靶场遥测数据可信性分析及实现

（92941部队，辽宁 葫芦岛 125000）

靶场遥测数据可信性分析及实现

杨若红

（92941部队，辽宁 葫芦岛 125000）

本文针对靶场遥测数据实际使用中缺乏可信性研究的现状，从可用性，可靠性，精确性3个方面，分析不同使用单位对遥测数据的可信性需求，提出了利用层次分析法实现数据可信性的模型、准则，使用连环替代法改变原有权重因子计算方法，克服了层次分析法固有的不变性，并以某单位使用实例，分析计算结果证明，该方法可行，为靶场遥测数据的深入使用开辟了新思路、新方法。

遥测数据；可信性；层次分析法；连环替代法

0 引言

靶场遥测数据作为靶场测控系统使用的主要数据源，具有以下独特的优势：第一，记录多弹道数据，满足同时测量多个目标数据的要求；第二，遥测数据的测量不易受到测试环境的影响，适应能见度低，可见光少等恶劣环境；第三，遥测数据传输使用专用信道，抗干扰能力强，误差小，使其在指挥、判断、安全控制、故障诊断等方面起到决定性作用，适应未来立体作战、全面打击的大战场测控数据要求。

1 遥测数据可信性需求分析

随着靶场建设进一步的发展，对遥测数据深入分析使用的需求更加迫切。一方面，可信的遥测数据可以作为实时指挥、判断的信息基础；另一方面，可信的全航路、无误差的遥测数据分析结果可以作为测试装备状态分析、故障判断的数据基础；再一方面，参试的遥测设备也可以通过对可信的遥测数据深入分析，获取设备的精确状态，为设备的调整、更新提供数据积累和支持。因此，针对遥测数据的可信性分析研究显得尤为重要。

1.1遥测数据结构

目前，靶场遥测采用数字式时分多路传输的脉冲编码调制(PCM)系统[1]，按照来源可以分为遥测原始记录数据和遥测处理结果数据两类[2]。

1.2遥测数据可信性需求

可信性（Dependability）定义最早是在装备质量管理工作中提出，是一个集合性术语，常用于非定量条款中的一般性描述。针对数字计算系统的可信性是指该系统可提供确实可信服务的综合能力，主要通过可用性，可靠性，可测性、可维护性、安全性、保密性等定量要求表达[3]。目前还没有专门针对遥测数据的可信性的具体定义，通过对靶场实际工作的分析和研究，可以认为遥测数据可信性通过数据的可用性、可靠性和精确性3个方面来表述。

靶场遥测数据根据分类和使用单位不同，其可信性需求也不同，如图1所示。

图1 遥测数据可信性需求Fig.1 Telemetry data reliability requirements

2 层次分析法

层次分析法（AHP）[4]由美国运筹学家T.L.Saaty于20世纪70年代提出，主要是针对多目标多方案优化决策的系统方法。本文根据遥测数据可信性需求和靶场遥测数据处理的实际情况，提出了改进的层次分析法[5,6]。

2.1构建层次结构模型

建立各使用单位统一使用的层次结构模型，确定层次中各元素的判断准则。如图2 所示。

图2 遥测数据可信性层次结构图Fig.2 Telemetry data credibility level structure

遥测数据可信性（x）可以使用如下公式表示

2.2结构层次中各元素的判断准则

1）可靠性

遥测数据的可靠性主要通过装备或者武器系统的可靠性来评定，主要通过两个元素：设备/系统状态和工作状态进行测量评估。使用如下公式表示

其中：dij可表示为设备/系统可用(d11=1)、设备/系统不可用(d12=0)；工作状态正常(d21=1)、工作状态故障(d22=0)。

2）可用性

数据来源可用性(x21)主要通过检查遥测原始数据的头文件进行判断。由于头文件记录信息的类型、内容较为固定，可以通过与遥测数据帧格式进行比较，确定各分信息准确性，当其与标准相一致时yi=1，不符时yi=0。则

其中：yi为头文件中的各个信息分量的准确性；n为头文件信息分量的个数。

原始数据记录可用性(x22)主要通过检查遥测原始数据帧标志、BCD时间码、数据帧3个分量判断记录情况，确保数据记录完整性。一般使用误码率（BER）表示：

其中：原始数据的各个分量误码率均小于1%，符合条件则认为该分量值为1，否则为0，之后使用公式（3）进行计算。

数据处理结果可用性(x23)主要通过比较处理结果数据与数据规定的设计值（即数据阈值）范围之间存在的误差进行判断。

其中：要求相对误差小于±0.5%，符合条件则认为该分量值为1，否则为0，之后使用公式（3）进行计算。

3）精确性

原始数据记录精确性(x31)主要通过检查丢帧、漏点、错误时间等信息的百分比进行判断，使用如下公式表示：

其中：yi表示各信息分量的百分比；n表示分量的个数。

数据处理结果精确性(x32)主要通过与测试装备预订速度、高度、航路、与同型号任务同参数值、与不同测量站位同参数值、与同类参数和相关联参数进行数据误差和趋势控制对比进行判断；由于此项检查主要以个人主观意见为判断依据，可参照公式（3）进行计算。

2.3计算各层元素的权重因子

由于传统的层次分析法无法给后续工作提供新的方案，可以利用连环替代法[7]适应不断变化的使用单位的需求。具体步骤为：

1）各元素形成比较判断矩阵（正互反矩阵），利用规范列平均法计算权重因子。

2）对比较判断矩阵进行一致性检验，确保权重因子的准确性。

3）利用连环替代法确定各元素对上一层因素的影响，对权重因子重新排序，确保适应不同使用单位的需求。

3 遥测数据可信性实现实例

下面以指挥控制单位通过本模型选取合适遥测数据保障工作情况予以说明。

假设有4个数据来源，3号数据源设备故障，2号数据设备由于环境因素造成较多干扰，剩余数据源记录结果较好，如表1所示。

利用遥测数据可信性模型计算各个数据源结果，如表2所示。

通过表2可以知道：选择1号数据源作为任务使用数据源较为合适。由于指挥控制单位需要实时进行判断，使用本模型时，需要设定一个时间间隔，进行数据更新重新计算选取，以确保使用的数据源安全准确。

Analyzed and Realized the Dependability of Base Telemetry Data

Yang Ruohong
（Unit 92941 Huludao Liaoning, 125000,China）

This paper aim to actual use of base telemetry data, which lack protection of the dependability, from three areas: availability, reliability and accuracy, Analyzed different units'requirement about achieved telemetry data dependability, Proposed models and guidelines of credibility data by use AHP. Used interlocking substitution,which changed calculation method of the original weighting factor, overcome the inherent invariance about AHP, And the analyst calculation of unit used examples, results show that the method is feasible. it opened up new ideas and new methods for the in-depth use base telemetry data.

telemetry data;dependability;analytic Hierarchy Process;interlocking substitution

TB114.2

A

Doi：10.3969/j.issn.1671-1041.2014.03.004