雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別發(fā)展趨勢

1、雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別發(fā)展趨勢雷達(dá)具備LI標(biāo)識(shí)別功能是智能化的表現(xiàn)，不妨參照人的認(rèn)知過程，預(yù)測雷達(dá) 目標(biāo)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展趨勢：(1) 綜合目標(biāo)識(shí)別用于LI標(biāo)識(shí)別的雷達(dá)必將具備測量多種LJ標(biāo)特征的手段，綜合多種特征進(jìn)行 口標(biāo)識(shí)別。我們?nèi)祟愓J(rèn)知某一事物時(shí)，可以通過觀察、觸摸、聽、聞、嘗，禳至 做實(shí)驗(yàn)的方法認(rèn)知，手段可謂豐富，確保了認(rèn)知的正確性。U標(biāo)特征測量的每種手段會(huì)越來越精確，就如同弱視的人看東西，肯定沒有 正常人看得清楚，也就不能認(rèn)知目標(biāo)。識(shí)別結(jié)果反饋給U標(biāo)特征測量，使U標(biāo)特征測量成為具有先驗(yàn)信息的測量， 特征測量精度會(huì)有所提高，識(shí)別的準(zhǔn)確程度也會(huì)相應(yīng)提高。雷達(dá)具備同時(shí)識(shí)別U標(biāo)和背景的功能。人類在觀察事物

2、的時(shí)候，不僅看到了 事物的本身，也看到了事物所處的環(huán)境?，F(xiàn)有的雷達(dá)大多通過雜波抑制、干擾抑 制等方法剔除了干擾和雜波，未來的雷達(dá)系統(tǒng)需要具備識(shí)別L1標(biāo)所處背景的能 力，這些背景信息在戰(zhàn)時(shí)也是有用的信息。雷達(dá)具備自適應(yīng)多層次綜合U標(biāo)識(shí)別能力。用于U標(biāo)識(shí)別的雷達(dá)雖然需要具 備測量多種L1標(biāo)特征的手段，但識(shí)別LI標(biāo)時(shí)不一定需要綜合所有的特征，這一方 面是因?yàn)槔走_(dá)系統(tǒng)資源不允許，另一方面也是因?yàn)闆]有必要精確識(shí)別所有的L1 標(biāo)。比如司機(jī)在開車時(shí)，視野中有很多H標(biāo)，首先要評價(jià)哪兒個(gè)口標(biāo)有威脅，再 粗分類一下，是行人還是汽車，最后再重點(diǎn)關(guān)注一下靠得太近、速度太快的是行 人中的小孩子還是汽車中的大卡車。(2)

3、 自學(xué)習(xí)功能雷達(dá)在設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、裝備的過程中，即具備了設(shè)計(jì)師的基因，但除了優(yōu)秀的 基因之外，雷達(dá)還需要具有學(xué)習(xí)功能，才能在實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用中逐漸成熟。首先，要具有正確的學(xué)習(xí)方法，這是設(shè)訃師賦予的。對于實(shí)際環(huán)境，雷達(dá)H 標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)該知道如何更新LI標(biāo)特征庫、如何調(diào)整H標(biāo)識(shí)別算法、如何發(fā)揮更 好的識(shí)別性能。其次，要人工輔助雷達(dá)U標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，這就如同老師和學(xué)生的關(guān)系。 在L1標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)學(xué)習(xí)時(shí)，雷達(dá)觀測已知類型的合作H標(biāo)，雷達(dá)操作員為口標(biāo)識(shí)別 系統(tǒng)指出LI標(biāo)的類型，標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)。同時(shí)還可以人為的創(chuàng)造復(fù)雜的電 磁環(huán)境，使目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)能更好地適應(yīng)環(huán)境。(3) 多傳感器融合識(shí)別多傳感器的融合識(shí)別必定會(huì)

4、提高識(shí)別性能，這是毋容置疑的。這就好比大家 坐下來一起討論問題，總能討論出一個(gè)好的結(jié)果，至少比一個(gè)人說的話更可信。 但乂不能是通過投票的方式，專家的話肯定比門外漢更有說服力。多傳感器融合 識(shí)別需要具備雙向作用的能力。并不是給岀融合識(shí)別的結(jié)果就結(jié)束了，而是要利用融合識(shí)別的結(jié)果反過來提 高各個(gè)傳感器的識(shí)別性能，這才是融合識(shí)別的根本U的所在。反向作用在一定程 度上降低了人工輔助來訓(xùn)練U標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)的必要性，也減少了分別進(jìn)行U標(biāo)識(shí)別 試驗(yàn)的總成本。U標(biāo)識(shí)別呈現(xiàn)岀一些新特征和能力。1）U標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)是系統(tǒng)的系統(tǒng)（System of System, SoS）,成系統(tǒng)和成體系 發(fā)展。2）研究綜合識(shí)別系統(tǒng)，綜合使

5、用雷達(dá)、被動(dòng)雷達(dá)、通信及IFF、技偵情報(bào)等 多種設(shè)備和信息，提高設(shè)備和信息使用率，提高目標(biāo)識(shí)別準(zhǔn)確率。3）具有戰(zhàn)場態(tài)勢感知及口標(biāo)識(shí)別能力，通過戰(zhàn)場各種傳感器獲取信息，進(jìn)行 數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)分發(fā)，向決策者提供實(shí)時(shí)、精確、高置信度的綜合戰(zhàn)場態(tài)勢圖， 以幫助決策者和火力控制人員有效實(shí)施對敵精確、實(shí)時(shí)打擊，使各種先進(jìn)武器發(fā) 揮最大作戰(zhàn)效能。4）網(wǎng)絡(luò)中心化和協(xié)同趨勢，所有協(xié)同作戰(zhàn)單位的決策者和各級(jí)作戰(zhàn)人員都能 通過信息網(wǎng)絡(luò)或C4ISR系統(tǒng)等手段實(shí)現(xiàn)高度互通性和互操作性。通過對國外H標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)的發(fā)展，從體系建設(shè)角度上，得岀以下5點(diǎn)啟示。1）系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)是識(shí)別體系建立的基礎(chǔ)標(biāo)識(shí)別方式山單個(gè)設(shè)備獨(dú)立識(shí)別 為主體

6、向體系（或系統(tǒng)）綜合識(shí)別發(fā)展。通過系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)，構(gòu)建多級(jí)的口標(biāo)識(shí) 別體系框架，有效的將傳統(tǒng)分散的識(shí)別方式改變?yōu)閰f(xié)同式和非協(xié)同式相結(jié)合模 式，實(shí)現(xiàn)多級(jí)的識(shí)別體系，合理利用各種口標(biāo)特征獲取的信息獲取手段，將U標(biāo) 識(shí)別.數(shù)據(jù)融合以及態(tài)勢生成緊密結(jié)合，針對不同的標(biāo)特性，采用不同的處理 方法，構(gòu)建信息查證與利用機(jī)制，從而準(zhǔn)確識(shí)別tl標(biāo)，提供標(biāo)特性，形成清晰 的戰(zhàn)場態(tài)勢，解決戰(zhàn)場中目標(biāo)辨不清的難題。2）信息流程和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是各類識(shí)別信息綜合應(yīng)用的關(guān)鍵構(gòu)建合理的信息流 程，改變傳統(tǒng)的口標(biāo)識(shí)別與數(shù)據(jù)融合相分離的機(jī)制（其至沒有識(shí)別功能的現(xiàn)象）, 實(shí)現(xiàn)U標(biāo)識(shí)別和LI標(biāo)融合有機(jī)融合，相互依存，相互促進(jìn)；并制定合理信

7、息處理 準(zhǔn)則和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，重點(diǎn)制定信息處理準(zhǔn)則，針對不同的II標(biāo)特征，采用合 理的信息流程和不同的處理方法，提高各類信息利用率，實(shí)現(xiàn)各類識(shí)別信息的綜 合應(yīng)用。3）識(shí)別手段是多特征識(shí)別信息獲取的前提識(shí)別手段是U標(biāo)識(shí)別的前提。協(xié)同 式U標(biāo)識(shí)別發(fā)展趨勢是將雷達(dá)敵我識(shí)別和位置報(bào)知系統(tǒng)的手段相結(jié)合，提高協(xié)同 式U標(biāo)識(shí)別能力；非協(xié)同式U標(biāo)識(shí)別是將輻射信號(hào)識(shí)別（電磁輻射、聲輻射）、成 像識(shí)別（雷達(dá)成像、紅外成像、超光譜成像）、運(yùn)動(dòng)特征分析和技術(shù)偵察等手段結(jié) 合，提高非協(xié)同U標(biāo)的識(shí)別能力；在識(shí)別體系中，需要將協(xié)同式和非協(xié)同式的手 段相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)手段的集成，提高整個(gè)戰(zhàn)場的目標(biāo)識(shí)別能力。4）H標(biāo)特征庫是識(shí)別處

8、理的保證通過各種信息獲取手段，收集各類不同U標(biāo) 特征，針對多級(jí)U標(biāo)識(shí)別體系，通過綜合與分析，釆用元素?fù)?jù)描述方法，建立各 類LI標(biāo)的元數(shù)據(jù)庫和元數(shù)據(jù)查詢與檢索機(jī)制，構(gòu)建不同級(jí)別不同層次的LI標(biāo)特征 分類庫，實(shí)現(xiàn)U標(biāo)數(shù)據(jù)的快速檢索和查證，支持不同級(jí)不同層次的口標(biāo)識(shí)別和處 理以及查證的需求。5）按需服務(wù)（識(shí)別處理方法）是識(shí)別能力提升的核心信息處理是U標(biāo)識(shí)別的 關(guān)鍵。傳統(tǒng)的信息處理方法釆用了同一的、單調(diào)的信息處理方法如主站法、位置 融合法等，可以對口標(biāo)位置信息有較好的處理優(yōu)勢，但是對于具有多樣性特征的 L1標(biāo)來說，LI標(biāo)屬性以及個(gè)體特征難以準(zhǔn)確描述。在識(shí)別過程中，根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢 分層的需求和態(tài)勢的用途，

9、針對不同L1標(biāo)采用不同的信息處理方法和處理準(zhǔn)則， 如將IFF和艦位報(bào)知系統(tǒng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)U標(biāo)屬性的處理；同時(shí)開展INS證據(jù)理論、貝 葉斯估計(jì)理論、云模型等不確定推理技術(shù)理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論等進(jìn)行H標(biāo)識(shí)別理 論、模型和工程應(yīng)用研究，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)戰(zhàn)場訂標(biāo)的按需識(shí)別服務(wù)，提高整個(gè)戰(zhàn) 場的LI標(biāo)識(shí)別能力。推薦精選推薦精選關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展會(huì)對現(xiàn)代敵我識(shí)別系統(tǒng)帶來較大的影響。1.信息融合和模式識(shí)別技術(shù)對于非協(xié)作式敵我識(shí)別系統(tǒng)來說，從各種U標(biāo)信息中提取的識(shí)別信息是否可 靠，以及識(shí)別模型是否正確是系統(tǒng)可幕性的兩條命脈。因此信息融合和模式識(shí) 別是非擲作式識(shí)別系統(tǒng)的核心技術(shù)。信息融合和模式識(shí)別的提岀不過二三十年時(shí) 間，但隨

10、著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，尤其是軍事應(yīng)用的迫切需求，它以驚人的 速度發(fā)展起來。信息融合和模式識(shí)別技術(shù)的發(fā)展直接影響非協(xié)作式敵我識(shí)別系統(tǒng) 的綜合性 能及可靠性。非協(xié)作式敵我識(shí)別系統(tǒng)能否進(jìn)到實(shí)用階段，將在很大程 度上取決于信息融合和模式識(shí)別技術(shù)先進(jìn)性和可靠性。2-數(shù)據(jù)加密技術(shù)對于協(xié)作式敵我識(shí)別系統(tǒng)來說，其核心技術(shù)是數(shù)據(jù)加密技術(shù)和通信收發(fā)硬件 技術(shù)?；跓o線電和微波的通信收發(fā)硬件技術(shù)比較成熟，因此數(shù)據(jù)加密技術(shù)顯得 格外重要。敵我識(shí)別系統(tǒng)對數(shù)據(jù)加密技術(shù)的基本要求是：高教、封閉、準(zhǔn)則易變 更，以適合戰(zhàn)場可能的需要。3 微米、納米技術(shù)對于激光敵我識(shí)別系統(tǒng)來說，新型的激光發(fā)射裝置及激光接收光電傳感器是 關(guān)鍵。

11、而微米，納米技術(shù)為上述關(guān)鍵器件的宴現(xiàn)提供了一種新的途徑。微米，納 米技術(shù)是近年來飛速發(fā)展的一項(xiàng)高新技術(shù)，其核心是微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS ）技術(shù) 和納米材料技術(shù)因?yàn)樵摷夹g(shù)在軍事上巨大的潛力使各國都不惜耗費(fèi)巨資進(jìn)行研 究，其發(fā)展十分迅速。隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，微光機(jī)電系統(tǒng)（MOEMs ）技術(shù) 在敵我識(shí)別領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用也將逐漸興起美國DARPA在1997年便開始進(jìn)行名為 MOIS（ MEMSbased Optical Identification and Communication Systems ） 的項(xiàng)口研究。該項(xiàng)日利用MEMS工藝在硅基底上制作一個(gè)角錐棱鏡結(jié)構(gòu)，其中一 個(gè)側(cè)面可以轉(zhuǎn)動(dòng)。利用微型角

12、錐棱鏡對入射光束按原方向反射的原理，可以巧妙 地克服激光敵我識(shí)別通信中的應(yīng) 善瞄準(zhǔn)問題，同時(shí)利用可轉(zhuǎn)動(dòng)的側(cè)面進(jìn)行通信 激光脈沖進(jìn)行調(diào)制。另外還有一些其他工作原理的基于MOEMS丄藝的激光敵我識(shí) 別系統(tǒng)。利用MOEMS技術(shù)制造敵我識(shí)別裝置，其體積可以比普通裝置縮小上口 倍，這將不僅大大改變傳統(tǒng)敵我識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和方法,更重要 的是:MOEMS 技術(shù)有可能使得激光掃描和應(yīng)答瞄準(zhǔn)變得簡單和容易，使得全激光敵我識(shí)別系 統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)成為了可能?；贛OEMS技術(shù)和激光通信技術(shù)的光電敵我識(shí)別系統(tǒng)具有體積小、功耗低、 識(shí)別率高、保密防偽性強(qiáng)、反應(yīng)速度快等特點(diǎn)，不僅適合普通的戰(zhàn)斗裝備，如 飛機(jī)、坦克等，甚至可

13、以裝備在導(dǎo)彈和遠(yuǎn)程炮彈上，成為未來的智能引信。因此 可以說該技術(shù)是未來戰(zhàn)爭中理想的敵我識(shí)別技術(shù)，有著廣泛的軍事應(yīng)用前景， 可能是未來敵我識(shí)別技術(shù)發(fā)展的主流方向。3雷達(dá)U標(biāo)識(shí)別技術(shù)發(fā)展趨勢3. 1以目標(biāo)識(shí)別為中心設(shè)計(jì)雷達(dá)系統(tǒng)口標(biāo)識(shí)別技術(shù)研究除了一些算法研究外，是一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程。過 去的雷達(dá)以發(fā)現(xiàn)U標(biāo)和測量LI標(biāo)的位置和運(yùn)動(dòng)參數(shù)等為主來設(shè)訃。雷達(dá)U標(biāo)識(shí) 別，山于系統(tǒng)、方法和所需的能量和資源不同，因此，雷達(dá)要有好的L1標(biāo)識(shí)別能 力必須設(shè)計(jì)專門的工作模式，這對于二維相掃的相控陣?yán)走_(dá)來講，山于其特有的 靈活性，相對容易，但要耗費(fèi)寶貴的時(shí)間資源。根據(jù)雷達(dá)任務(wù)的不同，今后的雷 達(dá)將出現(xiàn)以L1標(biāo)識(shí)別

14、為LI標(biāo)來設(shè)計(jì)系統(tǒng)，這應(yīng)該是雷達(dá)系統(tǒng)或U標(biāo)識(shí)別技術(shù)的發(fā) 展方向之一，或者說是設(shè)計(jì)思路和工作重點(diǎn)的一種轉(zhuǎn)變。雷達(dá)系統(tǒng)的資源要向滿 足LI標(biāo)識(shí)別的需求傾斜，雷達(dá)時(shí)間資源更多的用于測量口標(biāo)特征，信號(hào)形式和工 作方式要滿足LI標(biāo)識(shí)別的需求，天線要具備同時(shí)多極化功能，接收機(jī)要具備同時(shí) 接收多通道數(shù)據(jù)的能力，信號(hào)處理分系統(tǒng)要能夠測量更多的口標(biāo)特征，同時(shí)硬件 性能要滿足多通道多特征實(shí)時(shí)處理的要求，等等。3. 2綜合多特征識(shí)另lj目標(biāo)也詁多種特仁 有的特征是唯一性的，對于這種特征來講，一個(gè)特征就 足以準(zhǔn)確識(shí)別LI標(biāo)了，如基于一維像的1_1標(biāo)識(shí)別、基于JEM調(diào)制的L1標(biāo)識(shí)別技術(shù) 等。然而，這樣的特征不是總能獲得

15、的，并且多數(shù)I標(biāo)特征是非唯一性的，因此， 為了提高LI標(biāo)識(shí)別率、多特征識(shí)別是雷達(dá)口標(biāo)識(shí)別的必須選擇。U標(biāo)識(shí)別對不同 的類型的H標(biāo)，其主要特征是不同的。因此，對于已發(fā)現(xiàn)跟蹤的口標(biāo)，在跟蹤過 程中逐步提取LI標(biāo)的不同特征，經(jīng)過綜合判斷，不斷提高口標(biāo)的識(shí)別率。綜合多 特征識(shí)別對雷達(dá)提出了更高的要求，需要雷達(dá)具備精確測量多種U標(biāo)特征的能 力。常規(guī)雷達(dá)以發(fā)現(xiàn)LI標(biāo)和跟蹤U標(biāo)為LI的，雷達(dá)資源主要用于檢測和跟蹤，具 備U標(biāo)識(shí)別功能則要求雷達(dá)分配一部分資源用于獲取U標(biāo)特征。綜合多特征識(shí)別 就要求更高了，一方面要求雷達(dá)分配更多的資源，另一方面也要求獲取的每種特 征都能夠客觀的反映LI標(biāo)自身的物理特性，同時(shí)特征

16、的測量也要精確，以免多特 征給出的識(shí)別結(jié)果差異較大，影響LI標(biāo)識(shí)別性能，總之，特征不是越多越好，達(dá) 到一定的識(shí)別率就足夠了。3. 3智能化識(shí)別從U標(biāo)識(shí)別技術(shù)研究的難點(diǎn)來看，智能化識(shí)別將會(huì)是II標(biāo)識(shí)別技術(shù)的一個(gè)發(fā) 展方向。經(jīng)過了兒十年的發(fā)展，雷達(dá)品種日益豐富，地面、艦載、機(jī)載、星載， 山于體制的不同，雷達(dá)對H標(biāo)特征的測量就會(huì)存在差異，也就導(dǎo)致了 L1標(biāo)識(shí)別特 征庫存在差異。同樣，H標(biāo)的類型也是日新月異，種類繁多。因此，雷達(dá)很難建 立起準(zhǔn)確完備的LJ標(biāo)特征庫。在U標(biāo)特征庫不完備的情況下，雷達(dá)口標(biāo)識(shí)別就必 須具有自學(xué)習(xí)功能，即能夠自動(dòng)建立口標(biāo)特征庫，再山操作員完成庫屬類別的界 定；在U標(biāo)特征庫不準(zhǔn)確

17、的情況下，雷達(dá)II標(biāo)識(shí)別就必須具有自調(diào)整功能，即自 動(dòng)調(diào)整原有的特征庫，使特征庫更匹配目標(biāo)類型。3. 4目標(biāo)檢測與識(shí)別一體化處理從雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)發(fā)展來看，U標(biāo)檢測與識(shí)別一體化處理將會(huì)是U標(biāo)識(shí)別 技術(shù)的另一個(gè)發(fā)展方向。簡單地說，一體化處理可以有效地區(qū)分標(biāo)、雜波、干 擾，并能有效辨別U標(biāo)類型。從廣義上說，口標(biāo)識(shí)別技術(shù)是信號(hào)處理的一個(gè)分支。 U標(biāo)檢測是利用U標(biāo)強(qiáng)度和檢測背景強(qiáng)度的差異來判別L1標(biāo)和背景，實(shí)際上L1標(biāo) 檢測是最簡單的U標(biāo)識(shí)別，它只利用了強(qiáng)度特征，并且只區(qū)分了兩類U標(biāo)一口標(biāo) 和背景。訂標(biāo)識(shí)別是利用了多個(gè)方面的特征信息，從多個(gè)角度去分析雷達(dá)觀測回 波，分辨出更多的口標(biāo)類型，因此，識(shí)別是更精細(xì)化的檢測。信號(hào)處理和U標(biāo)識(shí) 別可以有機(jī)地結(jié)合起來。近年來，檢測前跟蹤技術(shù)的發(fā)展使得微弱口標(biāo)檢測領(lǐng)域 取得了突破，實(shí)際上是利用了強(qiáng)度和軌跡二維特征去區(qū)分標(biāo)和背景，在判決L1 標(biāo)的同時(shí)，給出了訂標(biāo)的航跡，取得了比只利用強(qiáng)度特征進(jìn)行U標(biāo)檢測更好的性 能，使得U標(biāo)檢測技術(shù)向前走了一步。照此推斷，將來很有可能岀現(xiàn)利用更多特 征上的差異去檢測LI標(biāo)的技術(shù)，可以簡單的稱為推薦精選”檢測前識(shí)別技術(shù)S可以在判決訂標(biāo)的同時(shí)，給出U標(biāo)的類型或區(qū)分虛