王利華 徐忠富 石 川 賀正求

（中國(guó)洛陽(yáng)電子裝備試驗(yàn)中心 洛陽(yáng) 471003）

基于多譜段信息的平臺(tái)目標(biāo)圖示化描述方法?

王利華 徐忠富 石 川 賀正求

（中國(guó)洛陽(yáng)電子裝備試驗(yàn)中心 洛陽(yáng) 471003）

一般平臺(tái)目標(biāo)信息是通過表示其所配置的電子設(shè)備及這些設(shè)備的一些參數(shù)來進(jìn)行描述的。論文提出了一種基于多譜段信息的一種新的描述方法，將觀測(cè)所得到的各種數(shù)據(jù)參數(shù)放在統(tǒng)一的多譜段框架下進(jìn)行描述，并且將其繪制成彩色圖譜。利用這種描述方法可以很好地對(duì)平臺(tái)目標(biāo)的信息進(jìn)行描述和分析。

多譜段信息；平臺(tái)目標(biāo)識(shí)別；彩色圖譜

1 引言

提起平臺(tái)目標(biāo)的信息，在電磁領(lǐng)域，很自然地會(huì)想到它所配屬的電子設(shè)備，及這些設(shè)備各自的一些參數(shù)信息，向外擴(kuò)展一些還包括它的紅外特性、可見光特性等等。對(duì)于一般的偵察來講輻射源特征和紅外特征就構(gòu)成了平臺(tái)目標(biāo)的基本特征信息［1～7］。一般對(duì)于平臺(tái)目標(biāo)的識(shí)別是基于對(duì)輻射源識(shí)別的基礎(chǔ)上進(jìn)行的［8～14］，識(shí)別過程如圖1：雖然這些特征信息一般是通過獨(dú)立的偵察得到，但是這些特征并不是毫無關(guān)聯(lián)的，考慮可以在一個(gè)統(tǒng)一的框架下考慮平臺(tái)目標(biāo)信息的描述。

盡管上述三個(gè)特征的工作頻段并不完全重合，但工作頻段可以成為描述平臺(tái)目標(biāo)信息的一個(gè)基礎(chǔ)參數(shù)——將其他參數(shù)在它的基礎(chǔ)上進(jìn)行討論?？紤]將所研究平臺(tái)目標(biāo)的常用頻段劃分為若干區(qū)間，在這些區(qū)間上分別表示其余的參數(shù)，這樣就將以往分開考慮的特征信息綜合在一起進(jìn)行考慮?；诙嘧V段信息的平臺(tái)目標(biāo)識(shí)別的識(shí)別過程則簡(jiǎn)單的多，如圖2：這就牽扯到多譜段信息的概念。

2 多譜段信息的概念

首先介紹一下多頻譜的概念，多頻譜的概念最初是在紅外光譜學(xué)中提出的，其指的是利用多通道紅外光譜技術(shù)進(jìn)行紅外探測(cè)定位，這種技術(shù)被稱為多頻譜技術(shù)，亦稱多光譜技術(shù)［15～16］?，F(xiàn)在這個(gè)概念已經(jīng)被拓寬了，多頻譜不僅僅包括紅外波段還包括HF～Ka波段及可見光波段，多頻譜技術(shù)指的是多種頻段的聯(lián)合探測(cè)技術(shù)。因?yàn)楸疚牡难芯恐魇且贖F～Ka頻段上進(jìn)行的，為區(qū)別于廣義上的多頻譜信息取名為多譜段信息。

不同頻段的頻譜有著不同的特性：傳播時(shí)損耗最低的是微波，因此微波的作用距離遠(yuǎn)，有良好的全天候能力；微波和毫米波具有良好的穿透戰(zhàn)場(chǎng)煙霧的能力，而紅外和可見光很差；而從分辨率來看，可見光和紅外有良好的角分辨率，易于獲得高清晰度的目標(biāo)外形圖像，微波角分辨率差，對(duì)目標(biāo)成像較困難，毫米波則介于兩者之間。利用這些不同頻段的不同特性和優(yōu)點(diǎn)可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行有效地探測(cè)、定位。

不同類別的平臺(tái)的任務(wù)不同，其所配屬的電子設(shè)備也不盡相同，因此這些平臺(tái)所輻射的電磁波的特征參數(shù)也會(huì)有所差異，這正是我們利用多頻譜信息進(jìn)行分類識(shí)別的基礎(chǔ)。

3 基于多譜段信息的平臺(tái)目標(biāo)信息描述

3.1 多譜段信息的建模

傳統(tǒng)的對(duì)輻射源特征信息進(jìn)行描述常用的參數(shù)有：載頻RF，脈寬PW ，脈內(nèi)特征PRI，脈沖相對(duì)到達(dá)時(shí)間DTOA，脈內(nèi)調(diào)制信息MOP等等。傳統(tǒng)的輻射源特征表述技術(shù)即是利用上述5種參數(shù)表述輻射源的信號(hào)特征，其特征分類基于的是統(tǒng)計(jì)特征，即對(duì)一段時(shí)間內(nèi)參數(shù)的數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，給出其統(tǒng)計(jì)規(guī)律。傳統(tǒng)的對(duì)平臺(tái)特征信息進(jìn)行描述是在對(duì)其配屬的輻射源信息描述的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，即通過其配屬的輻射源信息及這些輻射源自身的信息來描述此平臺(tái)的信息。

本文提出一種新的平臺(tái)特征信息描述方法，此方法可以看作是傳統(tǒng)輻射源特征信息描述方法的推廣，該方法直接使用輻射源特征信息描述方法中使用的參數(shù)，畫出平臺(tái)信息的“彩色譜圖”，相比傳統(tǒng)的輻射源特征信息描述方法更形象直觀，相比傳統(tǒng)的平臺(tái)特征信息描述方法步驟更簡(jiǎn)潔易于操作實(shí)現(xiàn)。本方法用到的識(shí)別參數(shù)有四個(gè)，分別是：載頻RF、脈寬PW、脈內(nèi)調(diào)制信息MOP和功率。具體實(shí)施方法如下：

1）將平臺(tái)常用頻段分為k個(gè)區(qū)間，記為 f1～fk。

2）對(duì)于脈寬和功率我們需要在各個(gè)小的頻段內(nèi)測(cè)量它們的值，而后在相應(yīng)的頻段上以功率為幅度，以脈內(nèi)調(diào)制信息和脈寬為“顏料”畫出它們的“彩色譜圖”。用它來描述平臺(tái)目標(biāo)信息。

3.2 彩色圖譜

在3.1節(jié)中我們提出彩色圖譜的概念，目的是為了使提取的數(shù)據(jù)看起來更直觀更形象，有利于進(jìn)行判斷。

彩色圖譜的繪制主要包含三個(gè)步驟：

1）獲取數(shù)據(jù)。

2）將各個(gè)小頻段內(nèi)信號(hào)的功率作為彩色圖譜的幅度。

3）將各個(gè)小頻段內(nèi)信號(hào)的脈內(nèi)信息和脈寬信息經(jīng)過處理后轉(zhuǎn)換成色彩顯示在對(duì)應(yīng)的頻段上。

處理步驟主要是：

1）我們將脈寬的大小范圍分為m個(gè)范圍區(qū)間（區(qū)間大小可以不同），用m位二進(jìn)制數(shù)分別代表各個(gè)區(qū)間，如果某小頻段內(nèi)收到的脈沖其寬度有屬于某區(qū)間的則該區(qū)間對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)記為1，否則記為0，這樣我們可以得到該區(qū)間的脈寬數(shù)據(jù)。

2）類似脈寬的處理方法，我們用n位二進(jìn)制數(shù)分別表示n種脈內(nèi)特征。如果某小頻段內(nèi)收到的脈沖其脈內(nèi)特征屬于某種調(diào)制或編碼方式的則該區(qū)間對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)記為1，否則記為0，這樣我們可以得到該區(qū)間的脈內(nèi)特征數(shù)據(jù)。

3）將第一、二步得到的一共m+n位二進(jìn)制數(shù)按順序排列，而后分為3段（此處可盡可能讓每段的位數(shù)相同），分別對(duì)應(yīng)色彩的三基色，而后結(jié)合功率數(shù)據(jù)便可以在對(duì)應(yīng)的頻率區(qū)間上繪制直方圖了。

4 仿真實(shí)例

將3.2節(jié)中的彩色圖譜實(shí)例化：

1）0～14G的頻段分為600段，其中0～2G、2G～6G、6G～14G各200段。

2）將脈寬的大小范圍分為7個(gè)部分，分別是：小于 1μs、1～5μs、5～10μs、10～20μs、20～50μs、50～100μs、大于100μs，用7位二進(jìn)制數(shù)分別代表各個(gè)區(qū)間，如果某小頻段內(nèi)收到的脈沖其寬度有屬于某區(qū)間的則該區(qū)間對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)記為1，否則記為0，這樣我們可以得到該區(qū)間的脈寬數(shù)據(jù)。

3）寬的處理方法，我們用5位二進(jìn)制數(shù)分別表示無脈內(nèi)特征、二相編碼、四相編碼、線性調(diào)頻和非線性調(diào)頻。如果某小頻段內(nèi)收到的脈沖其脈內(nèi)特征屬于某種調(diào)制或編碼方式的則該區(qū)間對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)記為1，否則記為0，這樣我們可以得到該區(qū)間的脈內(nèi)特征數(shù)據(jù)。

4）將第一、二步得到的一共12位二進(jìn)制數(shù)按順序排列，而后平均分為3段，分別對(duì)應(yīng)色彩的3基色，而后結(jié)合功率數(shù)據(jù)便可以在對(duì)應(yīng)的頻率區(qū)間上繪制直方圖了。

表1為A平臺(tái)輻射源信號(hào)參數(shù)表，圖3為其對(duì)應(yīng)的彩色圖譜。

表1 A平臺(tái)輻射源信號(hào)參數(shù)設(shè)置表

圖4和圖5為一組對(duì)照的平臺(tái)彩色圖譜分別對(duì)應(yīng)B平臺(tái)和C平臺(tái)，其中C平臺(tái)比B平臺(tái)多了一個(gè)輻射源。該輻射源的載頻為8500M～9000M，平均功率為25kW，脈寬為5μs，無脈內(nèi)特征。

5 結(jié)語(yǔ)

本文研究了一種基于目標(biāo)平臺(tái)上多譜段輻射信息的目標(biāo)平臺(tái)新的描述方法，這種方法用彩色圖譜表示目標(biāo)平臺(tái)特征信息，它把各個(gè)參數(shù)整合到一張圖中，使得對(duì)平臺(tái)目標(biāo)的信息表示更加的簡(jiǎn)潔明了，為平臺(tái)目標(biāo)的分析提供了新的技術(shù)途徑，為研究平臺(tái)目標(biāo)新的識(shí)別方法提供了基礎(chǔ)。

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A graphically Description Method of Platform Based on Multi-spectrum Characteristic

WANG LihuaXU Zhongfu SHI Chuan HE Zhengqiu
（Luoyang Electronic Equipment Test Center，Luoyang 471003）

The general platform information is described by means of the electronic devices to which they are configured and some parameters of these devices.In this paper，a new description method based on multi-spectrum characteristic is presented，and the data parameters obtained by the observations are described in a uniform multispectral framework，and the color atlas are paint?ed.This method can be used to describe and analyze the information of platform target well.

multi-spectrum characteristic，platform recognition，color atlas

TP302

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.11.020

Class Number TP302

2017年5月11日，

2017年6月27日

王利華，男，碩士，研究實(shí)習(xí)員，研究方向：模式識(shí)別、并行計(jì)算。徐忠富，男，博士，研究員，研究方向：電信技術(shù)；武器工業(yè)與軍事技術(shù)，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)。石川，男，碩士，工程師，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。賀正求，男，博士，助理研究員，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，模式識(shí)別。