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论述信息融合在现代海战应用中存在的问题(2)

来源:学术堂 作者:周老师
发布于:2016-03-01 共5042字

  2)参战兵力多元。

  为满足作战空间增大带来的信息获取和作战任务需求,参战兵力数量、种类都在不断增加,主要包括担负攻击、侦查和支援的各型水面舰艇、潜艇、航空兵部队,必要时还包括执行特种作战任务的特种部队。这些参战兵力特点各异,在担负不同作战任务中发挥着各自的优势。参战兵力的多元化满足多元作战任务的同时,也使现代海战变得愈加复杂,随之而来必然出现诸如兵力优化配置、兵力协同作战、信息的集中处理和分发、信息的互联互通等一系列问题处理难度的加大。其中多源信息集中处理以及信息的互联互通显得尤为重要,这是保障参战兵力有效协同作战的基础3)作战样式复杂。

  作战样式是由作战任务确定的,不同的作战任务会进行不同的兵力配置以及不同的战术选择。海军合同战斗作战基本样式包括进攻海上战斗舰艇编队战斗、海上护航战斗、登陆战斗、海军驻泊地域防御战斗四类,这些基本战斗样式可能是某一战役的组成部分,如夺取制海权战役。也可能发生在舰队的日常战斗活动中,如打击袭扰我护航编队的敌战斗舰艇编队。由于在现代海战中对作战样式的选择灵活多变,需要根据不同作战样式特有的作战特点,提供侧重点不同的信息做保障。如海上护航战斗,由于护航编队队形庞大,被保护舰船往往航速较低、航行时间较长,就需要预先天气海况信息以及长时间空中侦察信息保障,考虑到大型编队隐蔽性较差的特点,极易成为敌空袭目标,所以应更多考虑加强对空中目标的侦查预警。

  3.2技术增量研究。

  为了应对现代海战中的特点,保障作战中全方位信息完整的接收,几乎所有类型的传感器都加入到现代海战中,包括雷达、红外传感器、声呐、电子支援措施(ESM)、敌我识别(IFF)、侦查卫星以及无人机。通过多源信息收集,极大降低敌方干扰,保障了指挥员对全局战场态势的掌握。

  获取信息优势是取得现代海战胜利的最重要因素和先决条件,多源信息融合技术则能够最大限度地发挥信息在战争中所起的作用。多源信息融合丰富了战场信息要素、提高了信息质量,为指挥员的决策判断提供了可靠的依据,为海军在作战中获取信息优势提供了有力保障。多源信息融合已经成为应对现代海战中信息多样性和复杂性的最佳手段。相比单传感器提供信息,多源信息融合在现代海战中具备以下优势。

  1)扩展了空间、时间覆盖范围。通过多个交叠覆盖的传感器作用区域,一些传感器可以探测到其他传感器无法探测的地方,扩大了空间覆盖范围。当某传感器无法工作时,另一些传感器可以担负检测、测量目标的任务,即提高了时间监视范围。

  2)改善了探测性能。在使用同类传感器跟踪同一个目标时,信息融合能有效改善对目标位置和速度的估计,即通过一种最佳的方式来综合数据,从而获得统计意义上的效益。

  3)丰富了探测目标方式。通过协调两个测量目标方位角的传感器,用三角定位法就能推断出目标的位置。使其中一个按照已知的方式相对于另一个运动,则可以测量出目标相对于观测传感器的位置和速度。

  4)提高了观察目标能力。不同传感器具备对某一种目标或者目标的某些属性的探测优势,将这些优势有效联系起来,将极大提高对目标的观察能力。例如雷达可精确确定目标的距离,但确定目标方位角的能力有限。而红外成像传感器能够精确地确定目标的方位角,但不能测量距离。那么两个传感器提供的信息进行有效关联,就能减少观测的误差。

  4多源信息融合技术发展趋势。

  现代海战中多方面复杂因素为海战中信息融合技术的应用提出了新的挑战。面对这些挑战,我们应当从改善指挥信息系统中目标信息质量和提高辅助指挥员决策能力这两个方面入手,对信息融合在实际应用中遇到的重难点问题进行集中深入的分析,使信息融合技术更好地依托指挥信息系统为指挥员和作战部队服务。目前信息融合在应用中急待解决的问题主要有以下几个方面:

  1)一体化指挥平台上的局部和综合态势显示,在实际应用中普遍存在更新不及时,局部态势线条过密无法避让,目标标号混乱、标记不全等态势界面不清晰不简洁问题。造成这种态势显示不清问题的主要是数据关联和点迹融合技术还不成熟,对于唯一关联分配中的两类模糊、真假目标点识别,以及非唯一关联分配等问题研究还不深刻。

  2)战场态势信息直接为指挥员的作战决策服务,应当综合考虑众多类型信息源。目前一体化指挥平台态势融合方面主要是对作战平台上传的目标信息位置和航迹进行融合,并未融入技侦、人工情报、开源情报及其他战略战役平台(卫星、预警机等)遥感信息等非实时信息。由于此类融合跨越信息域和知识域,在解决难度上较大。

  3)信息融合仿真、评估技术缺乏。目前,信息融合对作战活动的支持效能指标体系及分级计算模型有各种定义,主要用于具体应用问题加以确定,尚未建立统一的信息融合性能和效能指标体系,信息融合性能评估问题。即验证融合的准确性、可靠性,发现影响系统准确性和可靠性的因素,从根本上加以解决。

  4)威胁估计方法和技术上很不完善。威胁估计在概念上来源于预测态势对作战活动的影响,因此威胁估计跨越感知域和作战域,与作战意图和作战效果相联系。在实际应用中,威胁估计要解决威胁对象、威胁区域、威胁时间和威胁等级估计等问题。因此威胁估计涉及大量关键技术,如威胁要素的模糊表示、威胁效果评估模型的设计等。

  5)其他有待解决的问题。包括机动目标跟踪易丢失目标问题,多源频谱图像配准、特征关联、目标提取和目标识别问题,异类传感器信号融合目标检测的实际应用问题等[1].

  5结语。

  信息融合能够有效应对现代海战中信息的多样性和复杂性特点,通过增强对大量信息的分析整合能力并建立合理的融合模型,能够改善整个作战体系中信息的质量和实效性,为作战部队和作战单元提供准确的目标信息和目标指示,更为指挥员指挥决策提供有力的支持。我海军应加大信息融合理论和应用研究力度,着重在指挥信息系统的信息融合应用方面加以突破,为适应未来更加复杂的海战环境,保障海战指挥快速高效运行奠定基础。

  参 考 文 献

  [1]赵宗贵,熊朝华,王珂,等。信息融合概念、方法与应用[M].北京:国防工业出版社,2012:1-5,12-18.ZHAO Zonggui,XIONG Zhaohua,WANG Ke,et al.Conceptions,Methods and Applications on InformationFusion[M].Beijing:National Defence Industry Press,2012:1-5,12-18.

  [2]何友,王国宏,关欣,等。信息融合理论及应用[M].北京:电子工业出版社,2010:11-15.HE You,WANG Guohong,GUAN Xin,et al.Infor-mation Fusion Theory With Applications[M].Beijing:Electronic Industry Press,2010:11-15.

  [3]任连生。基于信息系统的体系作战能力概论[M].北京:军事科学出版社,2011:34-36,89-95.REN Liansheng.Studies on Capability of Information-System-Based Operations[M].Beijing:Military Aca-demic Press,2011:34-36,89-95.

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