江志浩，王雅芬，鄭義成，張愷翊

（中國(guó)人民解放軍91977部隊(duì)，北京 102249）

0 引言

目標(biāo)特性是目標(biāo)自身具有、彼此相對(duì)獨(dú)立的內(nèi)在屬性特征和外部運(yùn)行規(guī)律[1]。目標(biāo)特性數(shù)據(jù)是國(guó)家和軍隊(duì)最重要、最基礎(chǔ)的資源之一，是國(guó)防大數(shù)據(jù)建設(shè)的資源組成部分。長(zhǎng)期以來(lái)，目標(biāo)特性數(shù)據(jù)始終是武器裝備開(kāi)展技術(shù)研究、設(shè)計(jì)研制、試驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)依據(jù)[2-4]。

一體化聯(lián)合作戰(zhàn)需要一體化聯(lián)合信息保障，一體化聯(lián)合作戰(zhàn)條件下的目標(biāo)情報(bào)保障對(duì)目標(biāo)特性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)種類、保障對(duì)象、應(yīng)用方式和范圍提出了更高的要求，需結(jié)合作戰(zhàn)、訓(xùn)練任務(wù)在實(shí)際或模擬場(chǎng)環(huán)境下研究目標(biāo)特性數(shù)據(jù)需求。

1 目標(biāo)特性數(shù)據(jù)類型

目標(biāo)在作戰(zhàn)指揮中的定義是：交戰(zhàn)雙方為實(shí)現(xiàn)某種作戰(zhàn)意圖，彼此進(jìn)行跟蹤、打擊、壓制、攻占或摧毀的對(duì)象[1]。作戰(zhàn)中的目標(biāo)既包括敵我雙方參與作戰(zhàn)的飛機(jī)、坦克、車輛、艦艇、衛(wèi)星等平臺(tái)，也包括來(lái)襲導(dǎo)彈、魚(yú)（水）雷、作戰(zhàn)機(jī)器人、UUV/UAV、潛（?。?biāo)等武器和傳感器目標(biāo)，還包括各類作戰(zhàn)工事、指揮所、部隊(duì)甚至人員等目標(biāo)。

目前，目標(biāo)特性及目標(biāo)特性數(shù)據(jù)的研究一般從7個(gè)方面開(kāi)展，即基本特性、運(yùn)動(dòng)特性、輻射散射特性、物理場(chǎng)特性、尾跡特性、對(duì)抗特性、易損特性，如圖1所示。

圖1 目標(biāo)特性數(shù)據(jù)研究的基本類型Fig. 1 Basic types of target characteristic data research

其中，基本特性包括目標(biāo)基本描述、幾何、結(jié)構(gòu)、材料、裝備等特性信息；運(yùn)動(dòng)特性包括目標(biāo)機(jī)動(dòng)性能、軌道、微動(dòng)等特性信息；輻射散射特性包括目標(biāo)光學(xué)輻射（含可見(jiàn)光、紅外、紫外線等）、光學(xué)輻射、電磁輻射（包括通信輻射源、雷達(dá)輻射源、電磁指紋特征等）[3，5]、電磁散射、聲學(xué)輻射、聲學(xué)散射、核輻射等特性信息；物理場(chǎng)特性包括電場(chǎng)、磁場(chǎng)、壓力場(chǎng)等特性信息；尾跡特性包括車輛、導(dǎo)彈、艦船等目標(biāo)留下的尾跡、尾流的幾何結(jié)構(gòu)、光學(xué)和殘留物等特性信息；對(duì)抗特性包括作戰(zhàn)目標(biāo)有源干擾或無(wú)源干擾措施的特性信息；易損特性包括涉及目標(biāo)易損性的功能、結(jié)構(gòu)、損管措施、毀傷判斷等特性信息。

目標(biāo)情報(bào)是作戰(zhàn)指揮決策的重要依據(jù)，其主要內(nèi)容包括目標(biāo)的位置、性質(zhì)、作用、規(guī)模、材質(zhì)、特征、構(gòu)造、要害、防護(hù)、環(huán)境等，目標(biāo)特性數(shù)據(jù)是形成目標(biāo)情報(bào)的主要依據(jù)和重要組成部分。作戰(zhàn)指揮決策的核心問(wèn)題是解決目標(biāo)“在哪里”、“是什么”、“在干什么”、“如何應(yīng)對(duì)”、“應(yīng)對(duì)效果如何”等問(wèn)題，即預(yù)警偵察、目標(biāo)識(shí)別、跟蹤監(jiān)視、指揮決策、效果評(píng)估等。因此，目標(biāo)特性數(shù)據(jù)研究和應(yīng)用分析也必將著眼以上幾個(gè)方面開(kāi)展。

2 國(guó)內(nèi)外目標(biāo)特性研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

歐美強(qiáng)國(guó)在目標(biāo)特性領(lǐng)域的研究起步較早、發(fā)展相對(duì)成熟，在目標(biāo)特性理論研究、特征采集、數(shù)據(jù)應(yīng)用、信息管理等方面的建設(shè)相對(duì)完善。在理論研究方面，已在目標(biāo)散射、輻射特征形成機(jī)理研究取得突破，形成了相對(duì)完善的目標(biāo)特性與數(shù)據(jù)理論，建立了部分目標(biāo)特性模型和基于模型的數(shù)據(jù)生成模型，從而打破了傳統(tǒng)基于“先驗(yàn)知識(shí)”的研究模式；在目標(biāo)特征采集方面，已實(shí)現(xiàn)時(shí)、空、頻、環(huán)境及各種變換域的聯(lián)合特征數(shù)據(jù)提取和分析，極大提高了目標(biāo)特性數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、置信度和可用性；在數(shù)據(jù)應(yīng)用方面，目標(biāo)特性研究和管理不但始終貫穿于裝備研制、試驗(yàn)和使用的全壽命周期，且在戰(zhàn)場(chǎng)偵察、目標(biāo)打擊、指揮決策、戰(zhàn)場(chǎng)評(píng)估等方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)；在體系建設(shè)方面，美國(guó)已將目標(biāo)特性數(shù)據(jù)作為國(guó)家戰(zhàn)略信息資源，成立了中央測(cè)量與特征情報(bào)機(jī)構(gòu)（Central MASINT Organization，CMO），直接隸屬于國(guó)防情報(bào)局，建立了國(guó)家目標(biāo)與威脅特性數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（National Target/Threat Signatures Data System，NTSDS），實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)特性數(shù)據(jù)在國(guó)家層面的統(tǒng)管和共享應(yīng)用。

如美國(guó)為了發(fā)展彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)（Ballistics Missile Defense System，BMDS）、戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)（Theater Missile Defense，TMD）、國(guó)家導(dǎo)彈防御系統(tǒng)（National Missile Defense，NMD），早在20世紀(jì)60年代開(kāi)始就對(duì)全球?qū)椖繕?biāo)進(jìn)行了長(zhǎng)期測(cè)量與深入研究，并通過(guò)“觀察島”、“沃·淪岑”導(dǎo)彈觀測(cè)船等移動(dòng)平臺(tái)長(zhǎng)期采集外軍導(dǎo)彈、火箭等目標(biāo)特性數(shù)據(jù)，建立并完善了數(shù)據(jù)庫(kù)；美國(guó)“無(wú)暇”號(hào)水聲監(jiān)測(cè)船、P-3C反潛巡邏機(jī)長(zhǎng)期搜集全球尤其是亞太地區(qū)各類水面、水下目標(biāo)的特征數(shù)據(jù)；美軍的聯(lián)合建模與仿真系統(tǒng)（Joint Modeling and Simulation System，JMASS）將武器裝備的射頻、光電、紅外與環(huán)境特性相結(jié)合，能有效模擬電磁、紅外、可見(jiàn)光、聲波等輻射與傳輸，可為作戰(zhàn)指揮、輔助決策提供客觀依據(jù)；加拿大專門為目標(biāo)特性研究與綜合測(cè)試建造的“尋求”號(hào)試驗(yàn)船，搭載了目標(biāo)特性綜合分析與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與試驗(yàn)驗(yàn)證，能夠?yàn)榕炌繕?biāo)特性研究和作戰(zhàn)應(yīng)用探索有效的技術(shù)途徑。北約一直致力于目標(biāo)特性理論、數(shù)據(jù)建設(shè)和應(yīng)用研究，并在非合作目標(biāo)識(shí)別領(lǐng)域取得較大突破，尤其是毫米波雷達(dá)識(shí)別能力已經(jīng)初具實(shí)戰(zhàn)能力。此外，歐美軍事強(qiáng)國(guó)不僅在目標(biāo)特性相關(guān)基礎(chǔ)建設(shè)、數(shù)據(jù)資源、體系優(yōu)化等方面發(fā)展成熟，還建立了盟國(guó)間的資源共享、利益互惠機(jī)制，如大西洋地區(qū)海上網(wǎng)絡(luò)（Marine Atlantic Regions Network，MARNET）項(xiàng)目能夠?yàn)樗袣W盟成員國(guó)提供外軍艦船技術(shù)性能、試驗(yàn)數(shù)據(jù)等服務(wù)。

我國(guó)在目標(biāo)特性領(lǐng)域起步較晚，但發(fā)展迅速，在目標(biāo)測(cè)量、數(shù)據(jù)生產(chǎn)、理論研究、試驗(yàn)方法、模型研究等方面取得了一定的成果。目前，已經(jīng)相繼建立多個(gè)高水平目標(biāo)特性測(cè)量試驗(yàn)場(chǎng)（室），配套先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備，并結(jié)合我國(guó)多行重點(diǎn)武器型號(hào)研制及相關(guān)專業(yè)技術(shù)發(fā)展的需要，開(kāi)展了多種敵我空中、水面、水下、地面和固定設(shè)施的目標(biāo)特性研究，已完成一批敵我目標(biāo)特性數(shù)據(jù)產(chǎn)品，積累了一定的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。但總體而言，我國(guó)在目標(biāo)特性數(shù)據(jù)實(shí)戰(zhàn)化應(yīng)用方面與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家還存在一定差距。

3 目標(biāo)特性數(shù)據(jù)應(yīng)用分析

3.1 在目標(biāo)識(shí)別中的應(yīng)用

超視距作戰(zhàn)是信息化條件下現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的主要特征之一，因此對(duì)目標(biāo)的遠(yuǎn)程預(yù)警是作戰(zhàn)中最重要的環(huán)節(jié)之一。目標(biāo)發(fā)現(xiàn)、目標(biāo)識(shí)別、目標(biāo)跟蹤是實(shí)施目標(biāo)遠(yuǎn)程預(yù)警的 3個(gè)步驟，其中目標(biāo)識(shí)別[6-7]既是確定目標(biāo)身份、屬性、類型的關(guān)鍵步驟，也是開(kāi)展目標(biāo)跟蹤監(jiān)視和實(shí)施戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)行動(dòng)的基礎(chǔ)。

對(duì)目標(biāo)的遠(yuǎn)程預(yù)警手段主要有雷達(dá)探測(cè)、輻射源偵測(cè)、航天偵察、水聲對(duì)抗偵察等，各種手段均需通過(guò)目標(biāo)識(shí)別確定目標(biāo)身份信息，但幾乎所有的目標(biāo)識(shí)別方法（算法）均離不開(kāi)目標(biāo)特征數(shù)據(jù)的支撐；可以說(shuō)，目標(biāo)識(shí)別是目標(biāo)遠(yuǎn)程預(yù)警、目標(biāo)跟蹤監(jiān)視、戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)分析的主要依據(jù)，而目標(biāo)特征數(shù)據(jù)是目標(biāo)識(shí)別的主要依據(jù)。

雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別[8-10]是利用在雷達(dá)探測(cè)回波中提取目標(biāo)時(shí)域、頻域、極化域等方面的雷達(dá)目標(biāo)特征，對(duì)目標(biāo)類型、屬性、威脅等級(jí)進(jìn)行判斷的過(guò)程。雷達(dá)目標(biāo)特性反應(yīng)了雷達(dá)波照射下的被觀測(cè)目標(biāo)的電磁散射特性[8]。傳統(tǒng)的雷達(dá)目標(biāo)特征主要包括高度、速度、加速度、P顯輪廓、多普勒特性、低分辨率起伏特性等，可根據(jù)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)、尺寸等特性的明顯差異進(jìn)行目標(biāo)類型的識(shí)別，也可根據(jù)目標(biāo)RSC時(shí)間序列獲取其幾何特征和形狀特性從而開(kāi)展目標(biāo)識(shí)別[9-10]。近年來(lái)，新體制、超寬帶、高分辨率雷達(dá)技術(shù)逐漸成熟，使實(shí)現(xiàn)目標(biāo)型號(hào)甚至目標(biāo)個(gè)體識(shí)別成為可能。如，一維距離像[11]因與目標(biāo)外形具有強(qiáng)相關(guān)性，利用目標(biāo)一維距離像特征可以獲取目標(biāo)尺寸、形狀等目標(biāo)信息，超分辨率雷達(dá)的二維 ISAR成像[12]可同時(shí)反應(yīng)目標(biāo)在距離分辨率和角度分辨率上的反射特性，利用人工智能技術(shù)在視覺(jué)識(shí)別上的成功經(jīng)驗(yàn)，基于目標(biāo)一維距離像、二維ISAR成像特性，可將雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別等效為一個(gè)圖像識(shí)別問(wèn)題。

輻射源識(shí)別是利用目標(biāo)通信、雷達(dá)等設(shè)備發(fā)射的各類電磁輻射源特征開(kāi)展目標(biāo)識(shí)別，主要包括雷達(dá)輻射源識(shí)別和通信輻射源識(shí)別。其中，雷達(dá)輻射源識(shí)別[1，13-14]因技術(shù)發(fā)展相對(duì)成熟、實(shí)戰(zhàn)化能力強(qiáng)在得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的雷達(dá)輻射源識(shí)別主要根據(jù)雷達(dá)信號(hào)脈沖描述字（Pulse Description Word，PWD）[15]形成的特征向量；20世紀(jì)末開(kāi)始，隨著脈沖壓縮雷達(dá)的廣泛使用，PWD已經(jīng)逐漸難以準(zhǔn)確描述雷達(dá)輻射源的信號(hào)特征，因此脈內(nèi)調(diào)制（如相位編碼、頻率編碼、線性調(diào)頻等）、脈間調(diào)制（如組變、參差、滑變、捷變頻等）等細(xì)微特征逐漸成為雷達(dá)輻射源識(shí)別的主要依據(jù)；同時(shí)，為支撐對(duì)特定目標(biāo)個(gè)體識(shí)別（Specific Emitter Identification，SEI），開(kāi)展了大量雷達(dá)輻射源無(wú)意調(diào)制特征研究，常用的無(wú)意調(diào)制特征有：脈沖上升/下降沿系數(shù)、脈內(nèi)波紋系數(shù)、頻率穩(wěn)定度等。

航天偵察[16]具有作用有效距離遠(yuǎn)、范圍廣、載荷手段多等優(yōu)點(diǎn)，因此天基戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)信息支援是提升戰(zhàn)場(chǎng)偵察預(yù)警能力的重要手段。常用的航天偵察手段主要有電子偵察、光學(xué)遙感、SAR[17-19]等。其中，電子偵察衛(wèi)星中的目標(biāo)識(shí)別與輻射源識(shí)別類似；光學(xué)、遙感衛(wèi)星可利用目標(biāo)遙感影像、高光譜圖像、可見(jiàn)光偵照等數(shù)據(jù)支撐實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別；此外，SAR手段除了利用SAR圖像進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別外，還能利用目標(biāo)介電常數(shù)、極化等特性輔助實(shí)現(xiàn)目標(biāo)材質(zhì)、反射體面特征的判讀，從而提高目標(biāo)識(shí)別的準(zhǔn)確度。

水聲對(duì)抗偵察是對(duì)敵方目標(biāo)的各類聲信號(hào)進(jìn)行偵察，主要是艦船或魚(yú)雷動(dòng)力裝置引起的噪聲信號(hào)、主動(dòng)聲學(xué)裝備發(fā)射的探測(cè)信號(hào)等，為水聲對(duì)抗和水下作戰(zhàn)提供敵方目標(biāo)聲學(xué)信息。常用的水聲目標(biāo)特性包括噪聲線譜、強(qiáng)度、時(shí)頻、聲紋等聲輻射特征，回聲亮點(diǎn)、回波強(qiáng)度等聲散射特征，以及水中電場(chǎng)、水中磁場(chǎng)、水壓力場(chǎng)等非聲特性。其中，艦艇目標(biāo)的輻射噪聲特性是水下作戰(zhàn)領(lǐng)域進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別、對(duì)抗偵察的重要依據(jù)，這些特性既包括機(jī)械噪聲特性，又包括螺旋槳噪聲特性和水動(dòng)力噪聲特性；且這些噪聲特性受水下戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性影響呈時(shí)變、非高斯、非線性、非平穩(wěn)、多剖面分布。

此外，各類偽裝、隱身技術(shù)的發(fā)展和實(shí)戰(zhàn)化應(yīng)用給戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)識(shí)別帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)，目標(biāo)特性數(shù)據(jù)在目標(biāo)識(shí)別中的廣泛應(yīng)用有助于提高復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下對(duì)隱身和偽裝目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)識(shí)別能力。例如，目標(biāo)多光譜輻射、散射特性能一定程度反應(yīng)目標(biāo)材料、成分等信息，有助于對(duì)偽裝物或掩體的研判。

3.2 在目標(biāo)指示中的應(yīng)用

目標(biāo)指示就是將擬攻擊目標(biāo)的特征信息傳輸給武器系統(tǒng)，從而保障火力打擊的準(zhǔn)確性和有效性[20-22]?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，隨著武器系統(tǒng)攻擊距離的不斷延伸和精確制導(dǎo)技術(shù)、多模復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)目標(biāo)指示的精度、類型和方式提出了更高的要求。目前，常用的目標(biāo)指示技術(shù)主要有：雷達(dá)引導(dǎo)、電視制導(dǎo)、紅外制導(dǎo)、反輻射制導(dǎo)、主/被動(dòng)聲納引導(dǎo)、毫米波制導(dǎo)、激光制導(dǎo)、微波制導(dǎo)等[20]。一般通過(guò)2種方式實(shí)現(xiàn)[21-22]：1）武器系統(tǒng)自身傳感器指示，如彈載雷達(dá)、目標(biāo)指示雷達(dá)、火控雷達(dá)等；2）外部傳感器信息引導(dǎo)，如衛(wèi)星引導(dǎo)、預(yù)警機(jī)引導(dǎo)、直升機(jī)引導(dǎo)、協(xié)同探測(cè)引導(dǎo)等。無(wú)論何種技術(shù)或方式，武器系統(tǒng)在進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)、命中點(diǎn)選擇、尋的跟蹤時(shí)，均需要目標(biāo)特性數(shù)據(jù)的支撐，且隨著多模復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，有時(shí)候往往需要多種類型的數(shù)據(jù)支撐。

3.3 在指揮決策中的應(yīng)用

目標(biāo)威脅評(píng)估[23-24]、意圖預(yù)測(cè)[25]是在作戰(zhàn)指揮決策的基礎(chǔ)分析工作，是指揮員準(zhǔn)確掌握戰(zhàn)場(chǎng)綜合態(tài)勢(shì)、形成指揮決策方案的依據(jù)和前提[26]。戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、目標(biāo)特性是支撐威脅評(píng)估和意圖預(yù)測(cè)的主要信息（數(shù)據(jù)）來(lái)源。以對(duì)空威脅判斷為例，除相關(guān)情報(bào)信息、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)支撐外，還需要作戰(zhàn)性能、電子干擾能力、攻擊樣式、攻擊火力、最佳截?fù)粑恢玫饶繕?biāo)特性數(shù)據(jù)；以目標(biāo)意圖預(yù)測(cè)為例，對(duì)目標(biāo)特性數(shù)據(jù)的要素應(yīng)包括機(jī)動(dòng)性能、載彈能力、作戰(zhàn)方式、輻射源工作模式及對(duì)應(yīng)參數(shù)特征等。

作戰(zhàn)指揮決策中，彈目匹配和火力分配[27]是作戰(zhàn)方案生成的2個(gè)重要環(huán)節(jié)，旨在選擇恰當(dāng)類型、數(shù)量的武器攻擊/攔截適合的敵方目標(biāo)，達(dá)到最佳的作戰(zhàn)效能（打擊效果、費(fèi)效比等多方面）。而制定彈目匹配方案和火力分配方案時(shí)，除當(dāng)前戰(zhàn)場(chǎng)綜合態(tài)勢(shì)、武器系統(tǒng)戰(zhàn)斗部毀傷性能外，主要依據(jù)為擬攻擊目標(biāo)的目標(biāo)特性，如局部結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度模型、抗沖擊波爆破性能、抗破片殺傷性能、抗侵徹爆破性能等易損特性。

在水下作戰(zhàn)中，聲誘餌主要用于模擬我方潛艇的噪聲特性，為擺脫敵方反潛兵力或規(guī)避來(lái)襲魚(yú)雷贏得機(jī)會(huì)。其中，自航式聲誘餌還能模擬潛艇機(jī)動(dòng)特性甚至磁場(chǎng)特性、尾流特性，從而更好地完成水下兵力對(duì)抗任務(wù)。但只有在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)投放聲誘餌，才能極大發(fā)揮聲誘餌的作戰(zhàn)效能。因此，除我方目標(biāo)機(jī)械噪聲、螺旋槳噪聲、水動(dòng)力噪聲等特性外，水下作戰(zhàn)輔助決策和聲誘餌作戰(zhàn)使用還需外軍水下目標(biāo)聲輻射噪聲、對(duì)抗特性、運(yùn)動(dòng)特性以及海洋環(huán)境特性的支撐。

3.4 在毀傷效果評(píng)估中的應(yīng)用

毀傷效果評(píng)估（Battle Damage Assessment，BDA）是作戰(zhàn)的重要環(huán)節(jié)，既是檢驗(yàn)打擊方案實(shí)施情況和打擊效果的有效性，也是調(diào)整打擊方案和實(shí)施后續(xù)壓制的依據(jù)[28-29]。

偵察衛(wèi)星、航空偵察飛機(jī)、UUV、UAV、武器視頻、電子戰(zhàn)等偵察力量搜集的戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)是毀傷效果評(píng)估的主要依據(jù)。在進(jìn)行毀傷效果評(píng)估時(shí)，對(duì)“硬毀傷”的效果評(píng)估一般通過(guò)打擊前后的目標(biāo)圖像對(duì)比，分析其幾何特征、結(jié)構(gòu)特征、文理特征的變化情況，判斷其毀傷程度；對(duì)“軟毀傷”的效果評(píng)估一般通過(guò)對(duì)打擊前后目標(biāo)的通信、雷達(dá)、導(dǎo)航設(shè)備發(fā)射電磁信號(hào)情況的對(duì)比，判斷對(duì)敵方指揮、控制、通信、情報(bào)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的毀傷程度；此外，還需利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，通過(guò)目標(biāo)易損性/戰(zhàn)斗部威力分析（Vulnerability and Lethality，V/L）模型，結(jié)合戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視情報(bào)，評(píng)估特定武器打擊特定目標(biāo)的目標(biāo)毀傷效果。

4 目標(biāo)特性數(shù)據(jù)及應(yīng)用技術(shù)展望

4.1 目標(biāo)特性大數(shù)據(jù)應(yīng)用于目標(biāo)數(shù)據(jù)融合

目標(biāo)特性數(shù)據(jù)作為國(guó)防大數(shù)據(jù)的重要組成部分，具有典型的“4V”大數(shù)據(jù)特征，如數(shù)據(jù)量大（Volume）、來(lái)源和種類多（Variety）、時(shí)效性強(qiáng)（Velocity）、高價(jià)值（Value）等[30]。未來(lái)，大數(shù)據(jù)技術(shù)在信息化作戰(zhàn)指揮中發(fā)揮重要作用，有助于進(jìn)一步聚合信息資源優(yōu)勢(shì)，提升體系對(duì)抗能力。

目前，戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)特性大數(shù)據(jù)分析技術(shù)還相對(duì)薄弱，距離“數(shù)據(jù)力轉(zhuǎn)化戰(zhàn)斗力”還存在一定差距，難以滿足目標(biāo)數(shù)據(jù)融合需求，需在以下幾個(gè)方面有所突破：

1）基于多源目標(biāo)特性的數(shù)據(jù)深度融合：目前，基于目標(biāo)特性數(shù)據(jù)的多傳感器手段協(xié)同、融合識(shí)別能力初步形成，但數(shù)據(jù)融合深度、廣度還不夠，現(xiàn)有系統(tǒng)處理架構(gòu)、數(shù)據(jù)建設(shè)方式與戰(zhàn)場(chǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用不相適應(yīng)，難以實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、目標(biāo)特性等戰(zhàn)場(chǎng)大數(shù)據(jù)的快速采集、檢索。依托人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，突破大差異目標(biāo)時(shí)空關(guān)聯(lián)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)融合、異構(gòu)知識(shí)融合等關(guān)鍵技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)數(shù)據(jù)深度融合的有效途徑。

2）作戰(zhàn)目標(biāo)特征的規(guī)律挖掘：現(xiàn)有目標(biāo)特性數(shù)據(jù)生產(chǎn)和管理方式往往與目標(biāo)特定功能或測(cè)量手段相關(guān)，這些數(shù)據(jù)形成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)，描述了特定目標(biāo)在特定條件下的特征。如果利用大數(shù)據(jù)技術(shù)從這些數(shù)據(jù)中找出關(guān)聯(lián)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律，一方面可極大提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性；另外一方面，形成的目標(biāo)特性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系、規(guī)律等衍生信息將為作戰(zhàn)目標(biāo)數(shù)據(jù)保障提供更加精準(zhǔn)、全面的目標(biāo)信息。

3）作戰(zhàn)目標(biāo)知識(shí)圖譜構(gòu)建：知識(shí)圖譜[31]本質(zhì)上是結(jié)構(gòu)化的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)，適用描述目標(biāo)及其相互關(guān)系；戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)知識(shí)圖譜將改變目標(biāo)特性數(shù)據(jù)的索引方式，形成全新的目標(biāo)信息描述知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，有助于作戰(zhàn)目標(biāo)數(shù)據(jù)（集）的快速形成，向指揮機(jī)構(gòu)和指揮員提供經(jīng)過(guò)分類整理的結(jié)構(gòu)化目標(biāo)信息。

4.2 多手段目標(biāo)特性數(shù)據(jù)生產(chǎn)與數(shù)據(jù)增強(qiáng)

在目標(biāo)特性數(shù)據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中，目標(biāo)實(shí)測(cè)是取得高價(jià)值、高置信度的目標(biāo)特性數(shù)據(jù)的最重要來(lái)源。但具體測(cè)量工作一般受測(cè)量時(shí)機(jī)、距離、環(huán)境等條件不可控因素影響，往往不可能實(shí)現(xiàn)各種環(huán)境下全要素、全方位、多手段的目標(biāo)實(shí)測(cè)，且實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可用性往往難以保障。因此，基于目標(biāo)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的模型仿真和數(shù)據(jù)增強(qiáng)、增廣是取得高置信度目標(biāo)特性數(shù)據(jù)的途徑之一，通常有基于半實(shí)物模型的數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)和基于全數(shù)字化模型的數(shù)據(jù)仿真兩種技術(shù)路線。

基于半實(shí)物模型的數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)主要是根據(jù)公開(kāi)資料和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)建立目標(biāo)模型，通常采用縮比結(jié)構(gòu)模型或物理場(chǎng)縮比模型[4]，并利用實(shí)際測(cè)量手段獲取縮比目標(biāo)數(shù)據(jù)，最后利用縮比關(guān)系將測(cè)量數(shù)據(jù)等效為目標(biāo)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。該方法具有測(cè)量成本低、環(huán)境因素可重構(gòu)、數(shù)據(jù)置信度較高等優(yōu)點(diǎn)。

基于全數(shù)字化模型的數(shù)據(jù)模擬仿真，主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)研究的虛擬建模、模擬仿真，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)特性數(shù)據(jù)模擬、修正等，如以CAD（Computer Aided Design）技術(shù)為代表的目標(biāo)三維實(shí)景建模[4]等。該方法生成的數(shù)據(jù)置信度完全依賴于目標(biāo)模型、環(huán)境模型的逼真度，在目標(biāo)特性和數(shù)據(jù)研究領(lǐng)域應(yīng)用較廣泛，但距離滿足實(shí)戰(zhàn)化應(yīng)用還有一定差距。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)增強(qiáng)、增廣的研究熱點(diǎn)之一。最新的生成式對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（Generative Adversarial Networks，GANs）[32]是一種受到零和博弈論思想啟發(fā)的生成式網(wǎng)絡(luò)模型，可以實(shí)現(xiàn)生成數(shù)據(jù)樣本的使命。GANs網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。該結(jié)構(gòu)包含1個(gè)樣本生成器X、1個(gè)生成網(wǎng)絡(luò)G、1個(gè)判別網(wǎng)絡(luò)D。其中，X輸入1個(gè)噪聲，根據(jù)真實(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模型由G生成1個(gè)逼真的樣本；D為1個(gè)二分類器，用來(lái)判斷輸入樣本的真假。訓(xùn)練過(guò)程就是G和D之間的博弈過(guò)程，期望最終使D難以區(qū)分真實(shí)數(shù)據(jù)和生成數(shù)據(jù)，完成生成網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，此時(shí)生成網(wǎng)絡(luò)G產(chǎn)生數(shù)據(jù)可認(rèn)為滿足真實(shí)的分布和特征。

圖2 生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)GANs示意圖Fig. 2 Schematic diagram of GANs structure

利用GANs模型進(jìn)行數(shù)據(jù)生成時(shí)，既不需要提前獲取真實(shí)數(shù)據(jù)的分布、也無(wú)需進(jìn)行任何先驗(yàn)數(shù)學(xué)假設(shè)，且生成數(shù)據(jù)置信度高，已被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，尤其是在圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、序列數(shù)據(jù)等方面的應(yīng)用已相對(duì)成熟。因此，GANs模型在目標(biāo)特性數(shù)據(jù)領(lǐng)域的應(yīng)用必將有利提高可見(jiàn)光圖像、紅外影像、遙感景像、SAR圖像、雷達(dá)影像、一維距離像、二維ISAR成像等圖像或視覺(jué)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模擬生成，也可用于目標(biāo)噪聲、水聲等音頻序列數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模擬生成。

以上 2種方式將有效擴(kuò)展目標(biāo)特性數(shù)據(jù)生成方式，結(jié)合目標(biāo)實(shí)測(cè)，可完善目標(biāo)特性數(shù)據(jù)建設(shè)渠道，實(shí)現(xiàn)“虛中有實(shí)、以虛補(bǔ)實(shí)、以實(shí)補(bǔ)虛”的目標(biāo)特性生產(chǎn)模式，提高目標(biāo)特性的數(shù)據(jù)量和置信度。

4.3 目標(biāo)特性機(jī)理及與戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的關(guān)系研究

戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境是戰(zhàn)場(chǎng)及其對(duì)作戰(zhàn)活動(dòng)有影響的各類情況和條件的統(tǒng)稱，是作戰(zhàn)目標(biāo)、傳感器的依存背景，是一個(gè)多維的作戰(zhàn)空間，包括地理環(huán)境、氣象環(huán)境、電磁環(huán)境、核生化環(huán)境等。為確保目標(biāo)特性數(shù)據(jù)的可用性，在目標(biāo)特性數(shù)據(jù)的生產(chǎn)時(shí)盡可能較少或弱化戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的影響，或目標(biāo)特性數(shù)據(jù)使用時(shí)盡可能抵消戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境影響因素。因此，目標(biāo)特性與戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境關(guān)系的研究主要有以下3個(gè)方向：1）目標(biāo)特性形成機(jī)理研究；2）目標(biāo)特性抗環(huán)境敏感性研究；3）戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境與目標(biāo)特性關(guān)系研究。

例如，直升機(jī)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)、機(jī)體振動(dòng)、導(dǎo)彈彈體振動(dòng)等目標(biāo)微動(dòng)特性會(huì)對(duì)雷達(dá)回波信號(hào)產(chǎn)生調(diào)制，出現(xiàn)微多普勒效應(yīng)，從而引起雷達(dá)目標(biāo)特性的細(xì)微變化，且該特征往往具有一定唯一性。通過(guò)目標(biāo)“微動(dòng)-微多普勒”特性研究，搞清不同類型直升機(jī)、不同類型漿葉在不同飛行狀態(tài)下雷達(dá)回波微多普勒效應(yīng)尤其雷達(dá)目標(biāo)特性的變化機(jī)理，不但可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)類型、型號(hào)甚至個(gè)體識(shí)別，還可獲取目標(biāo)質(zhì)量分布、發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)、直升機(jī)類型、飛行狀態(tài)等戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)情報(bào)信息，為戰(zhàn)場(chǎng)信息保障提供更加精準(zhǔn)、全面的目標(biāo)信息。目標(biāo)特性的光譜特性不僅與目標(biāo)幾何、材料、有效面積、目標(biāo)姿態(tài)等結(jié)構(gòu)特性有關(guān)，還與當(dāng)時(shí)所處光學(xué)環(huán)境、溫度環(huán)境、電磁環(huán)境等相關(guān)。但由于這些特性在采集和使用時(shí)往往難以消除環(huán)境影響，僅適用于與采集時(shí)刻相似的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，將難以適應(yīng)未來(lái)復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下的目標(biāo)特性保障需求。

5 結(jié)束語(yǔ)

長(zhǎng)期以來(lái)，目標(biāo)特性數(shù)據(jù)主要用于武器裝備技術(shù)研究、設(shè)計(jì)研制、試驗(yàn)驗(yàn)證、效能評(píng)估等各階段，但隨著新技術(shù)條件下一體化聯(lián)合作戰(zhàn)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)信息保障的迫切需求，開(kāi)展目標(biāo)特性數(shù)據(jù)服務(wù)作戰(zhàn)應(yīng)用研究是提升戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)來(lái)源、提高戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)情報(bào)保障的重要手段之一。文章從作戰(zhàn)信息保障需求出發(fā)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外目標(biāo)特性數(shù)據(jù)研究和技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了目標(biāo)特性數(shù)據(jù)在偵察預(yù)警、火力打擊、指揮決策、效果評(píng)估等方面能力和應(yīng)用前景，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)水平展望了目標(biāo)特性數(shù)據(jù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)生成技術(shù)。研究成果可為建立和完善目標(biāo)特性測(cè)量、數(shù)據(jù)生產(chǎn)、試驗(yàn)驗(yàn)證、數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)應(yīng)用、服務(wù)保障等工作提供支撐，有助于進(jìn)一步提供戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)服務(wù)保障能力。