戰場態勢感知與資訊融合

本書以戰場態勢感知的形成過程為主要講解對象，主要介紹了資訊融合的基本步驟及每個步驟中的典型演算法。本書第1章講解了態勢感知的概念和模型；第2章介紹了常用戰場感測器；第3章補充了資訊融合過程中使用到的基本理論，包括數理統計、濾波、離散屬性融合方面的內容；第4章介紹了雷達資料的處理；第5章介紹了戰場影像處理技術；第6章詳細介紹了信息融合技術在軍事領域的應用，選取資料鏈航跡處理、JTIDS資料鏈相對導航、武器協同資料鏈協同作戰能力作為典型代表進行講解。本書以工科本科生的數學基礎為起點，系統介紹資訊融合的基本概念和相關數學知識，教材內容力求自成體系，緊密聯繫實際，適合作為高年級本科生和研究生教材。

第1章 概述
1.1 戰場態勢的概念與模型
1.1.1 態勢感知模型
1.1.2 態勢感知的環節
1.1.3 態勢理論和邏輯模型
1.1.4 狀態轉換資料融合模型
1.2 資料融合及其模型
1.2.1 初始定義
1.2.2 JDL模型的演進
1.2.3 其他模型
1.2.4 戰場資料融合的五級模型
1.3 多感測器態勢處理的關鍵技術
1.3.1 MTT面臨的挑戰
1.3.2 面向目標跟蹤的融合實現結構
1.3.3 關鍵技術
1.4 一致戰場態勢及其形成
1.4.1 NCW與FIOP
1.4.2 戰場態勢要素
1.4.3 COP
1.4.4 CTP
1.4.5 SIP
1.4.6 戰區COP的建立過程
1.4.7 小結

第2章 常用戰場感測器
2.1 概述
2.2 雷達
2.2.1 雷達框圖
2.2.2 雷達方程
2.2.3 從雷達回波可獲取的資訊
2.2.4 雷達頻率
2.2.5 脈衝多普勒雷達
2.2.6 脈衝壓縮
2.3 視頻感測器
2.3.1 紅外感測器
2.3.2 光學感測器
2.4 電子偵察感測器
2.4.1 ESM的測量功能
2.4.2 測角定位的原理
2.4.3 時差定位的原理
2.5 聲呐感測器
2.5.1 聲呐的原理
2.5.2 拖曳線列陣聲呐
2.5.3 潛艇配備的聲呐

第3章 態勢資訊處理的理論基礎
3.1 統計與判決理論
3.1.1 亂數及其生成
3.1.2 假設檢驗
3.1.3 常用的統計模型
3.2 正交投影與小二乘估計
3.2.1 引言
3.2.2 內積空間
3.2.3 正交投影矩陣
3.2.4 正交性原理
3.2.5 線性方程組的求解
3.2.6 廣義逆矩陣與線性方程組
3.3 最佳線性均方誤差估計與正交性原理
3.3.1 最佳線性均方誤差估計
3.3.2 K-L變換與主成分分析
3.4 線性卡爾曼濾波
3.5 擴展卡爾曼濾波
3.6 不敏卡爾曼濾波
3.6.1 問題的描述
3.6.2 不敏變換
3.6.3 提高精度及sigma點集的優化選擇
3.6.4 不敏濾波及其應用
3.6.5 總結與結論
3.7 粒子濾波
3.7.1 目標狀態濾波問題
3.7.2 粒子濾波器
3.7.3 重採樣
3.7.4 粒子濾波示例
3.8 屬性合成理論
3.8.1 貝葉斯方法
3.8.2 證據理論

第4章 雷達資料處理技術
4.1 多感測器航跡起始
4.1.1 經典的航跡起始方法
4.1.2 基於Hough變換的航跡起始方法
4.2 雷達的航跡跟蹤
4.2.1 跟蹤門
4.2.2 經典的一維跟蹤模型
4.2.3 耦合跟蹤模型
4.3 被動感測器的航跡跟蹤
4.3.1 擴展Kalman濾波法
4.3.2 修正增益EKF法
4.3.3 修正極座標Kalman法
4.4 多感測器航跡相關
4.4.1 航跡相關準則
4.4.2 兩節點時獨立序貫航跡關聯
4.4.3 多節點時獨立序貫航跡關聯
4.4.4 拓撲航跡相關法
4.5 多感測器航跡融合
4.5.1 簡單凸組合航跡融合
4.5.2 修正互協方差航跡融合
4.5.3 資訊矩陣航跡融合
4.5.4 協方差交叉演算法
4.6 系統誤差估計
4.6.1 時間系統誤差的估計
4.6.2 探測系統誤差的估計
4.6.3 時間與探測系統誤差的聯合估計

第5章 戰場影像處理技術
5.1 視覺目標特徵
5.1.1 圖像底層特徵
5.1.2 紋理特徵
5.1.3 梯度長條圖
5.1.4 Harris角點及其改進
5.1.5 SIFT特徵
5.2 視覺目標識別技術
5.2.1 運動目標檢測
5.2.2 基於字典的識別方法
5.3 視覺目標跟蹤技術
5.3.1 KLT跟蹤方法
5.3.2 均值漂移跟蹤方法
5.3.3 基於粒子濾波的視頻跟蹤

第6章 資料鏈中的資訊融合技術
6.1 戰術資料鏈航跡處理技術
6.1.1 航跡消息
6.1.2 航跡處理流程
6.1.3 數據配准
6.1.4 航跡品質計算
6.1.5 航跡相關/解相關
6.1.6 報告職責
6.1.7 航跡協調
6.1.8 應用水準
6.1.9 小結
6.2 聯合戰術資訊分發系統中的平臺定位
6.2.1 相對導航原理
6.2.2 相對導航架構
6.2.3 相對導航軟體的工作流程
6.2.4 相對導航的基本演算法
6.2.5 定位精度的影響因素及模擬分析
6.3 協同資料鏈與單一綜合空情圖
6.3.1 CEC
6.3.2 SIAP起源與需求
6.4 戰場態勢品質評估
6.4.1 資料融合處理的測試與評估
8.4.2 測試工具：測試平臺、模擬和標準資料庫
6.4.3 融合性與軍事效能的關係
6.4.4 小結

參考文獻

趙文棟

博士，陸軍工程大學副教授，主要研究方向為電腦網路、服務計算，先後主持幾十項軍內外科研專案，發表學術論文60餘篇。曾獲多項軍隊科技進步獎。