基于概率方法的电子战系统对无人飞行器有效性评估数学模型

Ігор Шовкошитний
{"title":"基于概率方法的电子战系统对无人飞行器有效性评估数学模型","authors":"Ігор Шовкошитний","doi":"10.33099/2311-7249/2024-49-1-35-44","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Однією з тенденцій російсько-української війни є зростання уваги до розвитку та впровадження новітніх багатофункціональних безпілотних систем і засобів (комплексів) радіоелектронної боротьби для протидії безпілотним літальним апаратам. Бойове застосування таких систем неможливе без оцінювання ефективності процесів, які відбуваються в умовах конфліктної взаємодії сил і засобів радіоелектронної боротьби та безпілотних літальних апаратів противника. Таке оцінювання потрібне не лише для вибору дієвих технічних рішень під час розроблення конкретних зразків озброєння, а й для синтезу локальних і просторово-розподілених систем радіоелектронної боротьби з безпілотними літальними апаратами, формування яких в Україні наразі лише триває. Інструментом оцінювання є математичні моделі, які повинні мати розумний баланс між достатньою точністю, повнотою відображення властивостей систем (об’єктів) та простотою їх моделювання. Такі властивості мають імовірнісні моделі, які доволі часто застосовуються у військовій галузі. З урахуванням цього, стаття присвячена вирішенню актуального наукового завдання, яке полягає у висвітленні математичної моделі оцінювання ефективності системи радіоелектронної боротьби з безпілотними літальними апаратами на основі ймовірнісного підходу. Під час проведення дослідження застосовано положення системного підходу, методи теорії імовірності, моделювання систем, елементи теорії виявлення сигналів та методи теорії кваліметрії. Поєднання таких методів дало змогу системно підійти до формування структури моделі, опису функціонування підсистеми виявлення безпілотних літальних апаратів та підсистеми подавлення їх бортових систем. За результатами проведеного дослідження узагальнено аналіз публікацій з подібної тематики, здійснено опис процесів, які відбуваються в конфлікті «система радіоелектронної боротьби – безпілотні літальні апарати противника», сформовано базові правила, які використовуються у математичній моделі під час складання повних груп подій (процесів виявлення та подавлення), розроблена блок-схема математичної моделі, яка дозволяє визначати кількісні значення часткових та загальних показників ефективності (відповідно – ймовірності виявлення безпілотних літальних апаратів, подавлення їх бортових систем та ймовірності зриву виконання завдань безпілотними літальними апаратами в межах простору відповідальності системи радіоелектронної боротьби). Крім того, у моделі передбачена можливість лінгвістичної інтерпретації отриманих ймовірностей за допомогою психофізичних шкал оцінок. Наукова новизна полягає у комплексному врахуванні у запропонованій математичній моделі типових ймовірнісних процесів виявлення безпілотних літальних апаратів (засобами радіолокаційної, радіотехнічної та оптичної розвідки)) та подавлення їх бортових радіоелектронних систем (навігації, управління та телеметрії, оптико-електронних засобів), поєднанні відносно простих аналітичних, ймовірнісних та кваліметричних моделей (методів) для отримання оцінок ефективності складної просторово-розподіленої системи за невеликого обсягу ввідних даних. Практична значущість отриманих результатів дослідження для воєнно-оборонної сфери полягає в можливості оперативно оцінювати системи радіоелектронної боротьби з безпілотними літальними апаратами за допомогою розробленої логічно зрозумілої математичної моделі з отриманням чисельних значень показника ефективності та їх інтерпретації у лінгвістичному вигляді, що є зручним у процесі оцінювання, порівняння або синтезу перспективних варіантів подібних систем.","PeriodicalId":124623,"journal":{"name":"Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони","volume":"28 41","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2024-05-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Математична модель оцінювання ефективності системи радіоелектронної боротьби з безпілотними літальними апаратами на основі ймовірнісного підходу\",\"authors\":\"Ігор Шовкошитний\",\"doi\":\"10.33099/2311-7249/2024-49-1-35-44\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Однією з тенденцій російсько-української війни є зростання уваги до розвитку та впровадження новітніх багатофункціональних безпілотних систем і засобів (комплексів) радіоелектронної боротьби для протидії безпілотним літальним апаратам. Бойове застосування таких систем неможливе без оцінювання ефективності процесів, які відбуваються в умовах конфліктної взаємодії сил і засобів радіоелектронної боротьби та безпілотних літальних апаратів противника. Таке оцінювання потрібне не лише для вибору дієвих технічних рішень під час розроблення конкретних зразків озброєння, а й для синтезу локальних і просторово-розподілених систем радіоелектронної боротьби з безпілотними літальними апаратами, формування яких в Україні наразі лише триває. Інструментом оцінювання є математичні моделі, які повинні мати розумний баланс між достатньою точністю, повнотою відображення властивостей систем (об’єктів) та простотою їх моделювання. Такі властивості мають імовірнісні моделі, які доволі часто застосовуються у військовій галузі. З урахуванням цього, стаття присвячена вирішенню актуального наукового завдання, яке полягає у висвітленні математичної моделі оцінювання ефективності системи радіоелектронної боротьби з безпілотними літальними апаратами на основі ймовірнісного підходу. Під час проведення дослідження застосовано положення системного підходу, методи теорії імовірності, моделювання систем, елементи теорії виявлення сигналів та методи теорії кваліметрії. Поєднання таких методів дало змогу системно підійти до формування структури моделі, опису функціонування підсистеми виявлення безпілотних літальних апаратів та підсистеми подавлення їх бортових систем. За результатами проведеного дослідження узагальнено аналіз публікацій з подібної тематики, здійснено опис процесів, які відбуваються в конфлікті «система радіоелектронної боротьби – безпілотні літальні апарати противника», сформовано базові правила, які використовуються у математичній моделі під час складання повних груп подій (процесів виявлення та подавлення), розроблена блок-схема математичної моделі, яка дозволяє визначати кількісні значення часткових та загальних показників ефективності (відповідно – ймовірності виявлення безпілотних літальних апаратів, подавлення їх бортових систем та ймовірності зриву виконання завдань безпілотними літальними апаратами в межах простору відповідальності системи радіоелектронної боротьби). Крім того, у моделі передбачена можливість лінгвістичної інтерпретації отриманих ймовірностей за допомогою психофізичних шкал оцінок. Наукова новизна полягає у комплексному врахуванні у запропонованій математичній моделі типових ймовірнісних процесів виявлення безпілотних літальних апаратів (засобами радіолокаційної, радіотехнічної та оптичної розвідки)) та подавлення їх бортових радіоелектронних систем (навігації, управління та телеметрії, оптико-електронних засобів), поєднанні відносно простих аналітичних, ймовірнісних та кваліметричних моделей (методів) для отримання оцінок ефективності складної просторово-розподіленої системи за невеликого обсягу ввідних даних. Практична значущість отриманих результатів дослідження для воєнно-оборонної сфери полягає в можливості оперативно оцінювати системи радіоелектронної боротьби з безпілотними літальними апаратами за допомогою розробленої логічно зрозумілої математичної моделі з отриманням чисельних значень показника ефективності та їх інтерпретації у лінгвістичному вигляді, що є зручним у процесі оцінювання, порівняння або синтезу перспективних варіантів подібних систем.\",\"PeriodicalId\":124623,\"journal\":{\"name\":\"Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони\",\"volume\":\"28 41\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2024-05-14\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.33099/2311-7249/2024-49-1-35-44\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.33099/2311-7249/2024-49-1-35-44","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

摘要

俄乌战争的趋势之一是,人们越来越关注开发和实施最新的多功能无人系统和电子战系统(综合体),以对抗无人驾驶飞行器。如果不评估电子战部队和手段与敌方无人飞行器之间冲突互动过程的有效性,就不可能在实战中使用这些系统。这种评估不仅对于在开发特定武器时选择有效的技术解决方案是必要的,而且对于合成针对无人飞行器的局部和空间分布式电子战系统也是必要的,乌克兰目前正在开发这种系统。评估工具是数学模型,它应在足够的准确性、系统(物体)属性反映的完整性和建模的简易性之间取得合理平衡。军事部门经常使用的概率模型就具有这样的特性。有鉴于此,本文致力于解决一项紧迫的科学任务,即提出一个数学模型,用于评估基于概率方法的电子战系统对无人驾驶飞行器的有效性。在研究过程中,应用了系统方法的规定、概率论方法、系统建模、信号探测理论要素和质量测量理论方法。这些方法的结合使得系统化的模型结构的形成、无人驾驶飞行器探测子系统和抑制其机载系统子系统的功能描述成为可能。根据研究结果,作者总结了对类似主题出版物的分析,描述了 "电子战系统--敌方无人驾驶飞行器 "冲突中发生的过程,形成了数学模型在汇编完整事件组(探测和压制过程)时使用的基本规则,绘制了数学模型流程图,该流程图可确定部分和一般性能指标的定量值(分别为探测无人驾驶飞行器的概率和压制无人驾驶飞行器的概率)。此外,该模型还提供了使用心理物理评分表对所获概率进行语言解释的可能性。所提议数学模型的科学新颖性在于全面考虑了无人驾驶飞行器探测(通过雷达、无线电和光学侦察手段)和抑制其机载电子系统(导航、控制和遥测、光电手段)的典型概率过程,结合相对简单的分析、概率和定性模型(方法),以少量输入数据获得复杂空间分布系统的有效性估计。研究成果对军事和国防部门的实际意义在于,利用所开发的逻辑上易于理解的数学模型,通过接收性能指标的数值及其语言形式的解释,能够快速评估针对无人驾驶飞行器的电子战系统,这在评估、比较或综合此类系统的可行方案的过程中非常方便。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Математична модель оцінювання ефективності системи радіоелектронної боротьби з безпілотними літальними апаратами на основі ймовірнісного підходу
Однією з тенденцій російсько-української війни є зростання уваги до розвитку та впровадження новітніх багатофункціональних безпілотних систем і засобів (комплексів) радіоелектронної боротьби для протидії безпілотним літальним апаратам. Бойове застосування таких систем неможливе без оцінювання ефективності процесів, які відбуваються в умовах конфліктної взаємодії сил і засобів радіоелектронної боротьби та безпілотних літальних апаратів противника. Таке оцінювання потрібне не лише для вибору дієвих технічних рішень під час розроблення конкретних зразків озброєння, а й для синтезу локальних і просторово-розподілених систем радіоелектронної боротьби з безпілотними літальними апаратами, формування яких в Україні наразі лише триває. Інструментом оцінювання є математичні моделі, які повинні мати розумний баланс між достатньою точністю, повнотою відображення властивостей систем (об’єктів) та простотою їх моделювання. Такі властивості мають імовірнісні моделі, які доволі часто застосовуються у військовій галузі. З урахуванням цього, стаття присвячена вирішенню актуального наукового завдання, яке полягає у висвітленні математичної моделі оцінювання ефективності системи радіоелектронної боротьби з безпілотними літальними апаратами на основі ймовірнісного підходу. Під час проведення дослідження застосовано положення системного підходу, методи теорії імовірності, моделювання систем, елементи теорії виявлення сигналів та методи теорії кваліметрії. Поєднання таких методів дало змогу системно підійти до формування структури моделі, опису функціонування підсистеми виявлення безпілотних літальних апаратів та підсистеми подавлення їх бортових систем. За результатами проведеного дослідження узагальнено аналіз публікацій з подібної тематики, здійснено опис процесів, які відбуваються в конфлікті «система радіоелектронної боротьби – безпілотні літальні апарати противника», сформовано базові правила, які використовуються у математичній моделі під час складання повних груп подій (процесів виявлення та подавлення), розроблена блок-схема математичної моделі, яка дозволяє визначати кількісні значення часткових та загальних показників ефективності (відповідно – ймовірності виявлення безпілотних літальних апаратів, подавлення їх бортових систем та ймовірності зриву виконання завдань безпілотними літальними апаратами в межах простору відповідальності системи радіоелектронної боротьби). Крім того, у моделі передбачена можливість лінгвістичної інтерпретації отриманих ймовірностей за допомогою психофізичних шкал оцінок. Наукова новизна полягає у комплексному врахуванні у запропонованій математичній моделі типових ймовірнісних процесів виявлення безпілотних літальних апаратів (засобами радіолокаційної, радіотехнічної та оптичної розвідки)) та подавлення їх бортових радіоелектронних систем (навігації, управління та телеметрії, оптико-електронних засобів), поєднанні відносно простих аналітичних, ймовірнісних та кваліметричних моделей (методів) для отримання оцінок ефективності складної просторово-розподіленої системи за невеликого обсягу ввідних даних. Практична значущість отриманих результатів дослідження для воєнно-оборонної сфери полягає в можливості оперативно оцінювати системи радіоелектронної боротьби з безпілотними літальними апаратами за допомогою розробленої логічно зрозумілої математичної моделі з отриманням чисельних значень показника ефективності та їх інтерпретації у лінгвістичному вигляді, що є зручним у процесі оцінювання, порівняння або синтезу перспективних варіантів подібних систем.
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
自引率
0.00%
发文量
0
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术官方微信