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1、 西安电子科技大学博士学位论文态势估计中的关键技术研究姓名：柴慧敏申请学位级别：博士专业：计算机应用技术指导教师：王宝树20090601 现代战争己呈现出复杂性不断增加、作战范围越来越广、参战作战单元越势估计中贝叶斯网络的参数学习问题，根据实际应用的情况，提出了基于 ，甋甋琲甌 瓵甌 甌 甌，篒 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了
2、明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：聊签名：曼星伊嗍盟尘印 第一章绪论第一章绪论，作为信息科学的一技术的不断发展，现代战争已呈现出：作战对象多元，主要威胁是拥有高技术武器装备优势的强敌；战场环境复杂，陆、海、空、天、电磁五位一体；在核、化学、生物武器威胁条件下的多军兵种联合战役。这些特点和变化需要利用多传感器提供的观测数据，实时的发现目标、获取目标状态信息与属性信息，并实现对作战空间的一致性了解和对战场态势的正确评估和判断，为作战指挥提供辅助决策。由于信息表现形式的多样性、信息数量的巨大性、信息关系的复杂性，以及信息处理所要求的实时性等，这些
3、对多传感器信息融合技术提出了更高的要求。由此，多传感器信息融合技术便迅速地发展起来，并在现代军事领域以及诸多民事领域中得到了广泛的应用。多传感器信息融合功能概述 态势估计中的关键技术研究所示：过程精炼约叭现素级的数据关联，估计和预测目标的存在性；标识别； 第一章绪论目前，在信息融合的研究中，态势评估是信息融合研究领域的一个重要内容，随着信息融合技术应用的不断发展，由珻和热薣】内容进行了扩充和进一步探讨。扩充的内容包括两大部分： 态势估计中的关键技术研究扩展了空间感知范围提高传感器的探测能力和对目标的识别水平能够充分利用战场空间感知资源信息融合的一项重要作用是从作战要求出发，如作战决策、火力打击
4、，对信息感知与融合处理过程的反馈控制。它包括对信息源协同工作的控制、传感器探测工作方式的控制、目标检测参数控制、融合判定参数控制、态势与威胁估计中多元参数控制等。这就可以使战场感知资源和融合处理过程以最低的代价，最大限度地满足作战任务需求。 第一章绪论【苹叮、黑板模型和模糊推理等评估方法。定义框架。形势的评价过程。它通过综合敌我双方及地理、气象环境等因素，根据所获得的兵力分布和活动情况与战场周围环境、敌机动性能有机地联系起来，分析并确定事件发生的深层原因，识别敌方的行为模式，得到关于敌方兵力结构、使用特点的估计，推断敌军的意图，最后建立兵力活动、战场事件、时间、位置和作战单元等组织形式的战场综
5、合态势图。 态势估计中的关键技术研究如图所示，根据估计的层次，把对整个战场态势的估计可以划分为以下几个组成部分：环境、气象等环境因素：利用地形、气候等各种环境要素的上下文解释来进行态势分析；态势估计中为了确定兵力结构组织的作用与企图，在进行分析时，尤其强调关系信息，譬如，实体间的时间关系、几何近邻关系、通讯拓扑关系、功能依赖关系等。同时，还要利用战场事件、以及作战群体堤的活动对其意图和计划进行解释。目前的研究结果一般只包含了这些功能的一部分，并且各功能的复杂性和适用性随着应用领域的不同而变化。 第一章绪论图 态势估汁中的关键技术研究计分为三层：态势感知、态势理解和态势预测。段的支持，但它们之间
6、是可以并行进行的。种个体的因素以及外部系统的因素等。其中，个体因素是指不同的人具有的不同的能力、经验和训练水平，这些会导致他们在注意力兄且、工作记忆诩且 第一章绪论信息融合及态势估计技术的国内外研究现状 态势估计中的关键技术研究 第一章绪论 态势估计中的关键技术研究基于计划识别理论、模板匹配的态势评估研究，雷英杰的基于直觉模糊推理的态军工程大学导弹学院研制的防空作战指挥决策支持系统等。总的来说，国内对态势估计的一些研究反映了研究者不同的视角、不同观点，但是与国外相比研究人员比较少，所用的方法比较单一，缺乏深入的理论研究；另外，构建一个实际的态势评估系统，需要有关作战条例知识、军事专家经验、各种
7、武器装备信息等诸多背景，因此，态势估计的实现问题还需进行大量的积累和工程实践。 第一章绪论甶痆】中提出在不同层次上融合“图像数据和 随着现代作战技术的发展，现代战争已呈现出作战对象多元、战场环境复杂、态势估计所涉及到的目标以及与之相应的态势信息的处理过程具有一定的层次性。由于态势估计所涉及的对象多、范围广，且理论基础薄弱，要构造一个性能优良的系统来支持它相当困难。相对于战役、战略态势估计，战术态势估计系统涉及面较窄，规则较为明晰，而它又是前两者系统建设的前提和基础。因此，我们把态势估计的研究重点放在战术级上。研究了态势估计中态势觉察的主要功能和实现方法。讨论了态势决察的过程、主要功能和定义；分
8、析了态势觉察中的态势要素分类和战场事件类型，针对不同战场事件类型的检测，给出了基于模糊逻辑的事件检测方法和基于模板匹配的事件识别方法；讨论了态势知识表示方法和目标分群问题，提出了基于贝叶斯网络的态势知识表示模型，详细分析了态势估计中目标分群的主要功能。 第一章绪论模型的参数构造方法，从而为解决态 态势估计中的关键技术研究 第二章态势觉察方法研究感知：提取战场环境下的目标、作战平台等态势要素，并给出其属性和状态的感图态势觉察过程 态势估计中的关键技术研究鼻，忍隆， 第二章态势觉察方法研究态势要素图态势要素分类图 态势估计中的关键技术研究天气情况：为作战环境下的气象因素；车辆等活动目标：如发现装甲
9、指挥车、辅助车辆等；交通要道：作战区域中的重要通道，如重要道路、桥梁、铁路等；在态势觉察过程中，要根据态势要素、军事规则、作战条例等军事知识进行推理，逐步分析和理解当前的态势，而实现这一过程需要对态势要素及相关知识进行知识的表示。知识表示方法是一种数据结构和控制结构的统一体，既要考虑知识的存储，又要考虑知识的使用。由于军事态势知识是较难获得和描述的，目前，知识表示技术仍是态势估计系统的难点之一。 第二章态势觉察方法研究所提取的态势要素可用三元组进行表示：等知识表示方法。由于态势估计系统中的知识多种多样，抽象的层次也不尽相同，采用单一的知识表示方法会存在一定的局限性，比如，单纯采用一阶谓词逻辑，
10、会使一些较复杂的问题的表达趋于繁琐；产生式规则表示方法对于过程性知识的表达会较复杂。因此，根据推理和评估的需要，采用多种知识表示方法是态势估计系统的必然趋势。战场目标分群，也称为兵力聚合 态势估计中的关键技术研究闡最，只埃瓆其中，W髡狡教倍宰刺疭进行参数扩展，形成新的状态集：籙 海璕。，海瓆群的划分是将一级融合输出的大量单一实体划分到多个作战群体之中，从而为后续分析各群体的静态属性及动态行为分析提供依据。作战群体静态属性分析和动态行为分析的是根据分群的结果及一级数据融合输入的各单一实体的状态及属性，分析各作战群体的相关静态属性及动态行为，从而使得指挥人员能够了解战场目标的组织结构情况，以及其属
11、性信息和动态行为目的等。其中，空间位置估计、运动状态估计主要对各作战群体的当前位置、作战群体的运动状态如速度、加速度等进行计算。类型是作战群体的重要属性之一，它是各群体成员之间的协作关系在作战功能上的具体体现，反映了作战群体可能具备的作战功能或能力，从而进一步决定了各作战群体可能构成的威胁的大小。类型识别就是要在一级融合输入的各群体成员的概率意义上的类型信息的基础上， 第二章态势觉察方法研究事件是指在一定的条件下战场目标所发生的具有某种军事意义的行为。贯行动，可看作微型的小计划。基本事件 态势估计中的关键技术研究图基本事件类型要包括：图的序贯行动，如：空中打击空袭事件：向我方发射巡航或精确制导
12、导弹袭击我方重要防空目标或我方机场后，紧接着实施全频干扰事件；件； 第二章态势觉察方法研究对于战场的基本事件一般采用基于模糊逻辑的检测方法，以目标运动状态的划分为例，设目标速度的事件状态为琺，协，分别表示目标以低、中和高速运动，对目标速度的模糊子集采用相应的隶属函数，对目标的速度进行模糊化，从而获得目标的运动状态。本文对目标速度的模糊子集采用三角形隶属函数，如图所示。图目标速度的模糊子集 态势估计中的关键技术研究空中目标，可以选取度为，则工，琾舢。即该平台当前速度介于低速和高速之间。基于模板匹配的检测方法 率盗斜表示的知识，而规则是基于产生式表示的知识。供了多种匹配方式来完成模板的匹配过程。 第二章态势觉察方法研究诨鸸鱨 R苐黄瓢攻击事件的模板表示事件发生的模板表示根据以上基本事件的定义，则该复合事件的匹配过程为：；优先级 态势估计中的关键技术研究；获取发射炮弹时间；匹配敌兵力活动事件；获取敌兵力
