寧成達(dá)++田春艷++藍(lán)志環(huán)

摘 要：紅外搜索跟蹤系統(tǒng)是以被動(dòng)方式工作的，具有隱蔽性好、精度高以及低空探測性能好等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，它還具備角度分辨率高，可進(jìn)行全天候探測，可在不同環(huán)境和視場角下搜索和跟蹤多個(gè)目標(biāo)等特點(diǎn)。該文從模型設(shè)計(jì)出發(fā)，重點(diǎn)分析在軍事偵察中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：紅外搜索跟蹤系統(tǒng) 模型設(shè)計(jì) 軍事偵察 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：E89 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）10（a）-0039-01

紅外搜索跟蹤系統(tǒng)的功能十分強(qiáng)大，在軍事偵查中的應(yīng)用較為廣泛，主要用于探測、獲取和全面跟蹤在背景環(huán)境或其它干擾下能夠發(fā)射紅外信號(hào)的物體和目標(biāo)，其覆蓋區(qū)域是5 km以外的復(fù)雜背景和難以辨別的光源目標(biāo)，可以彌補(bǔ)雷達(dá)探測的不足和缺陷，已成為現(xiàn)代軍事領(lǐng)域中的重要武器裝備之一。

1 紅外搜索跟蹤系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)

紅外搜索跟蹤系統(tǒng)是一般是由信號(hào)處理系統(tǒng)、穩(wěn)定與瞄準(zhǔn)系統(tǒng)以及紅外熱成像系統(tǒng)組成[1]。信號(hào)處理系統(tǒng)：該系統(tǒng)是由微處理計(jì)算機(jī)、接口電路以及濾波器等組成的，其任務(wù)是獲取和跟蹤目標(biāo)對(duì)象，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。穩(wěn)定與瞄準(zhǔn)系統(tǒng)：該系統(tǒng)的組成部分主要包括電子組件以及瞄準(zhǔn)和穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，其任務(wù)是觀察光學(xué)裝置的工作情況，穩(wěn)定其瞄準(zhǔn)線，并控制搜索視場、光學(xué)視軸等。紅外熱系統(tǒng)：該系統(tǒng)由3個(gè)部分組成，分別為電子信號(hào)處理組件、探測器以及紅外成像學(xué)系統(tǒng)，其中電子信號(hào)處理組件負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和處理探測器所獲取的信號(hào)，探測器則可以利用自身的高透視率與量子效率采集和接收相關(guān)信號(hào)；紅外成像光學(xué)系統(tǒng)則相當(dāng)于一個(gè)窗口，可以為紅外探測提供方便。

2 紅外搜索跟蹤系統(tǒng)在軍事偵查中的應(yīng)用

2.1 空中監(jiān)視

紅外搜索跟蹤系統(tǒng)兼具跟蹤入侵飛行器和遠(yuǎn)距離探測器特點(diǎn)，在空中監(jiān)視過程中發(fā)揮著重要的作用，很多高速飛行與高空飛行目標(biāo)為了縮短時(shí)間都需借助先進(jìn)的搜索跟蹤系統(tǒng)，不僅需保證該系統(tǒng)具備高靈敏性，而且需確保其能夠?qū)h(yuǎn)距離目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行監(jiān)視。由于高空快速目標(biāo)受到了較強(qiáng)的紅外線輻射，大氣阻力減小，因此它比低空飛行目標(biāo)更容易被監(jiān)視，若截?fù)魴C(jī)具備下視能力，紅外搜索跟蹤系統(tǒng)則可進(jìn)行空對(duì)空攔截，這說明當(dāng)以上兩者在同等高度下時(shí)，其監(jiān)視范圍可能會(huì)由地面擴(kuò)大到云層，例如，在海軍空對(duì)空方案中，假設(shè)殲擊機(jī)、遠(yuǎn)程空對(duì)地導(dǎo)彈以及轟炸機(jī)的威脅高度在600～71000f之間[2]。紅外搜索跟蹤系統(tǒng)具有自身的特點(diǎn)，其功能與特征要求都是綜合考慮了空中監(jiān)視的相關(guān)要求而設(shè)計(jì)的。

2.2 低空防空

相關(guān)人士認(rèn)為：探測和跟蹤巡航導(dǎo)彈與低高度飛行目標(biāo)存在較大的困難，雷達(dá)系統(tǒng)雖可以進(jìn)行探測和跟蹤低飛行目標(biāo)，但其在探測和跟蹤過程中會(huì)遇到較多問題，如受地面背景影響其信號(hào)強(qiáng)度減弱和受多個(gè)虛假目標(biāo)影響而難以進(jìn)行相關(guān)的探測工作，紅外搜索跟蹤系統(tǒng)則可以很好地避免上述現(xiàn)象。由于該系統(tǒng)的探測方式較為特殊，可以進(jìn)行被動(dòng)探測，不易被發(fā)現(xiàn)且能夠進(jìn)行全面跟蹤，可以抵御反輻射導(dǎo)彈或射頻定位傳感器的襲擊，并且不會(huì)因外界因素而無法正常工作。另外，由于其角度分辨率較高，因此，它可以用無源的機(jī)動(dòng)飛行分辨距離速率和距離，可以透過煙霧探看作戰(zhàn)地區(qū)的情況，進(jìn)而可以更好地進(jìn)行低空防空[3]。

紅外搜索跟蹤系統(tǒng)的應(yīng)用原理較為簡單，通常是借助紅外探測器，且此探測器是以垂直線列形式工作的，其方位掃描和掃描視場皆成一個(gè)角度，前者角度大小為36°，后者角度需小于10°。巡航導(dǎo)彈、遙控駕駛飛行器、直升飛機(jī)以及人為操控的低空飛機(jī)等紅外搜索跟蹤裝置都有自身的特性，紅外搜索系統(tǒng)需對(duì)以上目標(biāo)的特性進(jìn)行一個(gè)全面的了解，目標(biāo)對(duì)象并不是勻速運(yùn)行的，其速度會(huì)由30 m/s加速到450 m/s，且它們的推進(jìn)系統(tǒng)也不同。同時(shí)，目標(biāo)的相關(guān)情況與相關(guān)設(shè)備都有著較大的差異性，目標(biāo)紅外空間分布與方位角有著密切的聯(lián)系并以強(qiáng)函數(shù)的形式表現(xiàn)，紅外發(fā)射強(qiáng)度也不一致，其數(shù)量級(jí)不斷發(fā)生變化。

2.3 衛(wèi)星探測

衛(wèi)星載紅外搜索跟蹤系統(tǒng)的應(yīng)用較為廣泛，它可以對(duì)地面背景下的空中飛行器進(jìn)行探測跟蹤，同時(shí)也可以探測跟蹤處于助推階段的導(dǎo)彈燃?xì)饬?，雖然早期的衛(wèi)星報(bào)警系統(tǒng)不具備紅外搜索跟蹤系統(tǒng)的特征與功能，但為完善其內(nèi)容，衛(wèi)星報(bào)警系統(tǒng)也列入了其范疇。在低信噪比環(huán)境下，衛(wèi)星報(bào)警系統(tǒng)很難準(zhǔn)確探測到干擾中的目標(biāo)，且云層類型、地區(qū)類型以及地面背景具有復(fù)雜性，會(huì)干擾其探測工作，在此情況下，紅外跟蹤系統(tǒng)無法對(duì)微弱目標(biāo)進(jìn)行全面跟蹤，因此需要紅外搜索系統(tǒng)做出報(bào)警，以便能夠迅速探測到微弱目標(biāo)，從而能夠提高探測的速度和效率。

紅外搜索跟蹤系統(tǒng)裝置與其它系統(tǒng)不一樣，其中的下視系統(tǒng)具有較高的下視能力，可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，能夠不受外界條件干擾快速捕獲微弱目標(biāo)，這也是其它系統(tǒng)沒有的特征。通常情況下，經(jīng)過反射的目標(biāo)信號(hào)會(huì)發(fā)生一定的變化，對(duì)參考背景而言它并不是靜止的，從而可以從背景中捕獲目標(biāo)?？蛰d紅外搜索跟蹤系統(tǒng)可以發(fā)揮自身的優(yōu)勢彌補(bǔ)傳感器的缺陷，此外，其還可以通過信號(hào)的處理，快速選擇波段，而空中飛行器很難被探測，因此，像素配準(zhǔn)在多幀處理技術(shù)中有著關(guān)鍵性作用。大部分系統(tǒng)都要對(duì)目標(biāo)的面積、溫度、頻率修正以及監(jiān)視面積和位置進(jìn)行詳細(xì)分析，不斷滿足實(shí)際要求，對(duì)傳感器而言，軌跡面積的值便是其最為關(guān)鍵的參數(shù)，在此基礎(chǔ)上，要對(duì)探測器的投影情況進(jìn)行分析，得到其在地面上的最低點(diǎn)投影，進(jìn)而為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，最終決定其技術(shù)要求[4]。

3 結(jié)語

紅外搜索跟蹤系統(tǒng)在軍事偵查中占有絕對(duì)的優(yōu)勢，不僅可以進(jìn)行空中監(jiān)視，而且可以進(jìn)行低空防空和衛(wèi)星監(jiān)測，從而可以為軍事偵查提供安全性、準(zhǔn)確性以及便捷性。因此，在實(shí)際的軍事偵查過程中，需充分發(fā)揮紅外搜索跟蹤系統(tǒng)的作用，尤其是當(dāng)前的社會(huì)背景和時(shí)代局面下，更需不斷升級(jí)和改進(jìn)紅外搜索跟蹤系統(tǒng)，以便更好地滿足現(xiàn)代軍事需求，從而不斷提高軍事水平和能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 翟尚禮，白俊奇.紅外搜索跟蹤系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和解決途徑[J].指揮信息系統(tǒng)與技術(shù)，2013，4（6）：62-63.

[2] 劉忠領(lǐng)，于振紅，李立仁，等.紅外搜索跟蹤系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代防御技術(shù)，2014，42（2）：97-99.

[3] 張樂，梁冬明，姚梅，等.紅外搜索跟蹤系統(tǒng)作用距離等效折算[J].紅外與激光工程，2013，42（1）：27-29.

[4] 郭晟男，付躍剛，劉智穎，等.紅外搜索跟蹤系統(tǒng)中的雙波段共孔徑光學(xué)設(shè)計(jì)[J].光電技術(shù)應(yīng)用，2013，28（6）：37-39.endprint