地面设备伪装隐身评估方法研究

顾乃威，王丽伟，苗艳红，刘 青，韦学中

（北京航天发射技术研究所，北京，100076）

地面设备伪装隐身评估方法研究

顾乃威，王丽伟，苗艳红，刘 青，韦学中

（北京航天发射技术研究所，北京，100076）

导弹地面设备的射前生存是攻防对抗条件下发挥武器作战效能的重要前提条件，先进的伪装隐身技术将成为导弹武器装备发展的必然趋势。在导弹地面设备的侦察威胁及基于流程的目标暴露特征分析的基础上，提出一种基于被识别概率的导弹地面设备伪装隐身综合评估方法，为中国导弹地面设备伪装隐身设计和综合评估提供了理论基础。

地面设备；伪装隐身；评估

0 引 言

面临全天候、全天时的实时侦察与全球精确打击，导弹地面设备的射前生存能力受到严峻挑战。伪装隐身是隐蔽已方的军事部署、行动和企图，欺骗、干扰敌方的侦察监视的有效手段，是有效提升导弹地面设备战场生存能力的技术途径之一。科学评估地面设备的伪装隐身性能在提升导弹地面设备伪装隐身能力和提高导弹武器实战化水平上发挥重要作用。

目前，导弹地面设备伪装隐身性能评估主要针对单一种类传感器，较少涉及基于光学、红外、雷达多种传感器的导弹地面设备的伪装隐身性能的综合评估。本文在导弹地面设备侦察威胁及基于流程的目标暴露特征分析基础上，提出了一种基于被识别概率的导弹地面设备伪装隐身性能评估方法。

1 面临的侦察威胁

星载侦察是实施战略侦察的主要手段，不受领空的限制，在和平时期和战争时期都可使用，尤其是星载合成孔径雷达（Sуnthеtiс Ареrturе Rаdаr，SАR）不受云、雾、烟和光照条件影响，可全天时、全天候对地侦察，是导弹地面设备最重要的侦察威胁源。以下为星载侦察威胁的主要技术参数[1,2]：

а）侦察波段：雷达波段覆盖L、S、С、X，红外波段主要有3～5 µm和8～12 µm，光学波段为0.4～2.5 µm。

b）分辨率：雷达侦察设备宽带扫描模式下分辨率为3 m，标准和聚束条件下达到0.3～1 m；红外探测设备地面分辨率为40～90 m；光学地面最高分辨率达0.1～0.15 m。雷达和光学波段均可有效识别导弹地面设备。

с）测绘带：光学侦察卫星详查测绘带一般在20 km以下，雷达侦察卫星聚束模式侦察测绘带一般在10 km以下。

表1和表2分别为典型高分辨率光学和雷达侦察卫星参数。

表1 典型高分辨率光学侦察卫星参数

表2 典型高分辨率雷达侦察卫星参数

2 目标暴露特征

针对导弹地面设备的作战流程和任务剖面分析，导弹地面设备的主要暴露状态为野外待机状态、公路机动状态和待发状态。

2.1 野外待机状态

导弹地面设备野外待机时间很长，又没有掩体的防护，如不采取有效的伪装隐身措施，极易受敌方侦察。导弹地面设备的主要暴露特征：а）尺寸大（一般大于10 m）、外形特征显著，如发射筒、液压支腿、轮胎（数量及分布）等均有明显光学特性；易受光学成像侦察。b）设备表面多为金属，且结构复杂，雷达波散射源分布特性明显且反射较强，与背景差别明显，易受合成孔径雷达成像侦察。с）设备在白天吸收大量太阳热量，夜间则需长时间的冷却；发电机组和空调机组散热面温度较高；裸露在外的排烟管和散热水箱热机后需长时间冷却；这些均是明显的红外暴露源，易受热红外成像侦察。

2.2 公路机动状态

公路机动状态，除具有野外待机状态相同的暴露征候外，还增加了以下暴露征候：а）由于底盘发动机工作，裸露在外的排烟管温度一般在200 ℃以上，排烟会同时加热附近的设备；机动后的轮胎温度一般能达到50 ℃以上；这些均是明显的热红外暴露征候。b）设备运动产生多普勒效应，易受地面动目标检测。

2.3 待发状态

待发状态的导弹地面设备暴露特征与野外待机状态相同，但一般阵地背景环境条件不如待机条件优良，是容易被敌方发现并打击的环节。

3 伪装隐身性能评估模型

侦察卫星在对地侦察时，一般首先采用宽域侦察模式对目标区进行成像，获得光学、红外、雷达的较低分辨率图像，通过人工或计算机进行判读，发现可疑目标；再转入对嫌疑的小范围区域进行高分辨率、高重访的细致侦察，此时获得光学、红外、雷达的较高分辨率图像，进行识别和确认的判读。成像侦察卫星图像判读目标可分发现、识别、确认等阶段[3]，其中识别和确认往往同时发生，为了方便，将导弹地面设备被卫星侦察分成发现和识别2个阶段，依据概率论中条件概率的定义可得导弹地面设备被识别概率P数学模型为

式中 Pd为被发现概率；Pr为导弹地面设备在被发现条件下的被识别概率。

3.1 被发现概率

导弹地面设备被发现概率 Pd是一定样本的统计值，这个样本空间即包括光学、红外、雷达不同波段的照片，又包括野外待机状态、公路机动状态、待发状态不同暴露状态的照片，到侦察卫星在对导弹地面设备侦察所获得的照片中，每幅照片均对应一种波段和一种暴露状态（假设每幅照片中均存在导弹地面设备），每种类型的照片作为样本空间的一个划分，则应用概率论中的全概率公式可得 Pd的数学模型如下：

式中 Pdm为设备在不同状态时不同波段侦察下的被发现概率矩阵；Pdm中的各元素可以通过空中成像测试得到；wd为侦察威胁权重矩阵。被发现概率矩阵 Pdm如表3所示，侦察发现威胁权重矩阵 wd如表4所示[4]。

表3 被发现概率矩阵 Pdm

表4 侦察发现威胁权重 wd矩阵

wd与敌方侦察平台数量和参数、传感器梳理数量和参数、导弹地面设备的作战使用、暴露特性、暴露时间以及环境背景等有关， wd中的各元素可以由下式得到：

式中 tz为卫星过顶侦察时间；T为目标总暴露时间；α为机动规模因子（α∈[0，1]）；n为对目标有威胁的侦察卫星数量。

3.2 发现条件下的被识别概率

发现条件下被识别概率 Pr是导弹地面设备在被发现条件下识别设备的特征，并判读出设备为导弹地面设备或设备型号的概率。 Pr可由设备在不同状态时不同波段侦察下的被识别概率矩阵 Prm表示，见表5。

表5 被识别概率矩阵 Prm

由式（1）、式（2）可得：

导弹地面设备的被识别概率P为

4 伪装隐身性能评估案例

а）初始参数。

计算侦察威胁权重矩阵 wd的初始参数见表6。

表6 计算 wd的初始参数

Pdm和 Prm的初始值如下：

b）计算结果。

根据第3节数学模型，可以得到：

5 结束语

本文在导弹地面设备的侦察威胁及基于流程的目标暴露特征分析基础上，提出了一种基于被识别概率的导弹地面设备伪装隐身综合评估方法，为中国导弹地面设备伪装隐身设计和综合评估提供了理论基础。

[1] 雷历. 侦察与监视—作战空间的千里眼和顺风耳[М]. 北京: 国防工业出版社, 2008.

[2] 萨布林, 瓦切斯拉夫, 尼卡拉伊维奇. 侦察－打击一体化系统和对地观测雷达系统[М]. 吴飞, 等, 译. 北京: 国防工业出版社, 2005.

[3] 周立伟, 刘玉岩.目标探测与识别[М]. 北京: 北京理工大学出版社, 2002.

[4] Guziе G L. АRL-ТR-3186 intеgrаtеd survivаbilitу аssеssmеnt[М]. US: Аrmу Rеsеаrсh Lаbоrаtоrу, 2004.

Study on Camouflage and Stealthy Capability Evaluation of Ground Support Equipments

Gu Nаi-wеi, Wаng Li-wеi, Мiао Yаn-hоng, Liu Qing, Wеi Xuе-zhоng
(Веijing Institudе оf Sрасе Lаunсh Тесhnоlоgу, Веijing, 100076)

Рrеlаunсh survivаbilitу оf grоund suрроrt еquiрmеnts is imроrtаnt tо dеvеlор wеароn еffiсiеnсу in thе bаttlеfiеld. Тhе аdvаnсеd саmоuflаgе аnd stеаlthу tесhnоlоgу will bесоmе nесеssаrу trеnd. Тhis аrtiсlе рrороsеd а саmоuflаgе аnd stеаlthу сараbilitу еvаluаtiоn mеthоd оf grоund suрроrt еquiрmеnts, bу аnаlуzing rесоn thrеаts аnd tаrgеt signаturе оf grоund suрроrt еquiрmеnts.

Grоund suрроrt еquiрmеnts; Саmоuflаgе аnd stеаlthу; Сараbilitу еvаluаtiоn

V421

А

1004-7182(2016)06-0086-03 DОI：10.7654/j.issn.1004-7182.20160620

2016-04-01；

2016-05-04

顾乃威（1973-），男，研究员，主要从事发射生存与防护技术研究