【毕业学位论文】多传感器信息融合技术在战场侦察系统中的应用研究-计算机应用技术

分类号 密级 秘 密 U D C 编号 士学位论文 论文题目 多传感器信息融合技术 在战场侦察系统中的应用研究 学科、专业 计算机应用技术 研究生姓名 刘 朝 阳 导师姓名及 专业技术职务 蔡自兴 教授 盖龙云 大校 论文完成时间 二 年十一月十八日 摘 要 多传感器信息融合是指信息的综合与处理 过程，即为了完成所需的决策和估计任务， 对序列时刻上获得的各种传感器信息在一定准则下加以综合分析。它是由许多传统学 科结合而产生的一项新技术。在现代信息技术高速发展的今天， 该技术在军事领域得到越来越广泛的重视和应用。 本文介绍了目前我军侦察装备发展的现状， 以及几种主要战场侦察传感器的工作原理和应用特点， 结合近几年来世界范围内爆发的几场局部战争， 深入分析了信息化条件下战场环境的新特点及对侦察系统提出的新要求， 以此得出了多传感器信息融合技术应用于战场侦察系统的必要性和重要性。 模型设计是系统实现的基础，信息融 合模型主要包括功能模型、结构模型和数学模型。论文立足于现代战场侦察的实际需要，设计了信息融合系统的整体结构和工作流程， 对传感器配置的结构及信息融合的层次问题进行了全面的分析和比较， 同时指出了系统对传感器选择的原则和要求。 多传感器信息融合包括像素级融合、特征级融合和决策级融合三个层次，其实现方法是本文研究的重点。文中使用了一种用遗传算法优化径向基神经网络（值学习的新方法，通过计算机仿真证明了该方法的可行性。 分析了基于用实例验证了该方法的可行性和优越性。 关键词 多传感器，信息融合，侦察 系统，遗传神经网络，证据理论 is a in s in to of on to It is a of of it in of s of of s to of in in we of in is of of on of of of s of At of is of In we an we in is by We of on of is 目 录 第一章 绪论 . 信息融合的定义 .多传感器信息融合的基本原理.多传感器信息融合的实现方法综述.传感器信息融合技术研究的历史与现状 .传感器信息融合技术在军事领域中的应用现状 .文的主要工作 .二章 我军侦察装备的特点及其在未来战场中的发展需求 . 地面侦察雷达 . 微光电视 . 无人侦察机 . 红外探测系统 .来战场环境对战术侦察提出的挑战 .传感器信息融合技术应用于战术侦察系统中的优势 .三章 战场侦察系统中多传感器信息融合模型设计 .合系统中传感器的选择 .合系统的体系结构 .统中信息融合的级别层次 .四章 用于特征级融合的遗传神经网络方法 . 神经网络的结构和特点 . 神经网络的学习 . 多维特征融合的神经网络方法 .传算法简介 . 遗传算法的基本原理 . 遗传算法的基本操作 .于遗传算法进行权值估计的. . 遗传算法的设计 . 算法的描述 . 仿真结果 .五章 基于. 三证据源信息融合可信度分配 . 多证据源信息融合可信度分配 .于. 基本方法 . 多传感器多测量周期的融合 . .六章 结论与展望 .考文献 . 致 谢 . 读学位期间主要的研究成果 .士学位论文 第一章 绪论 1第一章 绪论 科学技术的飞速发展给现代战争带来了新的内 容和形式，而现代战争综合的立体结构及其作战强度大、破坏性强、战场信息复杂多变等特点又给现代科学技术提出了更高的要求。在现代指挥信息化系统中，依靠单传感器提供信息已无法满足作战的需要，必须运用多传感器提供观测数据，实时进行目标发现、优化综合处理，来获取状态估计、目标属性、行为意图、态势评估、威胁分析和辅助决策等作战信息。为此，从 20 世纪 70 年代起，一个新的学科多传感器信息融合便迅速地发展起来，并在许多武器平台上得到了广泛的应用。 息融合的基本概念 息融合的定义 信息融合又称数据融合，是对多源信息进行综 合处理的一项新技术，是指对来自多个传感器的信息进行多级别、多方面、多层次的处理与综合，从而获得更丰富、更精确、更可靠的有用信息。综合国内外研究成果1、 2，信息融合比较确切的定义可概括为：利用计算机技术对按时序获得的若干传感器的观测信息在一定准则下加以自动分析、优化综合以完成所需的决策和估计任务而进行的信息处理过程。从军事角度讲，信息融合可定义为：对来自多源的数据和信息进行检测、互联、相关、估计和综合等多层次多方面的处理，以获得准确的状态和身份估计、完整而及时的战场态势和威胁估计。这一定义强调信息融合的三个核心方面：第一，信息融合是在多个层次上完成对多源信息的处理过程，其中每一层次都表示不同级别的信息抽象；第二，信息融合包括探测、互联、相关、估计以及信息组合；第三，信息融合的结果包括较低层次上的状态和身份估计，以及较高层次上的整个战场态势估计。信息融合的实质就是对源自多传感器在不同时刻的目标信息和同一时刻的多目标信息的处理技术，是对数据的横向综合处理。 在信息融合技术中，多传感器是它的硬件基础 ，来自多传感器的多源信息是它的加工对象，对多源信息的协调优化，是它的核心功能。不论从哪个定义上说，信息融合都应具有以下四个本质特征：多传感器输入，多信息输入，准确有效的合成规则，单一表示形式的结果。 根据融合处理的信息类型和应用场合，信息融合可分为以下三种形式： 硕士学位论文 第一章 绪论 21)时间融合指对来自同一传感 器的、对同一目标或场景在不同时间的一系列测量值进行融合处理。 2)空间融合指在同一时刻，对 来自多个相同（空间位置不同）或不同传感器的测量进行融合处理。 3)时空融合指在一段时间内， 对来自多个相同（空间位置不同）或不同传感器的测量进行融合处理。 传感器信息融合的基本原理 信息融合是人类和其他生物系统中普遍存在的 一种基本功能。人类具有将身体上的各种功能器官（眼、耳、鼻、四肢）所探测的信息与先验知识进行综合的能力，以便对他周围的环境和正在发生的事件作出估计。由于人类的感官具有不同度量特征，因而可测出不同空间范围内发生的各种物理现象，这一处理过程是复杂的，也是自适应的，它将各种信息转化成对环境的有价值的解释。 多传感器信息融合实际上是对人脑综合处理复 杂问题的一种功能模拟。在多传感器系统中，各种传感器提供的信息可能具有不同的特质：时变的或者非时变的，实时的或者非实时的，模糊的或者确定的，全面的或者不完整的，相互支持的或者相互矛盾的，冗余的或者互补的。多传感器信息融合就像人脑综合处理信息的过程一样，它充分利用多个传感器资源，通过对各种传感器及其观测信息的合理支配与使用，将各种传感器在空间和时间上的互补与冗余信息依据某种优化准则结合起来，产生对观测环境的一致性解释或描述。信息融合的目标是基于各种传感器分离观测信息，通过对信息的优化组合导出更多的、更准确的有效信息。这是最佳协同作用的效果，它的最终目的是利用多个传感器共同或联合操作的优势来提高整个系统的有效性。 多传感器信息融合系统较单传感器信号处理或 低层次的多传感器信号处理方式相比，它是一种在更高层次上模仿人脑功能的系统，能更有效利用传感器的资源，与经典信号处理方法相比，也有着本质的区别，关键在于它所处理的多传感器信息具有更复杂的形式，而且可以在不同的信息层次上出现，这些信息抽象层次包括数据层（像素层） 、特征层和决策层（证据层） 。 传感器信息融合的实现方法综述 多传感器信息融合实现的方法主要有四大类， 即一致性融合、基于知识的系统 (数据关联技术和位置估值法。 一致性融合包括模板法、经典贝叶斯准则3和 据推理理论4、5、聚类分析等。 硕士学位论文 第一章 绪论 3包括专家系统和模糊理论法6，主要用于态势和威胁评估。 数据关联技术包括品质因数法 (选通技术。 位置估值法主要有：最近邻域 (、多元假设 (、概率数据互联 (、联合概率数据互联 (、最大似然 (计、卡尔曼滤波法等。 数据关联技术和位置估值法主要用于一级融合系统。 此外模式识别6、 7融合方法也有一定的应用。尽管已有不少成功地将信息融合理论应用于工程实际的例子，但新的或改进的融合方法在不断涌现，总的说来，多传感器信息融合方法无论是在理论上还是在工程实现上都有不少问题有待研究。 传感器信息融合技术研究的历史与现状 国外对信息融合技术的研究起步较早。早在 1973 年，美国研究机构就在国防部的资助下研发了一声纳信号处理系统，它利用计算机对多个连续的声纳信号进行融合处理后，可以自动检测出敌方潜艇的位置。这一尝试被认为对现代战争有非常重要的意义，使得信息融合作为一门独立的技术首先在军事应用中受到青睐。从那以后，信息融合技术便迅速发展起来。美国国防部和美国海军于 1986 年成立了专门的数据融合小组（ ， 1987 年，美国国会军事委员会把信息融合列为对其国防至关重要的二十一项技术之一。 1988 年，美国国防部把信息融合技术列为九十年代重点研究开发的二十项关键技术之一8， 且列为最优先发展的 A 类。美国三军政府组织实验室理事联席会（ 设的 门成立了信息融合技术专家组来组织和指导有关的工作。从 1992 年起，美国每年都投资约 1 亿美元用于多传感器信息融合技术的研究。80 年代末以来，各发达国家也制订了研究计划，投入大量的人力财力于多传感器信息融合系统的开发。至 90 年代中期，全世界已研制出了五十多个多传感器信息融系统。 在学术方面，从 1987 年起，美国三军每年召开一次信息融合学术会议，并通过 感器融合专集、 发表有关论著；与此同时， 统和控制论会议， 空航天与电子系统会议， 动控制会议， 挥、控制、通信和信息管理系统（ 议，国际军事运筹学会议，国际雷达、控制与判决、信号处理等会议也不断地报导信息融合领域的最新研究和应用开发成果。 1988 年在美国成立了国际信息融合学会（ ， 每年举行一次信息融合国际学术大硕士学位论文 第一章 绪论 4会。 1985 年以来，国外先后出版了十余部有关信息融合方法的专著。 尽管信息融合的理论和应用研究已相当广泛， 但是由于其研究领域覆盖范围的广泛性、多传感器信息的多样性以及融合处理的复杂性，信息融合理论至今尚未形成系统的理论框架和有效的广义融合模型和算法。到目前为止，绝大部分研究工作都是针对特定应用领域的问题来展开的，也就是说，根据问题的种类建立各自的直观认识原理和融合准则，并在此基础上形成所谓的最优融合方案。例如基于多传感器信息融合的分布检测、目标跟踪、态势和威胁估计等，都从理论上解决了最优融合准则，并形成了各自的融合算法。但这些研究反映的只是特定应用，其难以构成信息融合这一独立学科所必需的、独立于具体应用的完整理论体系。 相对来说，国内对多传感器信息融合的研究起 步比较晚，真正的研究工作从 91 年海湾战争后才得到重视和展开，无论是在理论上还是技术上都落后于其它国家。已经装备部队的一批指挥自动化系统和正在研制的系统中，所进行的信息处理工作水平还处于信息融合的初级阶段，不能作为典型的信息融合系统。我国在信息融合技术方面的研究主要侧重于应用，比较集中在机器人技术和目标检测等方面，对如何有效地从多传感器系统获取准确可靠的信息、实现多传感器特征级的融合、完成综合跟踪，如何有效地进行航迹相关和合成、合理地进行状态估计、属性识别、态势评估、威胁估计，以及如何在融合系统中运用专家系统的方法等都是有待于进一步研究的新课题。 传感器信息融合技术在军事领域中的应用现状 多传感器信息融合技术最早是在军事上提出来 并得到应用的。随着武器装备的信息化发展，该技术在军事领域的应用越来越广泛。无论是战区导弹防御系统（ 、国家导弹防御系统（ 样的大系统，还是精确制导导弹、自主式炮弹这样的小系统，都离不开多传感器信息融合技术。随着精确制导武器攻击过程中遇到的对抗层次越来越多、对抗手段越来越复杂，精确制导武器采用的非成像的单一寻的制导方式已不能完成作战使命，必须发展成像制导和多模复合制导技术，而多模导引头的关键技术之一就是多传感器的信息融合。如俄罗斯研制的“伊斯坎杰尔 弹，就是采用了基于信息融合的惯性制导 +图像匹配制导系统。德国已生产的 巧 155”自主式炮弹采用了红外与毫米波雷达复合制导系统。在 21 世纪的数字化战场上，先进的侦察设备是提高部队指挥作战能力的重要基础，而信息融合技术也是提高侦察性能的关键技术。目前，英美联合研制并计划于 2007 年大规模装备到作战部队的“追踪者”硕士学位论文 第一章 绪论 5战术侦察车、捷克的“施由兹卜”侦察车、荷兰和德国联合研制的“芬内克”侦察车等，基本上都是将热像仪、激光测距仪、电视摄像仪等多个传感器进行融合利用。 数据融合技术还可广泛应用于提高武器瞄准器 识别的效能。如在美军的多频谱目标探测系统中，除毫米波雷达外，还有红外系统。在 统中，除 190E 地面侦察雷达外，还有 外系统。来自雷达和红外系统的信号经载机上计算机融合处理后提供给一个公用显示系统。在法国汤姆逊 司制造的“响尾蛇”地空导弹（ 统中，有脉冲多普勒雷达，它对直升机的探测距离可达 18有光电式传感器，综合使用红外系统和电视摄像机，其探测距离分别为 15 和 10 学与制造联合公司研制的统，采用了电视系统、一部 K 波段相控阵雷达和一部三坐标脉冲多普勒雷达，通过一个数据传输系统可将该 统并入雷达网内。目前英国马可尼公司的专家们正为英国皇家海军研制一种全自动探测与跟踪系统， 它综合利用 2个雷达通道（频带分别为 10 和 15一个红外通道9、 10。 总的来说，多传感器信息融合技术在军事上主要应用于战术和战略上指挥、控制、通信和情报（ 领域。具体应用范围可概括为以下几个方面2： 1)采用多传感器的自主式武器系统和自备式运载器； 2)采用单一武器平台，如舰艇、机 载空中警戒、地面站、航天目标监视或分布多传感器网络的广域监视系统； 3)采用多个传感器进行截获、跟踪和指令制导的火控系统； 4)情报收集系统； 5)敌情指示和预警系统，其任务是对威胁和敌方企图进行估计； 6)军事力量的指挥和控制站。 近二十多年来，特别是海湾战争以后，以美国 为主的世界各军事大国都竞相投入大量人力、物力和财力进行信息融合技术在军事上应用的研究，并已取得了大量的研究开发成果。到目前为止，美、英、德、法、意、日、俄等国家已研制出上百种军用信息融合系统，其中大部分已投入使用。这些系统包括：术指挥控制） ， 场利用和目标截获系统） ， 源分析系统） ， 助空中作战命令分析专家系统） ， 用双工无线电 /雷达瞄准系统） ， 动多传感器部队识别系统） ， 标获取和武器输送系统） ， 兵情报数据融合）和 面部队战斗态势评定系统）等等。在 1991 年海弯战争中，美国和多国部队使用的 军机动控制系统） 、 军战术数据系统，美、日、澳、意有 200 多艘战舰安装） 、合监视 /目标攻击雷达系统，沙特的 10 架 警机上安装）等硕士学位论文 第一章 绪论 6是机动平台上安装多类传感器信息融合系统并成功使用的实例。另外， 1996 年春季，北约对波斯尼亚塞族阵地的轰炸中运用了带有 成孔经雷达）的多架飞机，其实时信息融合系统保证了对塞族在面军事目标的准确识别和打击。信息融合技术在军事上的地位和作用在现在战争中愈发凸显出来 文的主要工作 本文研究的重点是多传感器信息融合技术在战 场侦察系统中的实现方法。涉及的内容包括信息融合的概念、我军侦察装备的发展现状、多传感器信息融合技术应用于战场侦察系统的意义、信息融合系统的模型设计、基于遗传神经网络的特征级融合方法、基于 据理论的决策级融合方法等。论文的结构安排如下： 第一章是绪论部分。介绍了信息融合的概念、 原理以及多传感器信息融合技术的研究和应用现状，重点介绍了在军事方面的应用。 第二章介绍了目前我军作战部队几种主要侦察 设备的战术、技术性能和在应用中的优缺点，结合近十几年来世界范围内爆发的几场局部战争，分析了信息化条件下现代战争呈现出的新特点以及对侦察装备的需求，从而得出了多传感器信息融合技术应用于战场侦察系统的必要性和重要性。 第三章根据作战需要设计了用于战场侦察的多 传感器信息融合系统的整体结构和主要工作流程。对融合系统的四种结构和信息融合的三个层次进行了较深入的研究和分析，对各自的性能特点进行了比较，并指出了侦察融合系统对传感器选择的具体要求。 第四章分析了用神经网络方法实现多传感器特 征级信息融合的原理，使用了一种用遗传算法优化径向基神经网络（ 值学习的方法，通过计算机仿真证明了该方法的优越性。 第五章介绍了基于 据理论的决策级融合方法，通过实例分析了该方法在决策级信息融合中的可行性。 第六章对论文进行了总结，指出了对今后研究工作的展望。硕士学位论文 第二章 我军侦察装备的特点及其在未来战场中的发展需求 7第二章 我军侦察装备的特点及其在未来战场中的发展需求 武器装备是军队现代化水平的标志，是现代战 场上制胜的关键要素。及时准确的战场信息是获取战争的主动权的基础和前提，因此，战场侦察系统的信息化和智能化程度，直接决定了部队快速作战能力的高低。近几年来，我军特别重视高技术侦察装备的研制开发工作，各种适应现代战争需要的新型侦察器材已陆续装备作战部队并投入使用11，促进了战场侦察技术的发展。同时，信息化条件下战场环境和作战模式的不断变化，又给侦察装备的更新发展提出了严峻的挑战。 种战场侦察传感器的工作原理及应用特点 面侦察雷达 雷达（ ，意为无线电搜索和测距。它是运用各种无线电定位方法，探测、识别各种目标，测定目标坐标和其它情报的装置。雷达由天线系统、发射装置、接收装置、防干扰设备、显示器、信号处理器、电源等组成。其中，天线是雷达实现大空域、多功能、多目标的技术关键之一；信号处理器是雷达具有多功能能力的核心组件之。 地面侦察雷达是陆军使用的地面活动目标侦察 雷达，用于侦察和监视敌方地面兵器、车辆、人员和低空飞行器的活动情况，为指挥员提供战场情报。地面侦察雷达使用厘米波段，大致可以分为三类：第一类是短距离（ 35兵使用雷达，可以人背或支在三角架上，质量不足 10带方便，由于它的功率低，天线矮，只能探测近距离范围的车辆，一般作为报警装置，测距误差小于 50二类是中程雷达，可由几人携带或安装在车辆上，质量几十千克，能探测 58的车辆；第三类是远距离炮位侦察雷达，它能跟踪打来的两发炮弹，用计算机算出它们的弹道，并根据两条弹道的交会点，算出炮阵地的位置。新的炮位侦察雷达，只要测出一发炮弹的两个点，就能算出弹道和炮位，这种雷达质量达 200 多千克，多用车载，作用距离为 2030 地面侦察雷达的特点是体积和质量较小，结构简单、架设迅速、机动性好、便于操作、作用距离远，而且穿透烟雾、雨滴、尘埃的能力比较强。但由于雷硕士学位论文 第二章 我军侦察装备的特点及其在未来战场中的发展需求 8达是通过发射出脉冲波进行工作的，所以在工作时容易被发现和干扰，且受风吹动的植物影响较大，严重时难以分辨目标，还需与其它侦察手段配合才能有良好的分辨能力，同时地面侦察雷达侦察的视界也十分有限。 光电视 微光电视是利用星光、月光、大气辉光等微弱 的夜天光进行观察的一种夜视系统。它诞生于四十年代，七十年代才迅速发展起来。它具有成像面积大、直观性强、连续性、远距离多点多人观察等优点，日益广泛地用于监视、侦察、探测、制导、跟踪等方面。 微光电视实际上是像增强技术和电视摄像技术 相结合的产物，它主要由摄像机、监视器和控制器三大部分组成，摄像机是其核心部件，摄像机中的摄像管是微光电视的关键技术。 微光电视的基本工作原理是：被观察的目标首 先通过物镜成像在微光管的光电阴极面上，通过两次光电转换，在微光管的荧光屏上获得第一次增强的光学图像。被增强的目标光学图像再通过光学纤维面板传递到高灵敏度摄像管的光电阴极上，使光电阴极激发出相应的光电子，光电子再被阳极加速，并以很高的动能轰击摄像管的靶，于是在靶面上形成了一幅与被观察目标相对应的、经过第二次增强的电荷图像。所获得的电荷图像再经过处理、放大，送至监视器，最终便在监视器上显示出一幅与景物相对应的可供观察的目标图像。 微光电视图像是经过电子装置处理的，可以提 高反差，改善信噪比，因而像质比较好，图像清晰。同时侦察的距离也比较远，在良好的天气条件下，其摄像机的作用距离可超过 10 公里。微光电视还适用定向及定点观察，在对敌固定目标的监视以及对我方重要目标的警戒和安全保卫工作中，都发挥重要作用。但是微光电视对自然环境照明条件及天气条件的依赖性大，雨、雾天均不能正常工作，如果一点光线都没有则完全失效，使其应用范围受到了一定限制。 人侦察机 无人侦察机又叫无人侦察飞行器，早在 70 多年前就已问世，自 80 年代后期起，许多国家都把无人侦察机置于优先发展的地位，竞相研制和装备无人侦察机。特别是海湾战争后，世界范围内掀起了一股发展无人侦察机的热潮，使之成为一种新型的主要侦察武器。 无人侦察机能携带可见光照像机、电视摄像机 、前视红外遥感及侧视雷达等。装备于我军作战师侦察分队的无人侦察机的机载侦察设备由定焦镜头、彩硕士学位论文 第二章 我军侦察装备的特点及其在未来战场中的发展需求 9色面阵 像头和图像发射机组成。 定焦镜头用来调节成像的焦距和进光量。彩色面阵 像头是将光学图像变换为电信号的装置，摄像头内部的电路可将电信号变换成标准的 视信号制式，将此信号送往图像发射机发出。图像发射机将摄像头输出的电视信号做预加重处理，将飞行控制器输出的遥测码数据流放大，音频调制，再将两路信号相加放大，以射频调制，通过功率放大，由发射天线将能量有效地向空间辐射。发射机采用调频体制。 机载侦察设备的工作原理是：目标景像通过定焦镜头成像于彩色面阵 摄像头光电传器 件转换为电信号，该电信号通过信号变换后成为标准的 视制式信号送往图像发射机视频输入端，图像发射机将输入的视频信号和通过音频输入端输入的遥测码数据流，调制、放大，经发射天线向外辐射。 无人侦察机结构简单，使用方便，很少受气候 条件限制、昼夜可用，能在目标上空持续很长时间实施侦察和监视，并能实时传输目标图像，作战效能高，在现代战场上已显现出了它独特的优势，但也存在以下弱点： 首先，由于缺乏足够的空中机动性，无人侦察机容易成为空中歼击机的“靶子” 。虽然新一代无人侦察机进行了隐形化处理，但仍避免不了其喷气发动机工作时产生的红外辐射，以至于在对方的防空雷达上留下“尾巴” 。而一旦无人侦察机在空中被对方歼击机盯上，地面控制中心并不能迅速指挥其实施有效的规避，再加上无人侦察机自身可用机动载荷小，因此很难摆脱歼击机的攻击。 其次，无人侦察机与地面之间的联系比较“脆弱” 。无人侦察机在作战使用中要依靠机载电子设备进行非实时和实时信息情报的收集，并获取和利用信息。在实施空中侦察时，飞机向地面传送的侦察数据却极易受到电波干扰和地形影响，特别是在电子干扰比较强烈的作战环境中，其机载探测设备及数据传输与处理将受到极大影响，甚至失灵。 最后，无人侦察机通常只能按照预定的程序、沿着规定航线实施空中侦察，却很难根据战场的变化进行有针对性的改变，所以侦察的范围受到了一定的限制。 外探测系统 红外探测系统是一种被动式对抗装备，其主要 作用是探测来袭的低空、超低空威胁目标，向武器系统提供精确的目标指示数据。在雷达盲区、雷达被干扰时，可辅助雷达工作，对来袭目标提供预警，确定目标的实时坐标。对于低硕士学位论文 第二章 我军侦察装备的特点及其在未来战场中的发展需求 10空、超低空飞行的威胁目标（导弹、飞机） ，红外探测系统是一种有效的、发展迅速的近程探测预警装备。 红外无源探测的主要特点是：本身不辐射任何 能量，通过飞行器辐射的能量进行探测和定位。由于飞行器（包括隐身飞机）不可避免地要辐射电磁能量和热量，因而理论上无探测盲区。而且由于红外传感器不辐射能量，因而不易被敌方侦察和定位，难以实施干扰和攻击。 由于红外无源探测是借助于目标自身发射的红外辐射来实现观察的红外技术，简单的说就是根据温度不同来成像，因此分辨率很低，对目标的识别精度不高。 来战场环境对战术侦察提出的挑战 在现代战争中，信息技术的广泛应用，使得战 场环境、作战样式、作战理论和各类保障等诸方面，都发生了深刻的变化，这就对现代战场的侦察装备的发展更新提出了新的挑战12、 13。主要体现在以后下四个方面： 续时间缩短，要求侦 察系统必须具有快速的反应能力 以往的战争由于作战平台机动性差、武器射程 近和信息不灵，所以战争爆发的突发性相对较小，兵力集结、部队机动、武器弹药准备、后勤物资调配等战前的战争症候较为明显。未来高技术局部战争中由于舰艇、飞机、坦克、卫星等高技术武器装备的大量使用，参战部队的战略和战场机动的能力大大增强，远程武器和大航程飞机几乎无所不达，信息技术的发展使战场日渐透明，所以战争初期的症候已不那么明显，战争的突然性、快速性增加。 战争持续时间也大大缩短。上个世纪爆发的战争持续时间最长、规模最大的是两次世界大战，战后以来爆发的几场局部战争有的也持续 35 年，个别则达十几年。现代战争中由于高技术武器的大量使用，使精确打击和毁伤目标的能力大大增强，作战效能数倍提高，能够在很短的时间内迅速达成作战目的，所以战争持续时间可大大缩短，十几分、几分钟便可结束一场战术作战行动，几十天、十几天、甚至几天便可结束一场战争，旷日持久的、长达数月数年的马拉松式的战争将很少出现。 准确及时的战场信息是指挥员进行作战决策的 基本前提，也是各类武器对敌实施精确袭击的必备条件，因此在未来的作战模式下，侦察系统如果不具备与战争节奏相适应的快速反应能力，就无法取得作战的优先制胜权。 坏性增大，要求侦 察系统必须具备很强的生存硕士学位论文 第二章 我军侦察装备的特点及其在未来战场中的发展需求 11能力 高技术条件下的局部战争将围绕信息的搜集、 处理、分发、防护而展开，信息化战争成为高技术战争的基本形态，夺取和保持制信息权成为作战的中心和焦点。在海湾战争开战前 24 小时，美军实施宽带强功率压制式干扰，即“白雪”行动，造成伊军大部分通信联络中断，达成了空袭的突然性。在科索沃战争中，北约充分发挥卫星的制天权功能和优势，自始至终掌握着空天制信息权。战争期间，北约运用的各种卫星超过 50 余颗。这些卫星分别担当电子侦察、定位导航、通信支援和气象服务，为北约海空军的军事打击提供适时的精确目标数据。北约在空袭中还使用了各类性能先进的预警飞机和专用电子战飞机，分别对南军的预警、火控雷达和指挥控制系统实施“致盲” 、 “致聋” 。通过软硬兼施的电子攻击，北约始终掌握着作战地区的制信息权，使南联盟的军队处于被动挨打、无力还手的境地。在阿富汗战争中，美军实现了信息系统与作战系统的高度一体化。为实现在信息获取系统和空中打击系统的信息实时传输，美军专门在沙特的苏丹王子空军基地建立了一个新型联合空战中心。联合空战中心配备了最新型的 R 系统，综合分析、处理、分发由美军各种战场侦察系统所获取的战场信息数据，并将处理过的战场信息数据实时传输到轰炸机、战斗机等各种作战平台。此外，信息平台还首次具备了攻击能力。美军 R “捕食者”无人机既具备情报搜集功能，又具备对发现目标的攻击能力。在阿富汗战场上， “捕食者”无人机曾多次对所发现的机动目标进行即时攻击。 侦察系统是获得战场信息的硬件基础，必将成 为信息战场上受敌攻击和摧毁的首要目标，其安全受到最大的威胁，只有努力提高侦察系统的生存能力，才能确保战场信息获取的连续性和准备性。 时辰，电子、火力、机动力融为一体 ，要求侦察系统必须具有复杂作战环境的适应能力 高技术武器装备在夜间和不良气候条件下作战 能力的提高，使提高技术条件下的局部战争向全天候、全时辰方向发展。由于高技术武器装备具有克服不良条件影响的能力，因此，作战可以在各种复杂气候条件下进行。而且，由于夜视器材的发展，夜间有利于武器装备处于劣势一方的情况有明显的变化。海湾战争的实践说明，高技术已使夜间作战的作用大大增强，使夜间作战具有类似于白天的视觉效果。多国部队正是凭借其夜战武器装备上的优势，使夜间战场呈现“单向透明” 。因此，以美国为首的多国部队一改过去害怕进行近战、夜战的做法，把主要的作战行动大多放在夜间进行，取得了良好的作战效果。随着高技术在军事上更为广泛的应用，连续 24 小时在不良条件下进行作战将成为硕士学位论文 第二章 我军侦察装备的特点及其在未来战场中的发展需求 12可能。另一方面，掌握信息优势，发扬火力和提高作战机动力，已成为夺取战场主动权的关键，并且，三者紧密结合。为掌握信息优势实施的电子对抗，将先于火力对抗开始，成为战争的先导。海湾战争中，多国部队先于“沙漠风暴”行动 5 个多月，就开始了电子情报战，并提前 24 小时对伊拉克战略通信系统和雷达预警系统实施干扰，首次空袭的目标，即为伊军的四个骨干雷达站和巴格达的无线电与电视中心，邮电总局大楼，国防部等指挥、控制、情报、通信中心。而这种行动往往是电子战与火力战的结合。因为火力是制胜的关键，争夺“制火权”是现代战争的重心，在争夺制电磁权时也离不开火力对电子设备、兵器的杀伤。同时，电子、火力在地面、海上，甚至在太空，都离不开机动。战前需要机动，交战中、战后也需要机动。如海湾战争交战之前，多国部队依靠强大的空运、海运能力，实施全球战略机动，将各类作战物资和作战力量投送到战区，并形成了陆、海、空、天多方位、多领域封锁。交战中，又凭借先进的武器装备，实施全战场机动，进行“空地一体” 、 “海地一体”的全方位电子、火力一体攻击。 复杂的信息化战场环境要求侦察系统不仅要在 正常情况下能够及时准确地发现、识别目标，精确地判断战场态势，而且能够克服各种不良天候的影响，具有较强的反电子干扰和欺骗的能力，从而在各种条件下都能保持正常的工作状态。 战领域多维化，要求 侦察系统必须具备大纵深、全方位的侦察能力 信息技术在战争中的广泛应用，极大扩展了兵 力、兵器作战的空间性能，使得作战向大纵深、高立体方向发展。其表现为：首先，武器装备的射（航）程增大。火炮射程达 16米，战术导弹射程达 30米；飞机的作战半径，战斗机达 600米，轰炸机达 1200米，机载战略巡航导弹射程达 2500米，洲际导弹射程达 千米。其次，军队机动能力提高。高技术条件下，作战部队机械化程度高，地面摩托