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防空导弹武器装备体系作战效能全局敏感性分析方法研究

张晓航  
【摘要】:武器装备体系的作战效能是体系在执行给定作战任务时所达到预期目标的有效程度的度量。它不仅与组成体系的各种装备的性能、数量有关,而且与这些装备之间的编配、作战运用方法有关,还受到复杂的作战环境等因素的影响。因此,体系作战效能存在很大的不确定性。对体系作战效能的不确定性进行分析、找出影响作战效能的关键因素、减少作战效能的不确定性,是优化体系结构、提高体系作战效能的重要途径。因此,武器装备体系作战效能分析方法研究对体系的构建及作战运用具有重要的理论意义和应用价值。传统的作战效能分析方法由于分析因素少、因素变化范围窄或要求作战效能与输入因素关系不能过于复杂等原因,难以满足体系作战效能分析的需要。因此需要采用新的方法来对体系效能的复杂性进行分析。 全局敏感性分析方法是研究模型各个输入因素在其取值范围内变动对模型输出的影响,可以从全局范围内研究输入因素对输出的作用,并且可以分析输入因素之间的交互作用对输出的影响。因此适用于对复杂武器装备体系的作战效能进行分析。 本文以防空导弹武器装备体系拦截飞机类目标为军事背景进行体系作战效能全局敏感性分析方法的研究。论文首先论述了防空导弹武器装备体系的基本概念、体系构成及其典型作战过程,提出了防空导弹体系拦截飞机类目标的作战效能评估准则和效能指标体系,建立了作战效能全局敏感性分析框架。其次,采用解析方法对防空导弹体系作战效能进行建模,针对其典型作战过程,建立了雷达发现概率模型、导弹可发射概率模型以及导弹杀伤概率模型等。然后,针对体系作战效能的全局敏感性分析方法进行了重点研究,采用Sobol指数法来分析各个输入因素在全局变动时对作战效能的影响,对各个因素进行敏感性排序,确定影响作战效能的关键因素,并分析了因素之间的交互效应对作战效能的影响;为解决Sobol指数法应用中模型计算量大的问题,采用Kriging代理模型方法,通过作战效能样本数据构建近似效能模型,在此基础上完成Sobol指数的计算。最后,运用上述方法,进行了示例分析。


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