中国战斗机信息融合与传感器技术发展.docx
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1、中国战斗机信息融合与传感器技术发展在未来的战争中,制信息权的争夺将在很大程度上越来越取决和依赖于各类传感器设备。因此,各种面向复杂应用背景的军用多传感器信息系统也随之大量涌现,战场指挥官和战斗人员所获得的信息将不再来自于单个传感器,而是;于多个传感器,并呈现出多种表现形式。因此,从20世纪70年代起,一门新兴的学科-多传感器信息融合技术迅速发展起来。信息融合技术在诞生后短短的几十年里得到了快速发展,在现代C3I(指挥、控制、通信和情报)系统、各种武器平台上以及民用领域中得到广泛应用。一、信息融合的定义和研究范围早在20世纪70年代,基于多传感器信息综合含义的概念或名词开始出现于一些公开出版的技
2、术文献中。在其后的较长一个时期,人们普遍使用数据融合这一概念。但从20世纪90年代开始,信息融合的概念逐渐得到广泛使用。1.信息融合的定义目前,在军事领域一般把信息融合定义为:一个利用计算机技术对按时序获得的多个传感器的观测信息,按照一定的准则进行检测、互联、相关、估计和组合的自动分析、优化综合的信息处理过程,其目的是为了获得更准确的状态和身份估计,以及完整而及时的战场态势和威胁估计。可以着重从以下三个方面理解这个定义:第一,信息融合是一个利用计算机技术进行自动信息处理的过程,没有计算机技术的应用就不可能有信息融合;第二,信息融合是一种多层次的、多方面的信息处理过程,它涉及到信息检测、互联、相
3、关、估计和组合的方方面面,它是一种在多个层次上实现对多源信息处理的过程,而每一个层次都表示了不同级别的信息抽象;第三,信息融合的功能和结果既包括在较低层次上的状态和身份估计,还包括在较高层次上的整个战场态势估计和威胁估计。从这一定义可以看出,计算机技术是信息融合的基础,多源信息是信息融合的加工对象,协调优化和综合处理是信息融合的核心。2.信息融合的研究范围信息融合技术是为了解决由于同一个系统使用多个传感器或多个系统使用多个传感器问题的一种信息处理技术,因此信息融合的研究范围主要是多传感器系统,包括对多种目标的探测、识别和跟踪,以及战场监视、态势和威胁评估、决策支持等,主要集中在军事领域。作为一
4、种信息综合和处理技术,信息融合实际上是许多传统学科和新技术相结合的一个边缘新兴学科,它包括了通信、信号处理、模式识别、估计理论、决策论、计算机科学、人工智能和神经网络等众多学科和技术领域的内容。因此,信息融合就是将来自多传感器或多源的信息进行综合处理,从而得到更为准确、可靠的结论,以达到更好地了解对象的目的。二、信息融合的基本功能通常,人在处理问题时,总是用各种感官(眼、耳、鼻等)去感受信息,然后根据知识和经验并按其习惯的思路对信息进行处理,以提出解决问题的方案。在信息融合系统中,感官就是系统的各种传感器,经验相当于统计学中的先验知识,思路便是人们常说的模型、算法,根据多传感器信息进行综合、分
5、析、判断,这就是信息融合。人脑信息处理和信息融合处理过程对比如图1所示。由此可见,多传感器信息融合的基本功能与人脑信息融合的基本功能是类似的。多传感器信息融合就是充分利用多个传感器资源,通过对这些传感器及其观测信息的合理调配,把多个传感器在空间或时间上的冗余或补充信息依据某种准则来进行综合,以获取对被测对象全面正确的解释或描述。三、信息融合在军事的应用及其特点信息融合在军事上的应用绝大部分是在敌对的现实世界中进行的。在敌对的现实世界里,被观测目标的运动状态基本上是未知的、难以预测的或不易确定的,它与传感器系统之间的关系是敌对的、不合作的,它会利用速度快、机动性强的优势躲避传感器的探测,甚至干扰
6、传感器的探测或发送虚假信息,传感器获得的信息可能是不连续的、间断的,数据率也基本上是不固定的。被观测目标的这些特点对信息融合系统提出了较高的要求,如系统要有可变的响应特性,快速、精确的信息处理能力,必要时还要求人工干预等。近些年来,随着现代科学技术的发展,军事斗争领域不断出现新情况、新特点,同时,也进一步促进了信息融合在军事领域的发展和应用,这些新特点主要有:一是信息化军事装备的大量应用。近20年来,世界各主要军事大国的军事装备信息化的步伐明显加快,如通信卫星、全球定位系统、各种类型的数据链、预警机、网络化的指挥通信系统等一大批信息化装备投入使用,这在客观上就对信息融合技术提出了很高的要求,即
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