基于多譜段信息的平臺目標圖示化描述方法?

王利華 徐忠富 石 川 賀正求

（中國洛陽電子裝備試驗中心 洛陽 471003）

基于多譜段信息的平臺目標圖示化描述方法?

王利華 徐忠富 石 川 賀正求

（中國洛陽電子裝備試驗中心 洛陽 471003）

一般平臺目標信息是通過表示其所配置的電子設備及這些設備的一些參數來進行描述的。論文提出了一種基于多譜段信息的一種新的描述方法，將觀測所得到的各種數據參數放在統(tǒng)一的多譜段框架下進行描述，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平臺目標的信息進行描述和分析。

多譜段信息；平臺目標識別；彩色圖譜

1 引言

提起平臺目標的信息，在電磁領域，很自然地會想到它所配屬的電子設備，及這些設備各自的一些參數信息，向外擴展一些還包括它的紅外特性、可見光特性等等。對于一般的偵察來講輻射源特征和紅外特征就構成了平臺目標的基本特征信息［1～7］。一般對于平臺目標的識別是基于對輻射源識別的基礎上進行的［8～14］，識別過程如圖1：雖然這些特征信息一般是通過獨立的偵察得到，但是這些特征并不是毫無關聯的，考慮可以在一個統(tǒng)一的框架下考慮平臺目標信息的描述。

盡管上述三個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目標信息的一個基礎參數——將其他參數在它的基礎上進行討論?？紤]將所研究平臺目標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，這樣就將以往分開考慮的特征信息綜合在一起進行考慮。基于多譜段信息的平臺目標識別的識別過程則簡單的多，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中提出的，其指的是利用多通道紅外光譜技術進行紅外探測定位，這種技術被稱為多頻譜技術，亦稱多光譜技術［15～16］?，F在這個概念已經被拓寬了，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，多頻譜技術指的是多種頻段的聯合探測技術。因為本文的研究主是要在HF～Ka頻段上進行的，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：傳播時損耗最低的是微波，因此微波的作用距離遠，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外形圖像，微波角分辨率差，對目標成像較困難，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)點可以對目標進行有效地探測、定位。

不同類別的平臺的任務不同，其所配屬的電子設備也不盡相同，因此這些平臺所輻射的電磁波的特征參數也會有所差異，這正是我們利用多頻譜信息進行分類識別的基礎。

3 基于多譜段信息的平臺目標信息描述

3.1 多譜段信息的建模

傳統(tǒng)的對輻射源特征信息進行描述常用的參數有：載頻RF，脈寬PW ，脈內特征PRI，脈沖相對到達時間DTOA，脈內調制信息MOP等等。傳統(tǒng)的輻射源特征表述技術即是利用上述5種參數表述輻射源的信號特征，其特征分類基于的是統(tǒng)計特征，即對一段時間內參數的數值進行統(tǒng)計分析，給出其統(tǒng)計規(guī)律。傳統(tǒng)的對平臺特征信息進行描述是在對其配屬的輻射源信息描述的基礎上進行的，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的信息。

本文提出一種新的平臺特征信息描述方法，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，畫出平臺信息的“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)的平臺特征信息描述方法步驟更簡潔易于操作實現。本方法用到的識別參數有四個，分別是：載頻RF、脈寬PW、脈內調制信息MOP和功率。具體實施方法如下：

1）將平臺常用頻段分為k個區(qū)間，記為 f1～fk。

2）對于脈寬和功率我們需要在各個小的頻段內測量它們的值，而后在相應的頻段上以功率為幅度，以脈內調制信息和脈寬為“顏料”畫出它們的“彩色譜圖”。用它來描述平臺目標信息。

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據看起來更直觀更形象，有利于進行判斷。

彩色圖譜的繪制主要包含三個步驟：

1）獲取數據。

2）將各個小頻段內信號的功率作為彩色圖譜的幅度。

3）將各個小頻段內信號的脈內信息和脈寬信息經過處理后轉換成色彩顯示在對應的頻段上。

處理步驟主要是：

1）我們將脈寬的大小范圍分為m個范圍區(qū)間（區(qū)間大小可以不同），用m位二進制數分別代表各個區(qū)間，如果某小頻段內收到的脈沖其寬度有屬于某區(qū)間的則該區(qū)間對應的二進制數記為1，否則記為0，這樣我們可以得到該區(qū)間的脈寬數據。

2）類似脈寬的處理方法，我們用n位二進制數分別表示n種脈內特征。如果某小頻段內收到的脈沖其脈內特征屬于某種調制或編碼方式的則該區(qū)間對應的二進制數記為1，否則記為0，這樣我們可以得到該區(qū)間的脈內特征數據。

3）將第一、二步得到的一共m+n位二進制數按順序排列，而后分為3段（此處可盡可能讓每段的位數相同），分別對應色彩的三基色，而后結合功率數據便可以在對應的頻率區(qū)間上繪制直方圖了。

4 仿真實例

將3.2節(jié)中的彩色圖譜實例化：

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位二進制數分別代表各個區(qū)間，如果某小頻段內收到的脈沖其寬度有屬于某區(qū)間的則該區(qū)間對應的二進制數記為1，否則記為0，這樣我們可以得到該區(qū)間的脈寬數據。

3）寬的處理方法，我們用5位二進制數分別表示無脈內特征、二相編碼、四相編碼、線性調頻和非線性調頻。如果某小頻段內收到的脈沖其脈內特征屬于某種調制或編碼方式的則該區(qū)間對應的二進制數記為1，否則記為0，這樣我們可以得到該區(qū)間的脈內特征數據。

4）將第一、二步得到的一共12位二進制數按順序排列，而后平均分為3段，分別對應色彩的3基色，而后結合功率數據便可以在對應的頻率區(qū)間上繪制直方圖了。

表1為A平臺輻射源信號參數表，圖3為其對應的彩色圖譜。

表1 A平臺輻射源信號參數設置表

圖4和圖5為一組對照的平臺彩色圖譜分別對應B平臺和C平臺，其中C平臺比B平臺多了一個輻射源。該輻射源的載頻為8500M～9000M，平均功率為25kW，脈寬為5μs，無脈內特征。

5 結語

本文研究了一種基于目標平臺上多譜段輻射信息的目標平臺新的描述方法，這種方法用彩色圖譜表示目標平臺特征信息，它把各個參數整合到一張圖中，使得對平臺目標的信息表示更加的簡潔明了，為平臺目標的分析提供了新的技術途徑，為研究平臺目標新的識別方法提供了基礎。

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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，研究實習員，研究方向：模式識別、并行計算。徐忠富，男，博士，研究員，研究方向：電信技術；武器工業(yè)與軍事技術，計算機硬件技術。石川，男，碩士，工程師，研究方向：計算機網絡。賀正求，男，博士，助理研究員，研究方向：計算機網絡，模式識別。