● 摘要
近年来，情报、监视和侦察领域的多传感器信息融合技术研究飞速发展，应用领域不断扩展，显示出巨大的优越性，发挥了重要作用。战场的数字化对战场侦察监视领域的多传感器信息融合的质量和效率都提出了更高的要求，多传感器信息融合是一个复杂的信息处理过程，它充分利用分布式的多个传感器在空间、时间上的冗余或互补信息，依据某种准则来进行组合，以获得被测对象的一致性解释或描述，使多传感器信息融合系统获得比单个传感器系统更优越的探测性能。本论文阐述了多传感器信息融合技术的研究现状，从运用的角度出发，结合当前建设中存在的一系列问题，对战场侦察监视领域多传感器信息融合技术的主要作用和工作特点进行了比较深入的研究，分析了多传感器信息融合技术在战略预警探测、地面传感侦察、雷达组网监视、图像情报处理和机载多传感器集成等ISR领域的应用特点和前景。重点研究了战场侦察监视中多传感器信息融合的体系结构框架、战场目标模型、背景环境模型、主要侦察传感器模型、信息融合模型，对信息融合的主要工程模型进行了仿真分析，研究了传感器管理问题，提出了多传感器信息融合系统效能评估模型。在多传感器信息融合的体系结构框架研究方面，在借鉴典型的信息系统体系结构框架研究成果的基础上，采用系统工程方法和成熟的体系结构框架描述工具，对战场侦察监视多传感器信息融合系统的作战视图、系统视图和技术视图三个方面进行了研究，通过对多传感器信息融合的体系结构框架需求分析、功能定义、流程分解、信息交换等的研究，提出了满足战场侦察监视作战需要的信息融合体系结构框架,为下一步研究奠定基础。在多传感器信息融合系统建模方面，分析了多传感器信息融合系统建模特点，从多传感器信息融合系统分析研究评估的角度出发，重点研究了战场目标模型、战场环境模型、侦察传感器模型和信息融合处理模型等。战场目标模型重点研究了战场目标的基本属性和特点，在此基础上分析了典型目标的雷达特性、光学特性、红外特性和声学特性等。战场环境模型重点分析了典型地战场环境对雷达、红外和地面战场传感的影响，研究了气候、天时对侦察传感器探测效能的影响。侦察传感器模型分析了侦察雷达、光电红外、地面传感侦察等几种典型的侦察传感器的作战任务、基本原理、工作特点和主要性能，提出了满足多传感器信息融合需要的统计探测模型。信息融合的算法模型是多传感器信息融合系统建模的核心，在结合工程建设的实际需要的基础上，分析了信息系统建设中主要的信息融合算法，提出了实现战场侦察监视信息融合系统的主要功能的坐标变换、数据对准、静态目标关联、运动目标关联等数学模型，并对其进行了仿真分析，确保根据模型对多传感器信息融合系统进行量化分析、评估和仿真。在战场侦察传感器管理技术方面，在研究了传感器管理技术的发展现状，以及传感器管理在信息融合系统中作用的基础上，分析了战场侦察监视传感器的种类、特点，描述了信息融合层、决策层信息融合的传感器管理的功能和流程，结合侦察指挥和任务协调的实际需要，提出了以任务为中心的传感器管理模型，实现侦察任务和侦察传感器的匹配。在多传感器信息融合系统的效能分析方面，在研究分析了系统效能分析技术、主要分析评估方法和国内外研究概况的基础上，重点进行以下工作：建立的通用的基于ADC法的单传感器效能分析模型，提出了指标体系，结合战场侦察雷达进行了分析验证；研究了战场侦察监视系统多传感器信息融合的通用效能分析模型，提出了多传感器信息融合的信息处理级MOE、态势级MOE和决策级MOE指标体系；给出了基于Lanchester方程的多传感器信息融合系统效能评估方法，促进了其融入整个作战效能评估体系。