光电成像末制导智能化技术研究与展望

人工智能技术是实现光电成像精确制导武器智能化、提升复杂作战环境作战性能的重要途径，研究与总结国外成像末制导智能化技术发展现状和趋势对我国精确制导武器智能化技术发展具有重要的指导意义。介绍了光电成像精确制导武器在当前局部冲突中的重要性、多模复合成像末制导及智能化技术发展的必然性。概述了全球主流对海、对地、对空等精确制导武器的成像末制导发展现状，分析总结了光电成像末制导不同阶段智能信息处理面临的关键问题、技术原理和智能化水平。总结了现役或在研的智能化武器装备所具有的智能化特征，并依据现有的人工智能技术分析了其智能技术原理与武器智能化功能实现。从作战目标、作战环境、对抗模式、新型作战样式等方面分析了成像制导导弹所面临的未来复杂战场环境与作战需求，以及对成像末制导智能化技术带来的挑战。依据人工智能与人脑视觉认知能力的对比，提出了未来成像末制导技术智能化的六个能力特征，以及将成像末制导智能化划分为功能级智能、系统级单体智能、体系级群体智能技术三个发展阶段，并分析了相应的技术内涵、关键技术与实现功能。     

面空光电制导导弹的光电对抗

光电制导导弹已成为精确制导武器举足轻重的组成部分，且在实战中发挥了卓著作用。与此同时光电干扰也日益严重，光电制导武器就是在干扰和反干扰斗争中不断发展提高的。本文着重介绍面空光电制导导弹面临的光电干扰技术发展概况，当前各类飞机光电干扰设备的装备现状以及在作战过程中初步形成的光电干扰战术。为了在复杂光电干扰环境下光电制导武器能够有效发挥作用，必须提高武器的对抗能力，本文介绍了当前红外制导技术的三个发展方向：红外成象、先谱识别和光电复合。采用这些技术将大大提高光电制导武器的光电对抗能力和作战能力。     

红外成像制导技术发展展望

近年来,随着精确制导武器在现代战争中的地位不断提升,红外成像制导技术的 开发和应用越来越受到国内外的重视。而随着作战使命和作战环境的日趋复杂,精确制导武器对红外 成像制导系统的要求也越来越高。着眼于未来的军事发展需求,结合红外成像制导技术的发展现状,指出 红外成像制导将向多波段高光谱、激光主动成像、多模复合成像以及低成本红外精确制导的技术方向 发展。提出了红外成像制导发展中所需掌握的关键技术,包括高性能红外探测器技术、成像自适应抗 干扰技术、多维信息融合处理技术以及系统结构优化技术等。     

大视场曲面仿生复眼光学系统设计

为了解决传统成像系统存在的大视场与高分辨率不可兼得的问题,设计了大视场曲面仿生复眼光学系统。首先,针对所采用的间隔型圆周分层微透镜阵列排布方式,建立了一种曲面仿生复眼光学系统成像原理数学模型;再使用微透镜阵列与转像系统相结合的成像方案解决了微透镜阵列所成的曲面像与平面探测器不匹配的问题;并使用光学设计软件对该系统进行仿真分析及公差分析。设计得到的曲面仿生复眼光学系统总视场为152°,组合系统的焦距为61.14 mm,角分辨率为2.304″,系统总长为16.39 mm。相对传统的大视场成像系统而言,此曲面仿生复眼成像系统的畸变更小、分辨率更高。     

新型光电探测技术在精确制导武器上的应用研究（特约）

精确制导武器是现代战争中的主战武器,采用光电制导的精导武器具有分辨能力强、命中精度高的优势,在对地对海、防空反导、空间攻防等领域得到广泛应用。随着光电制导武器在现代战争中的作用愈发突出,其相应的对抗手段也在不断发展,使其面临的作战环境日趋复杂,光电制导系统需不断增强对复杂作战环境的适应能力。在对红外、可见光、激光半主动等光电探测技术在制导武器中的应用现状总结基础上,分析了当前技术对抗恶劣自然天气、复杂背景、人为干扰等作战环境能力的不足。针对当前发展的多光谱探测、偏振成像、激光三维成像、量子探测等新型技术,介绍目前研究进展和成果,主要包括多光谱/多谱段成像对抗真假目标和识别伪装、偏振成像对抗雨雾等恶劣自然天气、激光三维成像在对抗复杂背景和穿透遮蔽等方面的应用优势和研究进展。最后,系统分析了当前新型探测技术应用存在的问题和需要突破的关键技术,并建议从基础器件研发、信息处理和目标特性研究等方面着力,通过基础技术和应用技术的联合攻关,推进新型探测技术的制导应用取得突破。     

精确制导武器和技术

精确制导武器是高技术局部战争使用的主要武器,精确制导武器的关键技术是精确制导技术,它的重点研究内容是易变战争环境中精确命中目标乃至目标要害部位的寻的末制导技术。国外精确制导技术以红外成像制导、毫米波制导、多模或复合制导,智能化信息处理技术为主要发展方向。精确制导武器从高作战有效性和完成一个作战任务来看是高效费比武器。     

用于目标识别的紧凑型仿生复眼光学系统设计

大孔径仿生复眼光学系统兼顾了凝视大视场的同时,克服了生物复眼孔径小、视距短的缺陷。通过对仿生复眼视场拼接方法的分析,研究了实际阵列周期与理论计算周期数的关系,并提出了降低子眼系统密度的填补子眼法。通过研究球面固定本体设计中的几何关系,建立了本体径向半径d与曲率半径R的数学关系,提出了球面固定本体的设计方法,完善了之前提出的仿生复眼视场拼接理论。通过实际的装调实验,验证了设计方法的正确性。利用该方法可提高仿生复眼系统的集成性,减小系统尺寸,推动了仿生复眼光学系统的实际应用。     

精确制导武器技术与发展趋势

直接命中概率大于百分之五十的导弹、制导炮弹和制导炸弹、制导鱼雷等制导武器统称为精确制导武器。精确制导武器的关键在于制导系统,常用的制导系统有指令制导、雷达制导、电视制导、红外制导、激光制导、毫米波制导、地形匹配制导和数字景像匹配制导、全球定位系统辅助制导等。由于精确制导武器具有精确的制导系统,所以命中精度极高,具有反应敏捷的控制系统和识别并摧毁目标的能力,抗干扰能力强,且造价低廉,能大批量生产和装备部队,是使用和维护相对简便的新式武器。精确制导武器能提高作战效能达几十倍到上百倍,是现代战争中的重要武器。随着精确制导武器技术的进一步发展,今后还将出现灵巧武器和智能武器。灵巧武器能自主探测和识别诸如坦克、汽车、建筑物等目标;智能武器不仅能自主探测和识别目标,还能决定打击的先后次序,对最有威胁的或最有可能杀伤的目标优先进行攻击。本文对精确制导武器技术的现状与今后的发展方向进行了详细的分析。     

激光驾束制导弹药发展现状及在俄乌冲突中的应用

激光驾束制导是以近程战术目标为主要作战对象的性价比较高的一种光电精确制导模式。介绍了激光驾束制导的基础理论和关键技术,详述了炮射导弹、防空导弹和反坦克导弹三类激光驾束制导弹药的研发和装备现状,重点关注了俄罗斯-乌克兰军事冲突中激光驾束制导弹药的应用,并对激光驾束制导弹药的未来走向进行了展望。     

电视制导武器的激光软杀伤分析

电视制导武器在精确制导武器中的地位越来越得到提高。为了对抗这种精确制导武器,采用激光作为杀伤源对其进行软杀伤是一种极为实用、高效的对抗手段。本文从电视制导原理出发,介绍了电视制导武器的现状及在战争中的作用与地位。根据制导原理分析了定向激光对其干扰途径及可行性,指出了激光致使其电视跟踪系统的CCD光电探测器饱和及激光是否位于电视跟踪窗的波门内是造成干扰的主要方法。最后提出了采用偏航量作为激光干扰效果的评估指标。并在实验室采用模拟仿真进行评估,效果很好,达到干扰要求。     

烟幕干扰激光末制导炮弹的仿真研究

随着精确制导武器的大量应用,实现了常规弹药集群攻击模式向制导弹药精确打击模式的转变,从而达到了最优的作战性价比,其激光武器被广泛应用于军事领域,为有效对抗激光武器,烟幕弹以性价比高等优势受到各国的青睐。以烟幕干扰激光末制导炮弹为例,研究了激光末制导炮弹的制导原理,烟幕干扰激光末制导炮弹的原理,将烟幕对激光导引头的遮蔽效果引入到外弹道仿真过程,以脱靶量为指标,建立了干扰系统仿真模型,实现了烟幕对抗激光末制导炮弹的干扰仿真研究。研究结果表明,该仿真系统可以为烟幕弹对付激光末制导炮弹提供最佳干扰策略,为典型烟幕弹药的作战训练和效能评估提供辅助决策。     

国外地面激光测距目标指示器的发展现状

激光制导武器具有命中精度高、可实施远程精确打击、作战效能高、抗干扰能力强等特点,逐渐成为现代战争武器的主角。激光测距目标指示器作为激光制导武器系统的重要组成部分,受到了国外各国军方的重视,研制并装备了多型激光测距目标指示器。为了便于国内开展类似产品研究,对国外地面激光测距目标指示器的发展历程进行了概述,介绍了激光制导武器以及激光测距目标指示器的基本工作原理,并结合发展现状对地面激光测距目标指示器的发展趋势进行了分析,为国内研制类似产品及光电对抗研究提供参考。     

新兴技术牵引下的联合情报装备体系建设

联合情报是联合作战能力的重要组成部分，科技力量是牵引联合情报装备体系发展的重要动力。近年来以人工智能和大数据为代表的新兴技术的日益成熟，为联合情报装备体系建设提供了重大机遇。以美军联合情报体系发展为研究范例，指出科技进步对情报体系发展的重要推动作用，结合美军对大数据、人工智能在情报领域应用技术的研究，分析了新技术的出现为联合情报装备体系的加速发展带来的支撑条件；结合情报体系建设实际问题，给出有关联合情报装备体系建设的若干思考。     

构建反制激光红外制导武器的陆域防御体系思考

现代战争中无论是有人、无人协同作战的空袭兵器,或是无人机搭载的制导武器,始终对交战方重要军事目标和武装力量构成严重的空中威胁,并且随着其精确制导武器性能的提高、攻击样式和战役战术的变化,基于陆域的防空武器系统发现、搜索、跟踪和抗击相关有人、无人空袭兵器遭到极大障碍,必须对基于激光红外制导武器的陆域防御系统予以加强和重视,防范激光制导、电视/红外成像制导、雷达制导等精确制导武器以及复合制导的精确制导武器已成为陆域防御系统的主要作战对象和典型场景。本文首先对战争形态快速演变下陆战特点进行分析,针对外军精确制导武器发展规划和技术改进对陆地防御提出的挑战,构设了新型作战形态下基于激光红外制导武器的陆域防御系统概念,介绍了系统基本组成、功能和作战流程,为相关防御体系的建设和发展提供理论支撑和参考借鉴。     

军用机载平台电子信息系统的发展趋势

先进的军用机载平台电子信息系统是提升体系作战效能的重要手段.近年来,国外军用机载平台的发展呈现出高生存、多角色、广区域和强智能的趋势,未来典型作战样式向协同、自主方向发展,军用机载平台电子信息系统在现有能力提升的基础上需要重点提升与协同应用、自主管理和新型武器支持等相关的新增能力.军用机载平台的发展、作战样式的变化、新增能力需求和基础技术的进步推动电子信息系统呈现分布协同化、自主化、武器化三大发展趋势.需要在军用机载平台新兴作战样式、分布协同、硬件微小型化、结构功能一体化、人工智能、新型武器应用等方面展开深入研究.     

自动目标识别在图像末制导中的应用

实现图像末制导导弹发射后不管和远程精确打击,自动目标识别的工程化应用是关键技术。概述了国内外精确制导武器自动目标识别的发展历程、识别方法、技术水平和应用效果等现状,分析了基于目标特征和模板匹配的识别方法与应用场景,指出了两类经工程化验证有效的自动目标识别方法,梳理了任务规划、主要执行内容、规划质量对不同识别方法的影响等自动目标识别流程。为了适应未来精确制导武器智能化发展需求,深度学习识别技术工程化应用成为了新趋势,针对解决好深度学习算法效率与应用精度的平衡问题,重点分析了网络剪枝、权值量化、低秩近似和知识蒸馏等实时加速推理关键技术;针对网络模型训练,提出了有效解决训练样本不足或军事目标样本获取困难等问题的思路。随着多波段、多模复合制导技术的广泛应用,信息融合为目标识别的工程化应用提供了新技术途径。如何适应各种复杂场景和人工主动干扰是图像末制导面临的重大挑战,阐述了在干扰条件下目标识别鲁棒性,是自动目标识别技术在图像末制导应用中需要迫切解决的工程化问题。     

光学动态伪装技术研究

本文针对精确制导武器对我军事目标的重大威胁以及传统伪装器材的不足等问题,提出了通过动态改变目标表面的反射特性和发射特性来改变目标光学图像特征和躲避精确制导武器探测和跟踪的技术思路。阐述了光学动态伪装的设想,介绍了红外、可见光的动态伪装技术,并得出了光学动态伪装将成为隐身伪装的重要方面的结论。