計.

2)目標(biāo)識別時延

定義:從首次航跡報告到目標(biāo)被明確識別所經(jīng)過的時間.

計算:

說明:TID≥0,單位s.目標(biāo)被明確識別的時刻是該目標(biāo)所有指派航跡中首次出現(xiàn)非“不明”身份標(biāo)識的時刻.TID指標(biāo)可以按照目標(biāo)身份類型(敵、我、中)以及環(huán)境類型(空中、水面)分別統(tǒng)計.

3)航跡更新周期

定義:相鄰兩次報告同一航跡的平均時間間隔.

計算:

說明:TUP≥0,單位s.TUP指標(biāo)可以按照目標(biāo)身份類型(敵、我、中)以及環(huán)境類型(空中、水面)分別統(tǒng)計.

4 態(tài)勢信息質(zhì)量評估方法

圖7 是數(shù)據(jù)鏈態(tài)勢信息質(zhì)量評估功能示意圖.數(shù)據(jù)采集功能負責(zé)從裝備收集記錄數(shù)據(jù),并進行預(yù)處理后保存到本地評估數(shù)據(jù)庫.需求分析模塊依據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)想定與評估需求,確定評估范圍、內(nèi)容和重點項目,選擇評估指標(biāo),形成評估方案.指標(biāo)計算模塊從評估數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù),進行分析、統(tǒng)計、計算,得到指標(biāo)結(jié)果.最后由綜合分析評價模塊對網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案進行綜合評估,并給出方案優(yōu)化建議,形成評估報告[24-26].綜合分析評價的方法可以考慮依據(jù)圖5所示的指標(biāo)體系框架采用層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)來實現(xiàn).對于一些不太合理的評估結(jié)果,可能需要結(jié)合裝備試驗的具體情況,分析和解釋導(dǎo)致評估結(jié)果的深層次原因,適當(dāng)調(diào)整評估指標(biāo)或者計算方法,甚至修改評估方案進行重新評估.

圖7 評估系統(tǒng)功能示意圖

5 結(jié)論

由于數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)本身是一個龐大而又復(fù)雜的信息系統(tǒng),需要與傳感器、武器平臺和指揮控制系統(tǒng)結(jié)合,才能實現(xiàn)支撐一體化聯(lián)合作戰(zhàn)的使命任務(wù).航跡統(tǒng)一是數(shù)據(jù)鏈生成戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢圖的目標(biāo)要求,是實現(xiàn)態(tài)勢一致,發(fā)揮系統(tǒng)作戰(zhàn)效能的基礎(chǔ).隨著數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)應(yīng)用的逐漸成熟,對態(tài)勢信息質(zhì)量進行評估應(yīng)該成為未來數(shù)據(jù)鏈裝備在役考核的重要環(huán)節(jié),以此為系統(tǒng)的軟硬件改進升級提供客觀依據(jù).從近年來裝備運用的情況看,航跡統(tǒng)一問題必須從技術(shù)和應(yīng)用兩個方面入手加以解決,在不斷改進、完善相關(guān)技術(shù)的同時,應(yīng)該進一步重視人在系統(tǒng)中的主導(dǎo)作用,規(guī)范相關(guān)人員職責(zé),加強人員培訓(xùn),通過技術(shù)與使用的完美組合實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)效能的最大化.