利用传感器构建透明化战场……

2011年10月09日

用传感器构建透明化战场

廉价而高质量的声音、震波、光学图像换能和同样廉价而低能耗的数字信号处理和无线电技术的扩散，提高了目标探测、分类、追踪，甚至定位能力。目前，通过美国陆军未来战斗系统自动地面传感器项目的样机有望通过验证，具备这些能力。

　　当前的遥控自动地面传感器大致可以分为四类：简易传感器、激发式组合传感器、智能节点传感器和网络传感器阵。简易传感器是其中最简单的装置，只具备单一类型媒介转换的能力，即只能对声、震波、光、磁或热能中的某一种进行转换。通常只有一个简单的换能，即一个扩音器、地音探听器、照相机、磁力计或红外探测器。简易传感器的探测效率非常高，并且随着处理器能力的日益提高，可以实现有限的车辆分类，减少错误的报警。

　　激发式组合传感器是最近才进行野战部署的系统装置，采用声音或震波探测器来激发照相机，减少了不必要的持续记录或传输。信号换能通常和照相机组装在一起，少数情况下也会会被部署在照相机的视野中心的前面。外军也研发了一种类似的激发式传感器组合，同一地域的震波、声音、磁等多种传感器可以激发全景照相机调整至某一具体角度拍下一系列照片，让目标识别更加容易。

　　各军种最近对智能节点传感器进行了测试，并且在某些场合已经进行了应用。该传感器由多个类似的换能构成，使各个节点具备决定定向的能力。因为简易传感器只有一个换能，可以通过调节距离的远近增强或降低信号强度来调整对目标的感应。然而，这种传感器不能判断敌情目标的出现方向或最精确捕捉对象的最近距离。

　　智能节点传感器有3个以上的扩音器或地音探听器来确定方向，由于各种操作需要或设计的原因，这些智能节点传感器具有多种样式，并且能和声音、震波、磁场和电光学装置进行组合。当前的狙击步枪探测装置就通常具有多个声音扩音器来进行方向判断。

　　最新型的网络传感器阵目前已成功研发，由许多相互分离的节点通过短程无线电与地域信号处理器连结，信号处理器对各节点的报告进行分析，并进一步进行远程连结。最强大的网络传感器阵还包括一些智能节点传感器。

　　尽管一些现代化的UGS似乎超过了这四种传感器，这种分类方法对研究其系统能力及局限性仍然有用。

　　陆军正着力开发下一代传感器能力，传感器正变得日益精密，而且通过应用先进的传感元件、计算机芯片、无线电设备和新兴的网络中心体系结构，也越来越廉价。

　　智能传感器节点对上一代系统做了较大改进，这些先进的传感器节点都具有指向不同方向的5个扩音器构成的多元素阵列。对由5个扩音器阵列传输的声波进行分析，信号处理器可以确定目标的方向。

　　每个传感器节点不仅含有多个扩音器，还具有一个三轴地音探听器。通过对声音和震动的两方面分析，节点可以大大减少错误报警的几率，提升目标分辨能力。此外，这种节点还含有多轴磁罗盘，可以提供定位功能。

　　现在先进的数字信号处理器可提供非常精密震波强度和速度算法，还可以对声音信号频谱进行分析，标识其振幅和谐波。此外，该算法通过关联震波和声波分析结果，提高对目标识别和分类的准确性。目标定位对于车辆机动和迫击炮或火炮发射至关重要，信号的现场处理可以降低误警几率及信息传输的数量和距离。

　　因为每个节点都能发射双向无线电，操作者可以为信号处理器提供更多的信息，促进算法的精度，并控制装置处于“休眠”状态以节省电池电量。在单独部署的时候，这些传感器节点常常利用全球定位系统（GPS）确定方位，提供通用时间参照。

　　每一个传感器节点都能确定和报告各自的探测结果。对车辆来说，独立的探测器能报告目标的发现时间及其类型、方位、大概距离和角速度；对于迫击炮和火炮发射来说，节点可以报告敌情到达时间及敌情方位，甚至还能对反射装备类型及其射程作出估计。

　　虽然新型传感器节点的功能已相当先进了，实际上对它们进行实地集成部署构成智能传感器阵后，功能还将得到倍增。传感器节点的部署图可由GPS或节点自身的双向无线电系统生成。知道节点的方位和指定探测范围后，可以对在部署区域内的任何信息进行第一时间的了解。

　　当数个传感器节点对同一目标进行追踪时，系统可以协调各个节点从不同的角度进行探测，从而获取非常精确的目标方位。虽然每个探测器节点都具备极其精确的定位功能，但对距离的估计不太明确，而三角测量技术能较好弥补这一缺陷，生成准确的目标方位图。

　　对于瞬时事件，处理器可以利用到达时间延迟，通过传感器报告保留方位角信息，确定其发生的时间和方位。由于目标方位可以不间断快速生成，传感器阵可以对目标速度和方向进行确定和报告。多个传感器能对目标进行实时识别，多个结果报告得到汇集，再加上甄别程序的处理，最终得到的目标信息可以非常准确。

　　无线电网络能够确保传感器阵的通信畅通，即使一个或多个节点出现故障或被摧毁。同时，这一网络还能让操作人员向传感器传送气象数据，如风力、温度、湿度、气压等可能影响声音传感器运算速度的因素，以提升其整体运行性能。

　　传感器阵的网关或指挥控制节点可以收集大量智能传感器节点的紧急报告。在每一秒钟，都可以对有关某一车辆的数据进行处理，确定并报告其速度向量，包括日期和时刻（精确到秒）、目标方位、行驶方向角度和速度。这一信息能让用户在短时间内精确估计车辆的方位。

　　网络传感器阵的功能不仅仅局限于将不同传感器、车辆和作战单元连接起来，网络中心的概念强调的也不仅仅是每一个人都能得到信息。当一个传感器阵报告某一目标的方位、时间、速度和类别时，网络可以将其同其它传感器阵或其它传感器系统（如无人侦察机（UAVs））结合起来。这一信息可以用来确定某一目标是新目标还是是前一秒钟探测到的目标的结果报告。可见，报告的速度至关重要。这种信息片段的整合功能能有效的辅助确定战斗时节。

　　战斗指挥员需要掌握大量的信息，所以获取信息非常重要，而剔除无关信息的重要性有过之而无不及。网络的作用正体现在这里，比如，并不是所有人都需要立刻知道有六两坦克在行进，最需要知道这一信息的是这六两坦克行进方向的单位。这一功能可以由适当部署的网络自动完成。

　　而且，网络还能存储信息供以后使用，某一车辆在某一特定时刻或地点可能无关紧要，但网络使能的数据分析可以预测与之有关的某一事件的发生，从而采取相应的措施。

　　因为智能传感器阵通过网络能得到精确的信息，所以可用来提升其它系统的效率。其应用可以提升多个系统的功能：让UAVs在有限飞行时间内，提升其效率；火炮系统可以对移动目标进行有效打击；智能武器系统平台的打击效能得到提升；机动部队减少无效机动，从而更好地保存实力。

　　网络传感器阵的前景体现在各个层次。单个的传感器节点非常精密，在受到攻击时传回高质量的数据；传感器阵可以有效的整合数据，生成有效的信息，并传送给网络；网络对多个传感器网络和其它来源的信息进行整合生成有用的情报，并迅速传送给需要的单位。

http://mil.sohu.com/20111009/n321596231.shtml

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大家对这个怎么看2011年10月09日

用传感器构建透明化战场

廉价而高质量的声音、震波、光学图像换能和同样廉价而低能耗的数字信号处理和无线电技术的扩散，提高了目标探测、分类、追踪，甚至定位能力。目前，通过美国陆军未来战斗系统自动地面传感器项目的样机有望通过验证，具备这些能力。

　　当前的遥控自动地面传感器大致可以分为四类：简易传感器、激发式组合传感器、智能节点传感器和网络传感器阵。简易传感器是其中最简单的装置，只具备单一类型媒介转换的能力，即只能对声、震波、光、磁或热能中的某一种进行转换。通常只有一个简单的换能，即一个扩音器、地音探听器、照相机、磁力计或红外探测器。简易传感器的探测效率非常高，并且随着处理器能力的日益提高，可以实现有限的车辆分类，减少错误的报警。

　　激发式组合传感器是最近才进行野战部署的系统装置，采用声音或震波探测器来激发照相机，减少了不必要的持续记录或传输。信号换能通常和照相机组装在一起，少数情况下也会会被部署在照相机的视野中心的前面。外军也研发了一种类似的激发式传感器组合，同一地域的震波、声音、磁等多种传感器可以激发全景照相机调整至某一具体角度拍下一系列照片，让目标识别更加容易。

　　各军种最近对智能节点传感器进行了测试，并且在某些场合已经进行了应用。该传感器由多个类似的换能构成，使各个节点具备决定定向的能力。因为简易传感器只有一个换能，可以通过调节距离的远近增强或降低信号强度来调整对目标的感应。然而，这种传感器不能判断敌情目标的出现方向或最精确捕捉对象的最近距离。

　　智能节点传感器有3个以上的扩音器或地音探听器来确定方向，由于各种操作需要或设计的原因，这些智能节点传感器具有多种样式，并且能和声音、震波、磁场和电光学装置进行组合。当前的狙击步枪探测装置就通常具有多个声音扩音器来进行方向判断。

　　最新型的网络传感器阵目前已成功研发，由许多相互分离的节点通过短程无线电与地域信号处理器连结，信号处理器对各节点的报告进行分析，并进一步进行远程连结。最强大的网络传感器阵还包括一些智能节点传感器。

　　尽管一些现代化的UGS似乎超过了这四种传感器，这种分类方法对研究其系统能力及局限性仍然有用。

　　陆军正着力开发下一代传感器能力，传感器正变得日益精密，而且通过应用先进的传感元件、计算机芯片、无线电设备和新兴的网络中心体系结构，也越来越廉价。

　　智能传感器节点对上一代系统做了较大改进，这些先进的传感器节点都具有指向不同方向的5个扩音器构成的多元素阵列。对由5个扩音器阵列传输的声波进行分析，信号处理器可以确定目标的方向。

　　每个传感器节点不仅含有多个扩音器，还具有一个三轴地音探听器。通过对声音和震动的两方面分析，节点可以大大减少错误报警的几率，提升目标分辨能力。此外，这种节点还含有多轴磁罗盘，可以提供定位功能。

　　现在先进的数字信号处理器可提供非常精密震波强度和速度算法，还可以对声音信号频谱进行分析，标识其振幅和谐波。此外，该算法通过关联震波和声波分析结果，提高对目标识别和分类的准确性。目标定位对于车辆机动和迫击炮或火炮发射至关重要，信号的现场处理可以降低误警几率及信息传输的数量和距离。

　　因为每个节点都能发射双向无线电，操作者可以为信号处理器提供更多的信息，促进算法的精度，并控制装置处于“休眠”状态以节省电池电量。在单独部署的时候，这些传感器节点常常利用全球定位系统（GPS）确定方位，提供通用时间参照。

　　每一个传感器节点都能确定和报告各自的探测结果。对车辆来说，独立的探测器能报告目标的发现时间及其类型、方位、大概距离和角速度；对于迫击炮和火炮发射来说，节点可以报告敌情到达时间及敌情方位，甚至还能对反射装备类型及其射程作出估计。

　　虽然新型传感器节点的功能已相当先进了，实际上对它们进行实地集成部署构成智能传感器阵后，功能还将得到倍增。传感器节点的部署图可由GPS或节点自身的双向无线电系统生成。知道节点的方位和指定探测范围后，可以对在部署区域内的任何信息进行第一时间的了解。

　　当数个传感器节点对同一目标进行追踪时，系统可以协调各个节点从不同的角度进行探测，从而获取非常精确的目标方位。虽然每个探测器节点都具备极其精确的定位功能，但对距离的估计不太明确，而三角测量技术能较好弥补这一缺陷，生成准确的目标方位图。

　　对于瞬时事件，处理器可以利用到达时间延迟，通过传感器报告保留方位角信息，确定其发生的时间和方位。由于目标方位可以不间断快速生成，传感器阵可以对目标速度和方向进行确定和报告。多个传感器能对目标进行实时识别，多个结果报告得到汇集，再加上甄别程序的处理，最终得到的目标信息可以非常准确。

　　无线电网络能够确保传感器阵的通信畅通，即使一个或多个节点出现故障或被摧毁。同时，这一网络还能让操作人员向传感器传送气象数据，如风力、温度、湿度、气压等可能影响声音传感器运算速度的因素，以提升其整体运行性能。

　　传感器阵的网关或指挥控制节点可以收集大量智能传感器节点的紧急报告。在每一秒钟，都可以对有关某一车辆的数据进行处理，确定并报告其速度向量，包括日期和时刻（精确到秒）、目标方位、行驶方向角度和速度。这一信息能让用户在短时间内精确估计车辆的方位。

　　网络传感器阵的功能不仅仅局限于将不同传感器、车辆和作战单元连接起来，网络中心的概念强调的也不仅仅是每一个人都能得到信息。当一个传感器阵报告某一目标的方位、时间、速度和类别时，网络可以将其同其它传感器阵或其它传感器系统（如无人侦察机（UAVs））结合起来。这一信息可以用来确定某一目标是新目标还是是前一秒钟探测到的目标的结果报告。可见，报告的速度至关重要。这种信息片段的整合功能能有效的辅助确定战斗时节。

　　战斗指挥员需要掌握大量的信息，所以获取信息非常重要，而剔除无关信息的重要性有过之而无不及。网络的作用正体现在这里，比如，并不是所有人都需要立刻知道有六两坦克在行进，最需要知道这一信息的是这六两坦克行进方向的单位。这一功能可以由适当部署的网络自动完成。

　　而且，网络还能存储信息供以后使用，某一车辆在某一特定时刻或地点可能无关紧要，但网络使能的数据分析可以预测与之有关的某一事件的发生，从而采取相应的措施。

　　因为智能传感器阵通过网络能得到精确的信息，所以可用来提升其它系统的效率。其应用可以提升多个系统的功能：让UAVs在有限飞行时间内，提升其效率；火炮系统可以对移动目标进行有效打击；智能武器系统平台的打击效能得到提升；机动部队减少无效机动，从而更好地保存实力。

　　网络传感器阵的前景体现在各个层次。单个的传感器节点非常精密，在受到攻击时传回高质量的数据；传感器阵可以有效的整合数据，生成有效的信息，并传送给网络；网络对多个传感器网络和其它来源的信息进行整合生成有用的情报，并迅速传送给需要的单位。

http://mil.sohu.com/20111009/n321596231.shtml

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