基于博弈論的水聲對抗效果評估技術分析

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1、基于博弈論的水聲對抗效果評估技術分析摘要:水聲對抗干擾是目前水下戰(zhàn)場作戰(zhàn)的主要對抗方式,對抗干擾效果是衡量水聲對抗器材作戰(zhàn)效能的一項重要的綜合性指標,定量地評估水聲對抗器材的對抗干擾效果對試驗、訓練、演練和實戰(zhàn)十分重要。這里采用博弈論的方法建立水聲對抗評估模型,通過仿真計算與分析,定量地對水聲對抗干擾效果進行動態(tài)評估,研究解決水聲對抗的全系統(tǒng)、全過程評估問題。關鍵詞:水聲對抗;對抗干擾;博弈論;噪聲干擾器:TN97?34:A:1004?373X(2015)09?0025?03Abstract:Theundereasureinterfer

2、enceisthemainconfrontationinundereasureinterferenceisanimportantandprehensiveindextomeasuretheoperationaleffectivenessofundereasureequipments.Itisimportantforthetesting,training,drillsandactualbattoquantitativelyevaluatethecountermeasureinterferenceeffectofundereasureequ

3、ipment.Theevaluationmodelofundereasureisbuildbythemethodofgametheory.Thedynamicevaluationofundereasureinterferenceeffectiscarriedoutquantitativelybysimulatingcalculationandanalysis,existingintheevaluationofundereasureprocessofthe.Keyeasure;countermeasureinterference;game

4、theory;noisejammer0引言隨著新技術的發(fā)展與應用,現(xiàn)代水下武器裝備在探測與反探測、攻擊與反攻擊的對抗能力方面發(fā)展迅速。由于聲信號是水下目標探測和信息獲取的主要手段,因此水聲對抗干擾是目前水下戰(zhàn)場作戰(zhàn)的主要對抗方式,世界各國都在努力尋求水聲干擾和抗干擾的各種方法。對抗干擾效果是衡量水下對抗效果的一項重要綜合指標,定量地評估對抗干擾效果對試驗、訓練、演練、實戰(zhàn)十分重要。現(xiàn)有的對抗干擾效果評估大多是采用干擾器或者聲誘餌對魚雷等攻擊性武器系統(tǒng)實施干擾或引誘,偏重于評估魚雷等攻擊性武器系統(tǒng)的抗干擾能力,而對于干擾器、聲誘餌、氣幕彈

5、等干擾器材的干擾能力和效果的評估缺少一定的方法和手段。水聲對抗過程實質(zhì)上是一個博弈的過程。水聲對抗雙方不只是簡單的矛與盾的關系,多變的戰(zhàn)場環(huán)境和海洋背景成為影響對抗結果的重要因素,讓對抗過程變得更加復雜。本文采用博弈論的方法對水聲對抗干擾效果進行動態(tài)評估,研究解決水聲對抗的全系統(tǒng)、全過程評估問題。1水聲對抗的博弈模型博弈論是研究在相互包含、相互依存情況中的理性行為的一門學科,它共包含三個要素:局中人、局中人的策略空間和每個局中人的盈利函數(shù)。從探知信息的角度,博弈模型設定的信息序列不一定完整,形成的博弈可以分為完全信息博弈和不完全信息博弈

6、;針對不同目標狀態(tài)可分為靜態(tài)博弈和動態(tài)博弈,動態(tài)和靜態(tài)是相對的,比如相對魚雷和潛艇等高速運動狀態(tài),浮標可近似為靜態(tài)。在水聲對抗過程中,聲吶或者魚雷發(fā)射水聲信號探測目標,水聲對抗器材模擬發(fā)射各種噪聲信號、仿真信號干擾或者誤導探測,所以形成了以聲吶或者魚雷等武器系統(tǒng)和水聲對抗器材為局中人的博弈,記為S和D;水聲對抗器材所采用的對抗干擾方法策略空間記為聲吶或者魚雷采取相應抗干擾的策略空間記根據(jù)博弈論中的最大最小定理求解矩陣,得到的結果即為S的抗干擾效果和D的干擾效果。2博弈盈利函數(shù)水聲對抗器材對聲吶或者魚雷等武器系統(tǒng)實施有效的干擾需要滿足四個

7、方面的基本要求,分別是時間、空間、頻率和能量,所以針對對抗效果的評估可以從這四個方面進行考慮。2.1時間指數(shù)2.4能量指數(shù)干擾信號的能量與探測目標信號的能量的比值,聲吶或者魚雷對接收信號能量的判別門限決定了干擾器材是否能夠壓制目標信號。利用干擾信號與目標信號能量的比值可度量干擾信號壓制目標信號的程度,即:(4)式中:為干擾器材所發(fā)射的干擾信號到達聲吶或者魚雷位置的強度;為探測目標反射或輻射信號到達聲吶或者魚雷位置的強度;不同的干擾器材,所采用的聲吶方程也不同,主動探測和被動探測聲吶方程也不同,所以需要根據(jù)實際對抗器材和對抗方式得到相應的

8、聲吶方程,得到時間、空間、頻率、能量四個因素都反映了干擾信號的情況,結果可以通過信噪比得到綜合情況,令:3仿真計算與分析本文以某型號聲吶對某型號噪聲干擾器進行對抗為例,該型聲吶的壓制系數(shù)dB,預定的虛警概率

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