呂金建,丁建江,項 清,阮崇籍,葉朝謀

(1.空軍雷達學(xué)院科研部,湖北武漢 430019;2.94782部隊,浙江杭州 310021)

0 引言

彈道導(dǎo)彈以其射程遠、威力大、精度高和生存能力強等優(yōu)點已成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭的“殺手锏”武器之一。作為事物的對立面,彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)應(yīng)運而生?？v觀彈道導(dǎo)彈防御技術(shù)發(fā)展史,如何解決目標識別問題一直是其核心難題之一[1]。目前,對彈道導(dǎo)彈識別問題的研究在國內(nèi)外已經(jīng)成為熱點。但由于彈道導(dǎo)彈識別問題本身的復(fù)雜性,加上各種突防手段的應(yīng)用如隱身技術(shù)、多彈頭技術(shù)、誘餌干擾技術(shù)以及復(fù)雜的電磁環(huán)境,識別變得越來越困難,至今尚無完善的理論框架與成熟的技術(shù)和方法。因此,彈道導(dǎo)彈識別研究具有極其重要的軍事應(yīng)用價值。

本文將對彈道導(dǎo)彈識別技術(shù)的最新研究進展進行回顧,從識別特征的角度總結(jié)評述前人研究結(jié)果,期望找出規(guī)律性的問題,指出未來的發(fā)展方向,為相關(guān)人員開展進一步的研究提供一定的參考作用。

1 起源與發(fā)展

20世紀50年代末期,前蘇聯(lián)成功試驗了世界上第一顆洲際彈道導(dǎo)彈,緊接著又發(fā)射升空了第一顆人造衛(wèi)星,這兩件大事在全世界范圍內(nèi)引起了巨大反響,美國對此立刻做出了回應(yīng),開始著手研究彈道導(dǎo)彈防御,并將目標識別這一關(guān)鍵技術(shù)交給當時科研實力雄厚的林肯實驗室承擔?？梢?目標識別作為彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)中的核心和關(guān)鍵技術(shù)之一,從一開始就引起了高度重視,伴隨著反導(dǎo)系統(tǒng)的發(fā)展距今已走過60多年的歷程。

60多年來彈道導(dǎo)彈識別研究工作從未間斷,并不斷發(fā)展和完善,取得了很多研究成果,并且一些技術(shù)已走入實用階段,據(jù)美國國防部2000年透露,地基中段彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)(GMD)中僅用于中段攔截的識別措施就有24種之多[2]。總體來說,彈道導(dǎo)彈識別的發(fā)展歷程主要可分為三個階段:第一階段是20世紀60年代的10年間,這一階段寬帶成像技術(shù)還沒出現(xiàn),主要以窄帶測量技術(shù)即通過對目標RCS測量和速度測量等來實現(xiàn)目標識別;第二個階段是1970年以后的20年間,這一階段主要以寬帶成像雷達為標志,利用目標的一維距離像、SAR和ISAR像等對目標進行識別;第三個階段是從20世紀90年代以后,主要發(fā)展了寬帶外推技術(shù)、子頻帶內(nèi)插和外推連接技術(shù)以及相推測距技術(shù)三大新技術(shù),進一步推進了目標識別的發(fā)展。目前,彈道導(dǎo)彈識別技術(shù)已進入一個快速發(fā)展的階段,國內(nèi)外大量的機構(gòu)和個人參與研究。

參與彈道導(dǎo)彈識別研究的國外機構(gòu)和個人主要有:美國麻省理工學(xué)院的林肯實驗室、德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校(Hao Ling教授)、國家航空航天局、導(dǎo)彈防御局、海軍研究實驗室(Victor Chen教授)、Boeing公司、馬克資源公司(Rihaczek和B.D.Baker等人)、德國的高頻物理研究所、日本的京都大學(xué)(Toru Sato等人)等。與國外相比,國內(nèi)在彈道導(dǎo)彈識別方面的研究起步較晚,參與研究的單位也較少,主要是電科集團與航天科工集團的相關(guān)研究所和一些大學(xué)。在這些研究機構(gòu)和個人中,林肯實驗室、Victor Chen教授和Hao Ling教授的研究成果始終走在世界的前列。

2 不同飛行階段的目標特性與識別技術(shù)特點分析

根據(jù)從發(fā)射點到攻擊點運動過程中的受力情況,通常將彈道導(dǎo)彈的飛行過程分為三個階段:助推段、自由飛行段(又叫中段)和再入段[3]。目前,也有學(xué)者在助推段后增加了末助推段,將彈道導(dǎo)彈的飛行過程分為四個階段[4]。彈道導(dǎo)彈的三個飛行階段各有特點,呈現(xiàn)出來的物理特性和突防條件不同,從而導(dǎo)致目標特性和識別技術(shù)特點也不同。

2.1 助推段

助推段,始于導(dǎo)彈發(fā)射,止于最后一級助推火箭關(guān)機。在該階段,導(dǎo)彈噴射出強烈的尾焰,其中包含可見光、短波、中波、紅外以及紫外等不同波段的輻射信號,一般不可能隱藏,很容易從同步軌道衛(wèi)星或者近軌紅外預(yù)警衛(wèi)星上進行探測。此外,處于助推段的彈道導(dǎo)彈可利用的特征還包括由于龐大體積引起的大的雷達有效反射截面以及在大氣層飛行時氣動加熱所引起的熱輻射等。

助推段目標識別的最大優(yōu)勢就是目標單一,各種可用的識別特征明顯,飛行速度和姿態(tài)變化慢,遇到的最大挑戰(zhàn)就是要在極短的時間內(nèi)完成識別,目前一般戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈在助推段飛行時間只有幾十秒,即使是洲際彈道導(dǎo)彈飛行時間也只有3～6 min,加上攔截平臺在地理部署上的限制,在助推段實現(xiàn)目標識別并加以攔截,可行性并不高。

2.2 中段

彈道中段在整個彈道導(dǎo)彈飛行過程中歷時最長,洲際彈道導(dǎo)彈的中段飛行時間一般為20～30 min,是反導(dǎo)系統(tǒng)的首選攔截階段。彈道中段位于大氣層外,推進系統(tǒng)已關(guān)機,紅外輻射信號微弱,目標運動狀態(tài)相對平穩(wěn),如果忽略其他各種攝動的影響(如地球形狀非球形、密度分布不均勻引起的攝動以及太陽、月球的引力等),彈道導(dǎo)彈主要受地球引力影響,這時導(dǎo)彈的飛行軌道可以看成為二體軌道。

彈道導(dǎo)彈防御技術(shù)的發(fā)展促進了導(dǎo)彈攻擊技術(shù)的進步,攻擊方為了提高導(dǎo)彈的生存能力,通常會采取各種突防措施如彈頭自身的隱身技術(shù)、電磁干擾技術(shù)以及誘餌釋放等,采用的誘餌主要有金屬球、箔條云團、雷達誘餌、紅外誘餌和熱充氣球等。由于誘餌釋放過程的發(fā)生,彈道中段的一個重要特征就是目標數(shù)量不再單一,而是形成包括真彈頭、發(fā)射碎片和各種誘餌與假目標的威脅目標群,它們以大致相同的速度沿導(dǎo)彈的預(yù)定彈道慣性飛行,形成長達幾十米的所謂威脅“管道”,構(gòu)成復(fù)雜的目標環(huán)境。

為了保持彈頭在大氣層外飛行的穩(wěn)定性和提高命中精度,彈頭在中段要進行姿態(tài)控制。姿態(tài)控制的方式有多種,其中自旋和三軸穩(wěn)定是最常用的方式。對于輕誘餌和其他碎片,一般不采取姿態(tài)控制,目標會呈現(xiàn)翻滾等隨機運動。而對于彈頭類目標,除了姿態(tài)控制外,還受到誘餌釋放過程中產(chǎn)生的橫向干擾,會產(chǎn)生進動和章動等微運動。綜上可知,中段目標主要具有以下三個特性:1)目標在大氣層外做慣性飛行,只受地球引力作用(其他攝動力較小,可忽略),為二體運動,紅外輻射特性弱;2)目標不再單一,而是彈頭和各類誘餌構(gòu)成的目標群;3)目前群存在翻滾、進動和章動等微運動。

彈道中段目標識別的優(yōu)點在于:相對于助推段和再入段,用于目標識別的時間長,且彈道可以被精確地預(yù)測和確定。但中段目標識別也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn):各種突防手段的實施使得中段目標不再單一,而是威脅目標群,目標環(huán)境復(fù)雜,尤其是重型誘餌,在質(zhì)量、外形以及表面材料方面與真彈頭相差無幾,導(dǎo)致其電磁散射特性、輻射特性以及運動特性等皆與真彈頭幾乎一樣,這大大增加了目標識別的難度。

2.3 再入段

再入段是彈道導(dǎo)彈飛行三個階段中時間最短的一個階段。由于大氣阻力使得目標產(chǎn)生減速特性,輕誘餌和碎片等在該階段很快被大氣過濾掉,只剩下彈頭和重誘餌,而且彈頭因摩擦受熱,紅外輻射特性增強。同時,導(dǎo)彈在再入飛行過程中,其RCS的起伏較大,一般經(jīng)歷“減小—增大—減小—恢復(fù)”的過程,而且不同的彈頭在減速特性、RCS突增及輻射特性等方面都會有較大差異,可以采用質(zhì)阻比等特征來進行目標識別。

可見,再入段目標識別的優(yōu)勢是很明顯的,但是,由于再入段防御用于跟蹤和識別的時間很短(一般小于60 s),彈頭飛行速度快,再加上進攻方可借助多彈頭技術(shù)和彈頭機動技術(shù)等反攔截突防措施,使防御方失去跟蹤和識別目標的機會。

3 彈道導(dǎo)彈識別技術(shù)的最新進展

迄今為止在國內(nèi)外的彈道導(dǎo)彈識別研究領(lǐng)域,盡管由于保密等原因,一些新技術(shù)、新方法沒有公開,但文獻中仍然報道了相當多的研究工作,提出了大量的識別策略和方法。依據(jù)不同的分類方式可以將這些方法分成不同的類:如按照獲得識別特征的傳感器帶寬可以分為窄帶識別方法和寬帶識別方法[5];按照彈道導(dǎo)彈的飛行軌跡可以分為助推段識別方法、中段識別方法和再入段識別方法等[6]。論文在參考已有文獻的基礎(chǔ)上,按照識別利用的不同特征對已有的主要識別策略和方法進行分類綜述。目前利用的識別特征主要有飛行軌跡、微動特征、成像特征、極化特征、質(zhì)阻比特征以及紅外特征等,其中基于微動特征、成像特征和極化特征的識別方法是研究熱點。

3.1 微動特征

美國的Victor Chen教授[7-9]首次提出了“微動”的概念,他將目標或目標的組成部分除質(zhì)心平動以外的振動、轉(zhuǎn)動和加速運動等微小運動稱為微動。陳行勇[10]在他的博士論文中將微動概念進行了推廣,將目標或目標組成部分在徑向相對雷達的小幅(相對于目標與雷達的徑向距離)非勻速運動或運動分量統(tǒng)稱為微動。按照Victor Chen教授和陳行勇博士的定義,彈頭類目標的進動、章動以及誘餌的擺動等都屬于微動?；趶椀缹?dǎo)彈微動特征的目標識別技術(shù)已經(jīng)成為當前研究熱點。

早在20世紀60年代,美國就開始研究彈頭類目標的進動特性。為驗證利用進動特征識別導(dǎo)彈目標的可行性,美國又于1990年3月和10月專門實施了兩次名為“Firefly”的飛行試驗,其結(jié)果證明了基于錐體目標進動特性識別彈頭和誘餌的可行性[11]?；谖犹卣鞯膹椀缹?dǎo)彈識別的關(guān)鍵在于微動參數(shù)的估計。目前,微動參數(shù)估計的方法主要有兩大類[5]:基于RCS的方法和基于微多普勒分析技術(shù)的方法。

一般情況下,進動、章動等周期性微動會引起目標RCS的周期性變化,據(jù)此人們提出了基于RCS的微動參數(shù)估計方法。這類方法主要有三種:第一種是基于RCS的時變特性來估計微動參數(shù),如陳行勇等[12]分析了目標RCS和姿態(tài)角的關(guān)系,使用進動錐體目標的RCS時間序列估計了目標進動參數(shù)和慣量比,劉維建等[13]首先對目標的RCS時間序列進行去噪預(yù)處理,再將AUTOC法的周期提取函數(shù)與AMDF法的周期提取函數(shù)的倒數(shù)相乘,把相鄰兩個極值點的時間間隔作為進動的周期估計;第二種是通過對目標RCS進行多項式擬合來獲得微動參數(shù),如劉永祥[6]使用多項式擬合和樣條擬合將RCS時間序列轉(zhuǎn)換成姿態(tài)角序列,從而估計進動角;第三種是利用常用目標的RCS估算公式估算彈頭類目標的RCS,從而估計微動參數(shù),如陳行勇等[14]利用截頭圓錐的RCS估算公式作為目標的模板信息,提出了一種彈頭類目標的章動周期、章動角以及慣量比的估計方法。上述三種方法各有優(yōu)缺點:由于彈頭姿態(tài)的單調(diào)變化有時并不會導(dǎo)致彈頭RCS的單調(diào)變化,因而會產(chǎn)生虛假周期,而這個周期的幅度又常常大于微動周期,因此第一種方法穩(wěn)健性和準確性都較差;第二種方法要求了解目標在各種姿態(tài)下的RCS特性,數(shù)據(jù)條件比較苛刻,實用性差且計算量大;第三種方法克服了前兩種方法的缺點,但需要了解彈頭類目標的形狀和幾何特性,這在實際中也很難做到,其適用性也存在著一些困難。

基于微多普勒分析技術(shù)的方法的關(guān)鍵和難點是微動建模和特征提取。Victor Chen教授[9]對加速、振動、旋轉(zhuǎn)、抖動等基本單微動形式進行了建模。張琳等[15]對振動、旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)和錐旋四種微動進行了建模。高紅衛(wèi)等[16]對誘餌的擺動進行了深入研究,建立了相應(yīng)的擺動模型。孫照強等[17]在微動建模時考慮了彈頭有翼和無翼的差別。其他文獻中的微動建?；径际窃谶@些模型基礎(chǔ)上的,如進動是自旋和錐旋的疊加,章動是進動加上波動。微動特征提取方法主要有四類:一是時頻分析技術(shù),如短時傅里葉變換[18]、Wigner-Ville分布、Gabor變換[19]、小波分析技術(shù)等;二是獨立成分分析技術(shù),典型的方法就是經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸?EMD)[20]和各種改進的EMD;三是匹配傅里葉變換技術(shù);四是參數(shù)搜索技術(shù)。此外也有學(xué)者對這類方法的工程問題進行了研究,孫照強等[21]研究了寬帶 LFM 的微多普勒,高紅衛(wèi)等[22]以錐旋調(diào)制產(chǎn)生的微多普勒為例,分別研究了與微多普勒相關(guān)的低頻與高頻、窄帶與寬帶、重返時間與照射時間、速度與加速度、相參性和分辨率等六個問題。

3.2 成像特征

高分辨雷達成像可以獲得目標的結(jié)構(gòu)細節(jié)特征,是彈道導(dǎo)彈識別的一個重要技術(shù)途徑。高分辨雷達成像包括利用發(fā)射寬帶波形獲得的高距離分辨率獲得的一維距離像、利用逆合成孔徑雷達(ISAR)得到的ISAR像、利用高距離分辨率和單脈沖測角功能獲得的三維(距離、方位角、俯仰角)高分辨像。

3.2.1 一維距離像

目標的一維距離像是指當徑向距離分辨率遠小于目標尺寸時,得到的目標多散射中心在雷達徑向距離軸上的投影分布圖?；诰嚯x像的識別方法主要包括兩大類:1)直接利用距離像的識別方法;2)基于各種不變特征的識別方法。

直接利用距離像的識別方法最基本的做法就是距離像匹配,即用未知目標的距離像特征矢量與模板庫中的各目標的模板距離像特征矢量進行相關(guān)。Li和Yang[23]首次提出了基于匹配度的距離像匹配識別方法,論證了直接將HRRP作為特征矢量的可行性。Hudson和Psalltis[24]提出了基于相關(guān)濾波法的目標識別方法,Huether等[25]也研究了采用模板匹配法對六類目標的HRRP數(shù)據(jù)進行分類。這類方法實現(xiàn)簡單,但由于一維距離像對目標姿態(tài)角變化敏感,因此需要建立大量的模板,計算量非常大,阻礙了這類方法走向?qū)嵱谩?/p>

為了克服直接利用距離像識別方法的缺點,最有效的途徑就是從一維距離像中提取各種不變特征,因而,人們提出了各種基于不變特征的識別方法。目前,不變的特征主要有FFT特征、高階譜變換特征[26]、小波變換特征[27]、Mellin變換特征[28]、Karhunen Loeve變換(KLT)特征[29]等。這類方法計算量小,且對目標的姿態(tài)不敏感,但這類方法的最大問題是變換后的特征往往沒有明確的物理意義。

盡管一維距離像的目標識別方法被認為是一種很有前途的方法,但也有學(xué)者認為距離像特征不適于目標識別。Augus和Rihaczek等[30]通過研究得出方位角每變化0.2°就需要用一個新的距離像來表征目標,因此,他們認為依靠距離像不能實現(xiàn)可靠的目標識別;劉永祥等[31]認為彈道目標一般比較小且結(jié)構(gòu)簡單,一維距離像攜帶信息少,不利于識別。

3.2.2 ISAR像

與一維距離像相比,ISAR像對于目標姿態(tài)變化是不敏感的,因此,基于ISAR像的彈道導(dǎo)彈識別是非常具有發(fā)展前景的目標識別方法之一。與SAR成像相比,ISAR成像的最大技術(shù)難點是運動補償,因此,在國內(nèi)外早期開展的ISAR研究主要集中在成像原理和運動補償方面。

國外對ISAR的研究起步較早,20世紀60年代,美國密歇根大學(xué)Willow Run實驗室開展了對旋轉(zhuǎn)目標的成像研究,邁出ISAR成像第一步[32]。70年代,C.C.Chen等[33]利用地面雷達對飛機目標進行了成像研究,對信號預(yù)處理、距離曲率、距離校準以及運動補償?shù)葐栴}作了分析和研究。出于保密的原因,國外在彈道導(dǎo)彈等非合作目標的ISAR成像方面的詳細研究成果較少見諸報道,但我們從一些零散的公開報道中還是可以看出,國外對ISAR的研究并沒有停留在成像原理和技術(shù)方面,而是擴展到彈道導(dǎo)彈等軍事敏感目標的ISAR成像研究中,并取得了很多的成果。Su May Hsu等[34]模擬再入彈頭的運動過程,從目標圖像中提取出了形狀、尺寸、運動等特征。Kevin等[35]和 Michael[36]從不同的側(cè)面研究了彈頭的二維成像問題。

與國外相比,國內(nèi)對ISAR技術(shù)的研究起步較晚。自1988年以來,哈工大、南航、西電等國內(nèi)幾個主要從事雷達研究的高校和研究所開展了ISAR技術(shù)的研究工作,并研制成功了ISAR,取得了滿意的實測ISAR圖像[37]。王洋等[38]和馮德軍[39]利用軌道運動引起的彈頭相對雷達視角變化來獲得橫向高分辨的原理研究彈頭的ISAR成像方法,認為彈頭在軌道飛行時彈上各點具有相同的速度,但這與實際情況不符。為此,王濤[5]提出了一種基于章動特性的中段彈頭ISAR成像方法。

近年來,各國對彈道導(dǎo)彈的ISAR成像研究已逐步展開。但由于彈道導(dǎo)彈目標尺寸小、成像時間短且伴隨有各種微動,成像難度很高,基于ISAR像的目標識別性能目前還沒有明確的結(jié)論,而且這方面的研究大多為仿真研究,尚未見到有對導(dǎo)彈類目標的實測數(shù)據(jù)成像的報道。要想使基于ISAR像的彈道導(dǎo)彈識別走上實用,還有許多工作要做。

3.2.3 三維像

對目標進行三維成像也是高分辨雷達目標識別的新興研究方向。目前,雷達目標三維成像主要有三種方法[6]:1)單脈沖偏軸測角成像;2)多天線干涉成像;3)合成空間孔徑成像。雖然在原理上三維成像并不復(fù)雜,但基于三維像的目標識別目前還處于探索之中,離走向?qū)嵱眠€有很長的路要走,需要解決的關(guān)鍵技術(shù)有目標質(zhì)心運動的補償問題、散射中心的估計問題以及不同姿態(tài)下散射中心的關(guān)聯(lián)問題。

3.3 極化特征

作為目標電磁散射特性的基本要素之一,目標極化特征的利用為解決彈道導(dǎo)彈識別問題提供了新的技術(shù)途徑。利用極化特征進行識別的思路有三類:一是直接利用極化矩陣中的元素;二是利用極化散射矩陣的不變量,如行列式值、功率矩陣跡、去極化系數(shù)、本征方向角和最大極化方向角等;三是利用目標特征極化態(tài),特定的雷達目標存在一組特征極化態(tài),在特征極化態(tài)下某一極化通道的接收功率為零,或者為最大值,可以組成交叉零功率極化、交叉最大功率極化、同極化零功率點和同極化最大功率點四種極化態(tài),這四種極化態(tài)可以作為目標識別用的特征信號[40]。

美國早在1970年前后就已經(jīng)證明極化信息的充分利用能夠有效提高彈頭的目標識別性能[41],但由于保密原因,其公開發(fā)表的論文甚少,而是將主要精力放在提高其彈道導(dǎo)彈防御雷達的極化測量能力方面,如NASA在 1999年左右成功研制出寬帶(300 MHz以上)X波段空中目標瞬時極化測量雷達,位于日本Nakagawa的Cobra雷達系統(tǒng)經(jīng)過改進具備了瞬時極化測量能力[42]。文獻[43—44]在具有彈頭類目標散射特性先驗信息的假定下,基于模板匹配思想提出了幾種彈頭類目標的極化識別問題。王濤[5]以彈道中段防御為背景,面向?qū)拵珮O化測量雷達,深入研究了運動目標的極化散射特性測量、有源假目標的極化鑒別和中段彈頭的極化域識別等基礎(chǔ)性問題和熱點問題。

前面的方法都是單獨利用極化特征來進行目標識別,極化特征目標識別發(fā)展的一個趨勢是與高分辨率特征進行融合識別。Steedly等[45]提出最有希望在目標識別方面取得突破的技術(shù)途徑就是將全極化技術(shù)與高分辨技術(shù)相結(jié)合。Huynen等專家[46]也強調(diào)高分辨條件下的目標極化特性的研究。文獻[47—48]闡述了幾種具體的高分辨技術(shù)與極化特征相結(jié)合的目標識別方法。

3.4 其他特征

除了上述三類主要特征以外,還有一些特征被用于彈道導(dǎo)彈識別。Foster[49]利用時間RCS序列的均值、標準差、直方圖、概率密度函數(shù)等特征對幾類彈頭目標進行了分類;文獻[50]對目標時間RCS序列進行頻譜分析,利用頻域特征對目標分類;酈蘇丹等[51]對彈道導(dǎo)彈大氣層外誘餌釋放過程進行了詳細地研究,提出了利用動量守恒區(qū)分彈頭和誘餌的方法;王曉博等[52]利用目標距離、高度、速度、加速度、仰角變化率和方位變化率對海面目標、導(dǎo)彈等四類目標進行了分類識別;董洪樂等[53]利用軌跡特征即最小矢徑對導(dǎo)彈和衛(wèi)星進行了分類識別;文獻[54—55]對再入段的質(zhì)阻比特征進行了研究;文獻[56]指出反導(dǎo)系統(tǒng)對于來襲彈道導(dǎo)彈彈道中段及再入段的識別可以用微波雷達技術(shù)、也可用光學(xué)技術(shù);劉濤等[57]分析了基于天基紅外傳感器的彈道中段目標紅外識別方法,論述了中段目標溫度、平均溫度變化率、譜分布、姿態(tài)運動和輻射方向圖等特征提取方法,提出了中段目標光學(xué)多傳感器融合識別策略。

4 總結(jié)與展望

4.1 展望

彈道導(dǎo)彈識別是反導(dǎo)系統(tǒng)中必不可少的一環(huán),從某種意義上決定著反導(dǎo)系統(tǒng)的成敗,受到國內(nèi)外科研工作者廣泛的關(guān)注。總結(jié)前人的工作可以看出,彈道導(dǎo)彈識別呈現(xiàn)以下幾點發(fā)展趨勢:

1)寬帶識別方法已成主流

雷達是反導(dǎo)系統(tǒng)中的主要傳感器,隨著雷達技術(shù)的不斷發(fā)展,寬帶測量雷達相繼問世,對彈道導(dǎo)彈目標的特征測量能力不斷提高?；趯拵С上?一維像、二維像甚至三維像)的彈道導(dǎo)彈識別方法已成為主流。

2)微動特征識別成為熱點

彈道導(dǎo)彈彈頭形狀簡單,并且采取了先進的隱身措施,寬帶高分辨像的作用可能得不到期望的效果。而基于進動、章動和翻滾等微運動特征的微多普勒提取技術(shù)已表現(xiàn)出巨大的識別潛力,正成為彈道導(dǎo)彈識別研究的熱點。

3)多傳感器組網(wǎng)識別理念的運用

目前已有的識別算法大多都是基于單傳感器單特征的,然而一個典型的反導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)往往包括多個傳感器,如天基紅外系統(tǒng)、遠程預(yù)警雷達、GBR雷達以及火控雷達等,運用多傳感器組網(wǎng)識別理念,優(yōu)化不同傳感器之間的識別資源,進行組網(wǎng)協(xié)同識別是彈道導(dǎo)彈識別未來發(fā)展的方向,必須深入研究。

4.2 建議

隨著彈道導(dǎo)彈突防技術(shù)的不斷發(fā)展,其目標識別面臨著新的問題和挑戰(zhàn)。為了使目標識別技術(shù)在與彈道導(dǎo)彈突防對抗中實現(xiàn)螺旋式上升,作者提出以下幾點建議,與相關(guān)研究人員共商。

1)基礎(chǔ)和共性研究勢在必行

與其他目標識別一樣,彈道導(dǎo)彈識別也包括數(shù)據(jù)獲取、特征提取、目標分類、識別評估等幾個步驟。彈道導(dǎo)彈目標數(shù)據(jù)庫的建立、各種特征提取方法以及目標分類方法的開發(fā)、試驗評估實驗室的建立等基礎(chǔ)和共性問題必須統(tǒng)籌規(guī)劃,加快研究,避免重復(fù)。

2)目標特性的深化理解

彈道導(dǎo)彈目標特性的正確理解對于其目標識別來說至關(guān)重要。一方面,隨著各種突防技術(shù)的不斷發(fā)展,彈道導(dǎo)彈目標特性在不斷變化,如由單一目標向群目標發(fā)展,增加了識別難度;另一方面,在不同環(huán)境下,用不同的傳感器觀測,彈道導(dǎo)彈目標信息的表現(xiàn)形式即目標特性也各不相同。因此,必須用一體化的思維研究彈道導(dǎo)彈目標與環(huán)境、傳感器以及信息表現(xiàn)形式之間的關(guān)系,深化理解彈道導(dǎo)彈的目標特性。

3)實際數(shù)據(jù)驗證和識別算法評估

彈道導(dǎo)彈識別發(fā)展到今天,各種算法層出不窮,然而受實驗數(shù)據(jù)的限制,大多數(shù)算法都是通過仿真數(shù)據(jù)驗證的,識別有效性與可靠性難以保證,同時關(guān)于這些算法的評估研究也比較初步。因此,實際數(shù)據(jù)的收集、基于實際數(shù)據(jù)的算法驗證以及如何對已有的算法進行評估,構(gòu)造完備、合理、可操作性強的評估指標體系,值得深入研究。

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