目标探测与识别技术课件.ppt

第第1章章 绪绪 论论123 3.目标探测与识别技术的地位与定义目标探测与识别技术的地位与定义.引信目标探测与识别技术的军事需求引信目标探测与识别技术的军事需求.目标探测与识别技术对引信发展的意义目标探测与识别技术对引信发展的意义返回1.1 目标探测与识别技术的地位与定义目标探测与识别技术的地位与定义目标探测与识别是一门综合多学科的应用技术目标探测与识别是一门综合多学科的应用技术,它涉及的学科领域有传感它涉及的学科领域有传感器技术、测试技术、激光技术、毫米波技术、红外技术、近代物理学、器技术、测试技术、激光技术、毫米波技术、红外技术、近代物理学、固态电子学、人工智能技术、海陆空武器系统、引信技术等它的主要固态电子学、人工智能技术、海陆空武器系统、引信技术等它的主要目的是采用非接触的方法探测固定或移动的目标目的是采用非接触的方法探测固定或移动的目标,通过识别技术通过识别技术,完成对受完成对受控对象的控制任务例如控对象的控制任务例如:在公路上行驶的汽车在公路上行驶的汽车,遇到浓雾天气遇到浓雾天气,在行驶过在行驶过程中为了避免追尾程中为了避免追尾,汽车工程师在汽车前端设计安装一种定距探测装置汽车工程师在汽车前端设计安装一种定距探测装置,根根据探测到的两车距离控制行车速度据探测到的两车距离控制行车速度,从而避免汽车追尾事故的发生。

另外从而避免汽车追尾事故的发生另外,在精确打击武器系统中在精确打击武器系统中,快速探测到被攻击的目标快速探测到被攻击的目标,根据目标的特性决定攻根据目标的特性决定攻击时刻、攻击位置也是十分重要的击时刻、攻击位置也是十分重要的下一页返回1.1 目标探测与识别技术的地位与定义目标探测与识别技术的地位与定义近十几年近十几年,随着现代科学技术的飞速发展随着现代科学技术的飞速发展,目标探测与识别技术发生了日新目标探测与识别技术发生了日新月异的变化月异的变化,在工业、农业在工业、农业,特别是军事斗争的需求牵引下特别是军事斗争的需求牵引下,毫米波探测、毫米波探测、激光定距探测、主被动声探测、磁探测、地震动探测等都有了极大的技激光定距探测、主被动声探测、磁探测、地震动探测等都有了极大的技术进步在现代武器中术进步在现代武器中,为了达到最佳作用效能为了达到最佳作用效能,需要引信实时判断弹体本需要引信实时判断弹体本身或弹目相对位置身或弹目相对位置,甚至对目标进行识别甚至对目标进行识别,对引信提出了更高的要求对引信提出了更高的要求,因而因而引信目标探测与识别具有重要的意义引信目标探测与识别具有重要的意义引信目标探测与识别没有严格的定义引信目标探测与识别没有严格的定义,根据引信的需要和用途根据引信的需要和用途,给出如下定给出如下定义。

义引信目标探测与识别是指引信通过对固定或移动目标进行非接触测量引信目标探测与识别是指引信通过对固定或移动目标进行非接触测量,测测量的信号包含距离、位置、方位角或高度信息等量的信号包含距离、位置、方位角或高度信息等,测量到的信号经过设计测量到的信号经过设计的识别方法能正确地给出相关的信息的识别方法能正确地给出相关的信息,为引信的起爆控制策略提供输入参为引信的起爆控制策略提供输入参数以上过程中所采用的技术统称为引信目标探测与识别技术以上过程中所采用的技术统称为引信目标探测与识别技术上一页返回1.2 引信目标探测与识别技术的军事需求引信目标探测与识别技术的军事需求1.2.1 高新技术弹药发展的需求高新技术弹药发展的需求自自1991年年1月月17日开始的历经日开始的历经42天的海湾战争天的海湾战争,是以美国为首的多国部队是以美国为首的多国部队同与之军事实力相差极为悬殊的伊拉克之间的战争同与之军事实力相差极为悬殊的伊拉克之间的战争,是一场现代技术条件是一场现代技术条件下陆、海、空、天、电磁环境五维一体的各种高新技术武器的综合较量下陆、海、空、天、电磁环境五维一体的各种高新技术武器的综合较量美国依靠高新技术美国依靠高新技术,在在38天的空中轰炸期间天的空中轰炸期间,摧毁了伊拉克近摧毁了伊拉克近50%的军事的军事实力实力,在随后的在随后的4天地面战争中天地面战争中,打垮了伊军部署在前线打垮了伊军部署在前线43个师中约个师中约37个师个师的作战能力。

此次战争使伊军前线的的作战能力此次战争使伊军前线的4280辆坦克损失了辆坦克损失了2000多辆多辆,2880辆装甲车损失了辆装甲车损失了1500辆辆,基本上摧毁了伊军前线部队的军事实力基本上摧毁了伊军前线部队的军事实力下一页返回1.2 引信目标探测与识别技术的军事需求引信目标探测与识别技术的军事需求在在1999年年3月月24日至日至6月月10日发生的科索沃战争中日发生的科索沃战争中,以美国为首的北约采以美国为首的北约采用大规模空袭为作战方式用大规模空袭为作战方式,凭借占绝对优势的空中力量和高技术武器凭借占绝对优势的空中力量和高技术武器,对南对南联盟的军事目标和基础设施进行了连续联盟的军事目标和基础设施进行了连续78天的轰炸天的轰炸,造成了造成了1800人死亡人死亡,6000多人受伤多人受伤,12条铁路被毁条铁路被毁,50座桥梁被炸座桥梁被炸,20所医院被毁所医院被毁,40%的油库的油库和和30%的广播电视台受到破坏的广播电视台受到破坏,是是20世纪末一场重要的高技术局部战争世纪末一场重要的高技术局部战争战争中大量使用了精确制导武器战争中大量使用了精确制导武器,使弹药的命中精度与毁伤效果有了使弹药的命中精度与毁伤效果有了“质质”的飞跃。

的飞跃所谓高新技术弹药所谓高新技术弹药,指的就是采用了末端制导技术、末端敏感技术、弹道指的就是采用了末端制导技术、末端敏感技术、弹道修正技术等目标探测与识别技术修正技术等目标探测与识别技术,具有精确打击能力的弹药具有精确打击能力的弹药,此类弹药具备此类弹药具备一定的目标探测功能一定的目标探测功能上一页 下一页返回1.2 引信目标探测与识别技术的军事需求引信目标探测与识别技术的军事需求图图1-1给出了常用的目标探测工作方式给出了常用的目标探测工作方式,其中末制导技术根据制导的方式其中末制导技术根据制导的方式不同不同,分别可使用可见光、红外、毫米波、声、静电等探测技术通过目分别可使用可见光、红外、毫米波、声、静电等探测技术通过目标识别标识别,控制弹丸跟踪、命中目标目前正在发展和实际采用的制导方式控制弹丸跟踪、命中目标目前正在发展和实际采用的制导方式有自主式制导系统、遥控制导系统、寻的制导系统和复合制导系统有自主式制导系统、遥控制导系统、寻的制导系统和复合制导系统,其中其中20世纪世纪80年代装备部队并在战场上使用的主要产品有美国的年代装备部队并在战场上使用的主要产品有美国的M712Copperhead“铜斑蛇铜斑蛇”激光制导炮弹和苏联激光制导炮弹和苏联/俄罗斯的俄罗斯的“红土地红土地”2K25式激光末制导炮弹系统。

式激光末制导炮弹系统1.2.2“新三打三防新三打三防”战术发展的需求战术发展的需求随着国际形势发生变化随着国际形势发生变化,中国人民解放军在中国人民解放军在20世纪世纪90年代末提出了年代末提出了“新三新三打三防打三防”为内容的军事训练科目为内容的军事训练科目所谓所谓“新三打新三打”,就是指打武装直升机、打巡航导弹、打隐形飞机就是指打武装直升机、打巡航导弹、打隐形飞机上一页 下一页返回1.2 引信目标探测与识别技术的军事需求引信目标探测与识别技术的军事需求武装直升机是配有机载武器和火控系统武装直升机是配有机载武器和火控系统,用于空战或对地面、水面或水下用于空战或对地面、水面或水下目标实施空中攻击的直升机的统称目标实施空中攻击的直升机的统称,包括各种攻击直升机、歼击直升机以包括各种攻击直升机、歼击直升机以及装有机载武器和火控系统的其他直升机及装有机载武器和火控系统的其他直升机,如美国的如美国的“阿帕奇阿帕奇”攻击直升攻击直升机、俄罗斯的机、俄罗斯的“蜗牛蜗牛”反潜直升机、法国的反潜直升机、法国的“黑豹黑豹”攻击攻击/空战直升机、空战直升机、印度的印度的“印度豹印度豹”攻击直升机等武装直升机具有低空突防、防空雷达攻击直升机等。

武装直升机具有低空突防、防空雷达难于探测的优点难于探测的优点,因而在现代战争中发挥出日益重要的作用例如因而在现代战争中发挥出日益重要的作用例如,2003年年4月月20日美英联军对伊拉克战争中日美英联军对伊拉克战争中,武装直升机起到了对地面控制的关武装直升机起到了对地面控制的关键作用键作用,迫使伊拉克士兵只能分散作战迫使伊拉克士兵只能分散作战,不能形成大规模的战役决战在这不能形成大规模的战役决战在这种非线性、不对称战争中种非线性、不对称战争中,传统的防空武器面临巨大的挑战传统的防空武器面临巨大的挑战上一页 下一页返回1.2 引信目标探测与识别技术的军事需求引信目标探测与识别技术的军事需求为对抗武装直升机对地面设施和人员带来的威胁为对抗武装直升机对地面设施和人员带来的威胁,智能雷弹突破传统的观智能雷弹突破传统的观念向空中拓展念向空中拓展,主要作用是摧毁敌方超低空飞行的直升机主要作用是摧毁敌方超低空飞行的直升机,或利用密集布置或利用密集布置的智能雷弹迫使敌机高飞的智能雷弹迫使敌机高飞,从而使其暴露于其他防空武器的火力之中智从而使其暴露于其他防空武器的火力之中智能雷弹如能雷弹如图图1-2所示所示,其声传感器可探测其声传感器可探测1000m 左右直升机螺旋桨产生的左右直升机螺旋桨产生的噪声。

一旦分析出这种信号噪声一旦分析出这种信号,雷弹锁定其频率雷弹锁定其频率,当信号或噪声增加到一定水当信号或噪声增加到一定水平时平时,第二个探测系统第二个探测系统(红外或地震动红外或地震动)开始工作开始工作,它能探测到直升机的接近它能探测到直升机的接近距离或敏感到直升机主旋桨下降气流产生的大气压力变化距离或敏感到直升机主旋桨下降气流产生的大气压力变化,一旦到达预定一旦到达预定的距离或压力变化时的距离或压力变化时,雷弹可被弹射到一定的高度并爆炸雷弹可被弹射到一定的高度并爆炸,毁伤直升机声毁伤直升机声和红外的复合探测技术也可以用于攻击巡航导弹和红外的复合探测技术也可以用于攻击巡航导弹上一页 下一页返回1.2 引信目标探测与识别技术的军事需求引信目标探测与识别技术的军事需求,从而在战时和平时都可以迅速、准确、全面掌握地方的情况从而在战时和平时都可以迅速、准确、全面掌握地方的情况,为实时采取为实时采取相应的对策提供依据在防侦察方面相应的对策提供依据在防侦察方面,随着传感器的发展和信息革命的到随着传感器的发展和信息革命的到来来,侦察信息的获取和处理已进入一个全新的时期侦察信息的获取和处理已进入一个全新的时期,如无人值守传感器系统如无人值守传感器系统(UGS)就是各国正在发展的防侦察、对地面目标探测、对战场监视的手就是各国正在发展的防侦察、对地面目标探测、对战场监视的手段之一。

作为对空中目标探测以及区域入侵报警的装备段之一作为对空中目标探测以及区域入侵报警的装备,它一般设置在地它一般设置在地面上面上,通过多种传感器自动收集远距离目标的信息而无须人工干预通过多种传感器自动收集远距离目标的信息而无须人工干预,并与控并与控制中心通信制中心通信,具有极好的抗干扰性和保密特性多传感器探测与控制网络具有极好的抗干扰性和保密特性多传感器探测与控制网络系统的功能结构如系统的功能结构如图图1-3所示所示,地震动地震动/声传感器和红外复合探测入侵信息声传感器和红外复合探测入侵信息,通过基本模块及处理电路把信息通过天线发向指挥系统通过基本模块及处理电路把信息通过天线发向指挥系统上一页 下一页返回1.2 引信目标探测与识别技术的军事需求引信目标探测与识别技术的军事需求在战场侦察方面在战场侦察方面,美国正在开展灵巧灰尘美国正在开展灵巧灰尘(SmartDust)的研究的研究,灵巧灰尘是灵巧灰尘是使用使用MEMS技术把大量的传感器与相关电路微型化技术把大量的传感。