复杂电磁环境下炮兵火力打击目标价值分析

　　1　引言

　　电磁技术被广泛应用于各种炮兵武器之上,为炮兵的信息化做出巨大贡献。然而在信息化的同时也带来了“第四维战场”—复杂电磁环境。复杂的电磁环境体现在整个作战过程之中,渗透于战场感知、指挥控制、火力协同以及火力打击的方方面面,对炮兵作战指挥、武器装备的效能、指挥自动化系统等都产生重大的影响。所以有必要在复杂的电磁环境下对炮兵目标进行综合评估。目标价值是用来描述和衡量在一定作战条件下,对战场目标实施火力打击必要性的一个综合性指标。影响炮兵目标价值的因素具有多样性、复杂性等特点,且由于各因素的重要程度不同,也为定量分析、定性判断带来困难。目前,对目标价值的评估,大多采用层次分析法、多属性决策法等,但在确定目标威胁度的权重时,受人为因素影响很大。为了更加客观地反映战场的实际情况,采用主成分分析法对炮兵目标价值进行评估,并通过实例进行验证,以取得较理想的效果。

　　2　基础理论[1,5]

　　主成分分析法(principal component analysis,PCA)是一种有效地用于降维分析的多元统计方法。利用主成分分析法对多维变量进行降维后的变量是原变量的线性组合,能反映原变量绝大部分的信息,使信息的损失最小,对原变量的综合解释能力强。该方法通过主成分的方差贡献率来表示变量的作用,可避免在系统分析中对权重的主观判断,使权重的分配更合理,尽可能地减少重叠信息的不良影响,克服变量之间的多重相关性,使分析简化。当主成分变量所包含的指标信息量占原始指标信息量的85%以上时,认为分析达到效果。主成分的求解步骤为:步骤1:数据的标准化处理。评价中的各个指标,都有不同的量纲,不同的数量级,不能直接放在一起比较,需要对指标的数值进行标准化处理,以消除其量纲数量级上的差异。将原始决策矩阵X = (xij)m×n中的样本值xij(i =1,2,…,m;j =1,2,…,n)采用Z-Score法进行标准化处理:

　　步骤3:求相关矩阵R的特征值并按由大到小排序记λ1 λ2 … λn 0及相应的特征向量。αj= [αj1,αj2,…,αjn]T　(j =1,2,…,n) (3)步骤4:通过λi计算各分量的方差贡献率、确定主成分个数:一般主成分个数等于原始指标个数。如果原始指标个数较多,进行综合评价时就比较麻烦。主成分分析法就是选取少量的p个主成分(p<m)来进行综合评价,同时还要使损失的信息尽可能少。选择p个主成分,实际中通常所取使得累计贡献率达到85%以上,即

　　3　建立复杂电磁环境下目标价值指标[2,6]