基于DBN的空间战场目标威胁评估.pdf
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1、201 1 芷 第 2 2 卷 1 0月 第 5 期 装 备 指 挥 技 术 学 院 学 报 J o u r n a l o f t h e Ac a d e my o f Eq u i p me n t Co mma n d 8 L Te c h n o l o g y Oct ob e r 2 O11 Vo1 2 2 No 5 基于 D B N 的空 间战场 目标威胁评估 周 立 新,(1 装备指挥技术学 院 研究生管理大 队,北京 1 0 1 4 1 6;李 智 装备 指挥技 术学院 重点实验室,北京 1 0 1 4 1 6)摘 要 空 间战 场 目标 威胁 评 估 对 未来 空 间作
2、战 指挥 决 策 具 有 重 要 的 意 义,探讨 了空间战场 的特 点及 空 间战场 威胁 目标 的特 点。针对 静 态贝 叶斯 网络(B a y e s i a n n e t wo r k,B N)无法有效地解决动态空间战场 中目标 的威胁评估 问题,提 出 利用动态贝叶斯 网络(d y n a mi c B a y e s i a n n e t wo r k,D B N)来解决 空间战场 目标威胁评 估,建 立 了基 于 D B N 的空 间战场 目标 威胁 评估 模 型,利 用 所建 立 的模 型 进行 了仿 真 计 算。研 究结 果证 明,基 于 D B N 的 空 间战 场 目
3、标 威 胁评 估 模 型 能够 适 应 战场 形 势 的变化,可应用于未来空间战场 目标威胁评估专家系统的开发,并且 比利用静态 B N 得 出的威胁程度更准确,可靠性更高。关 键 词 贝叶斯 网络;动态贝叶斯 网络;空间战场;空间态势;威胁评估 中 图分类 号T P 2 7 4;E 9 文 章 编 号1 6 7 3 0 1 2 7(2 0 1 1)0 5 0 0 6 8 0 6 文献 标 志码 A DO I 1 0 3 7 8 3 j i s s n 1 6 7 3 0 1 2 7 2 0 1 1 0 5 0 1 7 Th r ea t As s es s me n t f or Spa c
4、 e Ba t t l e f i el d Ta r g e t s Bas e d o n Dy n ami c Ba y es i an Ne t wor k ZH OU Li x i n ,LI Zhi (1 Co mp a ny o f P o s t gr a d u a t e Ma n a g e me n t,t he Ac a d e my o f Eq u i p me n t Co mma n d 8 L Te c h n o l o g y,Be i j ing 1 01 41 6,China;2The Ke y La bt h e Ac a d e my o f E
5、q ui p me nt Co mma n d Te c h n o l o g y,Be i j i ng 1 0 1 4 1 6,Ch i n a)A b s t r a c t Th r e a t a s s e s s me n t o f s p a c e b a t t l e f i e l d t a r g e t s h a s g r e a t me a n i n g f o r c o mma n d a n d d e c i s i o n-ma k i n g i n t h e f u t u r e s p a c e o p e r a t i o
6、n Th e p a p e r d i s c u s s e s t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f s p a c e b a t t l e f i e l d a n d s pa c e t hr e a t t a r ge t s Ai mi ng a t t he p r ob l e m o f t hr e a t a s s e s s m e nt t ha t i s n ot w e l l s o l ve d b y Ba ye s i a n n e t wo r k(B N)i n t h e d y n a m
7、i c s p a c e b a t t l e f i e l d,a d y n a mi c Ba y e s i a n n e t wo r k(DB N)t h e o r y i s i n t r o duc e d Af t e r t h a t,a DBN ba s e d t h r e a t a s s e s s m e n t mod e l f o r s pa c e o pe r a t i o n i s c ons t r uc t e d;t h e n,t h e pa p e r pe r f o r ms a s i mul a t i on
8、 us i ng t he pr o po s e d mod e 1 The s i m u l a t i o n r e s ul t s ho ws t ha t t he DBN ba s e d t h r e a t a s s e s s me nt mod e l i s a da p t i v e t o t h e d yn a mi c c ha n ge i n t h e ba t t l e f i e l d;i t c a n be us e d i n t he pr o c e s s o f d e v e l o pi n g t he e xp e
9、 r t s ys t e m i n t he f u t ur e s pa c e o pe r a t i o n W ha t i s m o r e,t he DBN一 ba s e d t hr e a t a s s e s s m e nt m o d e l i S mor e e f f e c t i v e a n d r e l i a b l e t o r e f l e c t t he r e a l t hr e a t l e ve l t ha n t he Ba y e s i a n ne t wo r k m o d e 1 Ke y wo r
10、d s Ba y e s i a n n e t wo r k(BN);d y n a mi c Ba y e s i a n n e t wo r k(DBN);s p a c e b a t t l e f i e l d;s p a c e s i t u a t i o n;t hr e a t a s s e s s me n t 收稿 日期 2 0 1 1 一 O 4 1 8 基金项 目部 委级 资助项 目 作者简 介周 立新,男,硕士研究生 主要研究方向:空间信息系统综合集成 z l i x i n Tg ma i l c 0 m 李智,男,教授,博士生导师 第 5 期 周立新,
11、等:基于 D B N的空间战场 目标威胁评估 6 9 在 空间 战场 军 事 对抗 中,空 间作 战决 策 人 员 需 要在有 限 时 间间 隔 内,基 于 高度 不确 定 的信 息 对 我航天 器构 成 威 胁 的 空 间 目标 进 行 识别,并 对 多个 来袭 目标 进 行威 胁 判 断,得 出来 袭 目标 的 威 胁等级排序,这就涉及空间战场 目标威胁评估 的 问题。1 空 间战场 目标威胁评估概述 1)空间战场的特点。空间战场与传统的陆、海、空战场有着显著的不同,主要表现在 以下几个 方面:空间战场环境复杂,空间环境中分布着 大气、高能带电粒子、电磁辐射 以及空间碎片,在 空间作战中必
12、须考虑这些环境要素对航天装备的 影 响。空 问战 场 中的作 战 形式 多样,战场形 态 成高度的非线性。空间作战按作战任务和 目的划 分,可分 为空 间信息支援作战、空间轨道攻击作 战、空间对地攻击作 战和空间防御作 战等多种类 型。空间战场中作战力量的作战行动完全不受战 线 和阵地 的限制,整 个 空 间 战 场 呈 现 出一 种 不 规 则 的非线 性 状 态。空 间 战 场 中的 航 天 装 备 信 息化、智能化程度高。分布在空 间轨道上参与空 间作战的航天武器装备具有打击精确化、操作 自 动化、行 为智 能化 的特点。2)空 间战 场 威 胁 目标 的 特 点。空 间 战 场 威 胁
13、 目标主要指对参与空间作战的航天器产生威胁 的 目标,按 威胁 标类 型 主要分 为空 间碎 片、空间 硬 杀伤 武器 和空 间软件 杀伤 武器。大量 的空 间碎 片 分布 在作 战航 天器 轨 道 周 围,尺 寸 较 大 的 空 间 碎 片会 损坏航 天器 表 面材料,造 成撞 击坑,对表 面 器 件造成损伤,严重的可能将整个航天器撞毁;空间 硬杀 伤武 器主要 指对 航天 器产 生直 接撞 击摧 毁 的 动能攻 击性 武器,通 过利 用 高 速 飞 行 器所 具 有 的 巨大动能,以直接碰撞(或加辅助杀伤装置)的方 式 来摧 毁 目标 的武 器,空 间硬 杀 伤 武 器 有反 卫 星 导弹
14、、反卫星卫星、电磁炮以及轨道拦截器等;空 间软杀 伤武 器是 指通 过对 航天 器 的数据 传输 链路 产生干扰,或通过激光、电磁、红外 的干扰使得航 天器表面的元器件和材料产生故 障和异常,使其 不 能正 常工作,空 间软 杀伤 武器 有激 光武 器、粒子 束武 器、高功 率微 波武 器等。3)空 间 战 场 目标 威 胁 评 估 问题 提 出。本 文 研究空间战场 目标威胁评估,需要解决的问题是:在空间作战中,如何根据实时获得的空间战场情 报信息来识别与判断敌方 目标对我航天器产生的 威胁,并给出威胁等级,为决策层指挥官提供决策 依 据。基 于不 确 定信 息 对 目标 威 胁 进行 评
15、估 时,普 遍采 用 的是静 态 贝 叶 斯 网 络(B N),B N 结 合 了 概 率分 析和 图论,能够 用 于不 确 定 性 知 识 的表 达 和推理,适合描述复杂系统 中事件与态势间的不 确定性关 系l】。目前,国内外一些学者利用 B N 对 目标威胁评估进行了有益 的探索,李曼 2 、耿振 余 l 3 J、Mi r mo e i n i 和 Kr i s h n a mu r t h y _ 4 利 用 静 态 B N 研 究 了空 中 目标 威 胁 评 估 的问 题。刘 进 军 利用 B N对空间战场 目标威胁评估进行 了有益 的 探索。但 由于空间战场的特殊性与复杂性,利用 B
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- 基于 DBN 空间 战场 目标 威胁 评估
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