雷達目標識別發(fā)展趨勢

1、.雷達目標識別發(fā)展趨勢雷達具備目標識別功能是智能化的表現(xiàn)， 不妨參照人的認知過程， 預測雷達目標識別技術的發(fā)展趨勢：(1)綜合目標識別用于目標識別的雷達必將具備測量多種目標特征的手段， 綜合多種特征進行目標識別。我們?nèi)祟愓J知某一事物時，可以通過觀察、觸摸、聽、聞、嘗，甚至做實驗的方法認知，手段可謂豐富，確保了認知的正確性。目標特征測量的每種手段會越來越精確， 就如同弱視的人看東西， 肯定沒有正常人看得清楚，也就不能認知目標。識別結果反饋給目標特征測量，使目標特征測量成為具有先驗信息的測量，特征測量精度會有所提高，識別的準確程度也會相應提高。雷達具備同時識別目標和背景的功能。 人類在觀察事物的時

2、候， 不僅看到了事物的本身， 也看到了事物所處的環(huán)境。 現(xiàn)有的雷達大多通過雜波抑制、 干擾抑制等方法剔除了干擾和雜波，未來的雷達系統(tǒng)需要具備識別目標所處背景的能力，這些背景信息在戰(zhàn)時也是有用的信息。雷達具備自適應多層次綜合目標識別能力。 用于目標識別的雷達雖然需要具備測量多種目標特征的手段， 但識別目標時不一定需要綜合所有的特征， 這一方面是因為雷達系統(tǒng)資源不允許，另一方面也是因為沒有必要精確識別所有的目標。比如司機在開車時，視野中有很多目標，首先要評價哪幾個目標有威脅，再粗分類一下， 是行人還是汽車， 最后再重點關注一下靠得太近、 速度太快的是行人中的小孩子還是汽車中的大卡車。(2)自學習功

3、能雷達在設計、實現(xiàn)、裝備的過程中，即具備了設計師的基因，但除了優(yōu)秀的基因之外，雷達還需要具有學習功能，才能在實戰(zhàn)應用中逐漸成熟。首先，要具有正確的學習方法，這是設計師賦予的。對于實際環(huán)境，雷達目標識別系統(tǒng)應該知道如何更新目標特征庫、如何調(diào)整目標識別算法、 如何發(fā)揮更好的識別性能。其次，要人工輔助雷達目標識別系統(tǒng)進行學習， 這就如同老師和學生的關系。在目標識別系統(tǒng)學習時， 雷達觀測已知類型的合作目標， 雷達操作員為目標識別系統(tǒng)指出目標的類型， 目標識別系統(tǒng)進行學習。 同時還可以人為的創(chuàng)造復雜的電磁環(huán)境，使目標識別系統(tǒng)能更好地適應環(huán)境。(3)多傳感器融合識別多傳感器的融合識別必定會提高識別性能，

4、這是毋容置疑的。 這就好比大家坐下來一起討論問題，總能討論出一個好的結果，至少比一個人說的話更可信。但又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。 多傳感器融合識別需要具備雙向作用的能力。并不是給出融合識別的結果就結束了， 而是要利用融合識別的結果反過來提高各個傳感器的識別性能， 這才是融合識別的根本目的所在。 反向作用在一定程度上降低了人工輔助來訓練目標識別系統(tǒng)的必要性， 也減少了分別進行目標識別試驗的總成本。.目標識別呈現(xiàn)出一些新特征和能力。1)目標識別系統(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)研究綜合識別系統(tǒng)，綜合使用雷達、被動雷

5、達、通信及 iff、技偵情報等多種設備和信息，提高設備和信息使用率，提高目標識別準確率。3)具有戰(zhàn)場態(tài)勢感知及目標識別能力，通過戰(zhàn)場各種傳感器獲取信息，進行數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)分發(fā)，向決策者提供實時、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施對敵精確、 實時打擊，使各種先進武器發(fā)揮最大作戰(zhàn)效能。4)網(wǎng)絡中心化和協(xié)同趨勢， 所有協(xié)同作戰(zhàn)單位的決策者和各級作戰(zhàn)人員都能通過信息網(wǎng)絡或 c4isr 系統(tǒng)等手段實現(xiàn)高度互通性和互操作性。通過對國外目標識別系統(tǒng)的發(fā)展，從體系建設角度上，得出以下5 點啟示。1)系統(tǒng)頂層設計是識別體系建立的基礎目標識別方式由單個設備獨立識別為主體向體系 (或

6、系統(tǒng) )綜合識別發(fā)展。通過系統(tǒng)的頂層設計，構建多級的目標識別體系框架，有效的將傳統(tǒng)分散的識別方式改變?yōu)閰f(xié)同式和非協(xié)同式相結合模式，實現(xiàn)多級的識別體系， 合理利用各種目標特征獲取的信息獲取手段， 將目標識別、數(shù)據(jù)融合以及態(tài)勢生成緊密結合， 針對不同的目標特性， 采用不同的處理方法，構建信息查證與利用機制，從而準確識別目標，提供目標特性，形成清晰的戰(zhàn)場態(tài)勢，解決戰(zhàn)場中目標辨不清的難題。2)信息流程和標準規(guī)范是各類識別信息綜合應用的關鍵構建合理的信息流程，改變傳統(tǒng)的目標識別與數(shù)據(jù)融合相分離的機制 (甚至沒有識別功能的現(xiàn)象 )，實現(xiàn)目標識別和目標融合有機融合， 相互依存，相互促進； 并制定合理信息處理

7、準則和相關的標準規(guī)范， 重點制定信息處理準則， 針對不同的目標特征， 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， 實現(xiàn)各類識別信息的綜合應用。3)識別手段是多特征識別信息獲取的前提識別手段是目標識別的前提。 協(xié)同式目標識別發(fā)展趨勢是將雷達敵我識別和位置報知系統(tǒng)的手段相結合， 提高協(xié)同式目標識別能力；非協(xié)同式目標識別是將輻射信號識別 (電磁輻射、聲輻射 )、成像識別 (雷達成像、紅外成像、超光譜成像 )、運動特征分析和技術偵察等手段結合，提高非協(xié)同目標的識別能力； 在識別體系中， 需要將協(xié)同式和非協(xié)同式的手段相結合，實現(xiàn)手段的集成，提高整個戰(zhàn)場的目標識別能力。4)目標特征庫是識別

8、處理的保證通過各種信息獲取手段， 收集各類不同目標特征，針對多級目標識別體系，通過綜合與分析，采用元素據(jù)描述方法，建立各類目標的元數(shù)據(jù)庫和元數(shù)據(jù)查詢與檢索機制， 構建不同級別不同層次的目標特征分類庫，實現(xiàn)目標數(shù)據(jù)的快速檢索和查證， 支持不同級不同層次的目標識別和處理以及查證的需求。5)按需服務 (識別處理方法 )是識別能力提升的核心信息處理是目標識別的關鍵。傳統(tǒng)的信息處理方法采用了同一的、 單調(diào)的信息處理方法如主站法、 位置融合法等，可以對目標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目標來說，目標屬性以及個體特征難以準確描述。 在識別過程中， 根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢分層的需求和態(tài)勢的用途，

9、針對不同目標采用不同的信息處理方法和處理準則， 如將 iff 和艦位報知系統(tǒng)結合實現(xiàn)目標屬性的處理； 同時開展 ins 證據(jù)理論、貝葉斯估計理論、云模型等不確定推理技術理論、 神經(jīng)網(wǎng)絡理論等進行目標識別理論、模型和工程應用研究， 從而實現(xiàn)整個戰(zhàn)場目標的按需識別服務， 提高整個戰(zhàn)場的.目標識別能力。.關鍵技術的發(fā)展會對現(xiàn)代敵我識別系統(tǒng)帶來較大的影響。1信息融合和模式識別技術對于非協(xié)作式敵我識別系統(tǒng)來說， 從各種目標信息中提取的識別信息是否可靠， 以及識別模型是否正確是系統(tǒng)可靠性的兩條命脈。因此信息融合和模式識別是非擲作式識別系統(tǒng)的核心技術。 信息融合和模式識別的提出不過二三十年時間， 但隨著計算

10、機技術的迅速發(fā)展，尤其是軍事應用的迫切需求，它以驚人的速度發(fā)展起來。信息融合和模式識別技術的發(fā)展直接影響非協(xié)作式敵我識別系統(tǒng)的綜合性 能及可靠性。非協(xié)作式敵我識別系統(tǒng)能否進到實用階段，將在很大程度上取決于信息融合和模式識別技術先進性和可靠性。2數(shù)據(jù)加密技術對于協(xié)作式敵我識別系統(tǒng)來說， 其核心技術是數(shù)據(jù)加密技術和通信收發(fā)硬件技術?；跓o線電和微波的通信收發(fā)硬件技術比較成熟， 因此數(shù)據(jù)加密技術顯得格外重要。敵我識別系統(tǒng)對數(shù)據(jù)加密技術的基本要求是：高教、封閉、準則易變更，以適合戰(zhàn)場可能的需要。3 微米、納米技術對于激光敵我識別系統(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鍵。而微米，納米技術

11、為上述關鍵器件的宴現(xiàn)提供了一種新的途徑。微米，納米技術是近年來飛速發(fā)展的一項高新技術，其核心是微機電系統(tǒng)( mems ) 技術和納米材料技術因為該技術在軍事上巨大的潛力使各國都不惜耗費巨資進行研究，其發(fā)展十分迅速。 隨著 mems 技術的發(fā)展，微光機電系統(tǒng) ( moems ) 技術在敵我識別領域內(nèi)的應用也將逐漸興起美國 darpa 在 1997 年便開始進行名為 mois( mems based optical identification and communication systems ) 的項目研究。該項目利用 mems 工藝在硅基底上制作一個角錐棱鏡結構，其中一個側面可以轉動。 利用

12、微型角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別通信中的應 善瞄準問題，同時利用可轉動的側面進行通信激光脈沖進行調(diào)制。另外還有一些其他工作原理的基于 moems 工藝的激光敵我識別系統(tǒng)。利用 moems 技術制造敵我識別裝置，其體積可以比普通裝置縮小上百倍，這將不僅大大改變傳統(tǒng)敵我識別系統(tǒng)的應用范圍和方法， 更重要 的是：moems 技術有可能使得激光掃描和應答 瞄準變得簡單和容易，使得全激光敵我識別系統(tǒng)的實現(xiàn)成為了可能?；?moems 技術和激光通信技術的光電敵我識別系統(tǒng)具有體積小、功耗低、識別率高、保密防偽性強、反應速度快等特點，不僅適合普通的戰(zhàn)斗裝備，如飛機、坦克

13、等，甚至可以裝備在導彈和遠程炮彈上，成為未來的智能引信。因此可以說該技術是未來戰(zhàn)爭中理想的敵我識別技術， 有著廣泛的軍事應用前景，可能是未來敵我識別技術發(fā)展的主流方向。.3 雷達目標識別技術發(fā)展趨勢31 以目標識別為中心設計雷達系統(tǒng)目標識別技術研究除了一些算法研究外， 是一項實驗性很強的系統(tǒng)工程。 過去的雷達以發(fā)現(xiàn)目標和測量目標的位置和運動參數(shù)等為主來設計。雷達目標識別，由于系統(tǒng)、方法和所需的能量和資源不同，因此，雷達要有好的目標識別能力必須設計專門的工作模式， 這對于二維相掃的相控陣雷達來講， 由于其特有的靈活性，相對容易，但要耗費寶貴的時間資源。根據(jù)雷達任務的不同，今后的雷達將出現(xiàn)以目標識

14、別為目標來設計系統(tǒng)， 這應該是雷達系統(tǒng)或目標識別技術的發(fā)展方向之一，或者說是設計思路和工作重點的一種轉變。 雷達系統(tǒng)的資源要向滿足目標識別的需求傾斜， 雷達時間資源更多的用于測量目標特征， 信號形式和工作方式要滿足目標識別的需求， 天線要具備同時多極化功能， 接收機要具備同時接收多通道數(shù)據(jù)的能力， 信號處理分系統(tǒng)要能夠測量更多的目標特征， 同時硬件性能要滿足多通道多特征實時處理的要求，等等。32 綜合多特征識別目標具有多種特征， 有的特征是唯一性的， 對于這種特征來講， 一個特征就足以準確識別目標了，如基于一維像的目標識別、基于jem 調(diào)制的目標識別技術等。然而，這樣的特征不是總能獲得的，并且

15、多數(shù)目標特征是非唯一性的，因此，為了提高目標識別率、 多特征識別是雷達目標識別的必須選擇。目標識別對不同的類型的目標，其主要特征是不同的。因此，對于已發(fā)現(xiàn)跟蹤的目標，在跟蹤過程中逐步提取目標的不同特征， 經(jīng)過綜合判斷， 不斷提高目標的識別率。 綜合多特征識別對雷達提出了更高的要求， 需要雷達具備精確測量多種目標特征的能力。常規(guī)雷達以發(fā)現(xiàn)目標和跟蹤目標為目的，雷達資源主要用于檢測和跟蹤，具備目標識別功能則要求雷達分配一部分資源用于獲取目標特征。 綜合多特征識別就要求更高了， 一方面要求雷達分配更多的資源， 另一方面也要求獲取的每種特征都能夠客觀的反映目標自身的物理特性， 同時特征的測量也要精確，

16、 以免多特征給出的識別結果差異較大，影響目標識別性能，總之，特征不是越多越好，達到一定的識別率就足夠了。33 智能化識別從目標識別技術研究的難點來看， 智能化識別將會是目標識別技術的一個發(fā)展方向。經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，雷達品種日益豐富，地面、艦載、機載、星載，由于體制的不同， 雷達對目標特征的測量就會存在差異， 也就導致了目標識別特征庫存在差異。同樣，目標的類型也是日新月異，種類繁多。因此，雷達很難建立起準確完備的目標特征庫。 在目標特征庫不完備的情況下， 雷達目標識別就必須具有自學習功能， 即能夠自動建立目標特征庫， 再由操作員完成庫屬類別的界定；在目標特征庫不準確的情況下， 雷達目標識別就必

17、須具有自調(diào)整功能， 即自動調(diào)整原有的特征庫，使特征庫更匹配目標類型。34 目標檢測與識別一體化處理從雷達信號處理技術發(fā)展來看， 目標檢測與識別一體化處理將會是目標識別技術的另一個發(fā)展方向。簡單地說，一體化處理可以有效地區(qū)分目標、雜波、干擾，并能有效辨別目標類型。 從廣義上說，目標識別技術是信號處理的一個分支。目標檢測是利用目標強度和檢測背景強度的差異來判別目標和背景， 實際上目標檢測是最簡單的目標識別， 它只利用了強度特征， 并且只區(qū)分了兩類目標一目標和背景。目標識別是利用了多個方面的特征信息， 從多個角度去分析雷達觀測回波，分辨出更多的目標類型，因此，識別是更精細化的檢測。信號處理和目標識.別可以有機地結合起來。 近年來，檢測前跟蹤技術的發(fā)展使得微弱目標檢測領域取得了突破，實際上是利用了強度和軌跡二維特征去區(qū)分目標和背景， 在判決目標的同時，給出了目標的航跡， 取得了比只利用強度特征進行目標檢測更好的性能，使得目標檢測技術向前走了一步。 照此推斷， 將來很有可能出現(xiàn)利用更多特征上的差異去檢測目標的技術，可以簡單的稱為”檢測前識別技術”