信號處理在艦船目標識別中研究發展綜述

孫菲

摘要：隨著我國國際競爭力的逐漸提高，現代化的艦船目標識別技術也已經取得了長足的進展，目標識別系統作為海軍武器的重要技術，對整體海上實力的發展有一定的決定作用，本文對信號處理技術進行了一定的闡述，希望能夠推進船艦目標識別技術的進一步發展。

關鍵詞：信號處理；船艦目標識別；發展

現代化科學技術的不斷發展和深入，使得我國的海下的武器朝著智能化和數字化的方向發展，而作為極為重要和關鍵的目標識別技術，其中的信號處理是最為關鍵，也是最為基礎的內容，是對海下的武器進行識別，尋找，跟蹤，分析的重要一環，因此對信號處理進行分析，研究其在船艦目標識別中的作用，有著很重要的現實意義。

一、信號處理

所謂的船艦海下信號處理，指的就是在突發事件發生時，船艦對對方發射的信號，武器等特征信息進行去除干擾，跟蹤分析，綜合運算，數據交換等科學處理手段操作，繼而得出的本質信息數據，得出想要的信息數據的過程。

而進行信號處理的目的，就是為了讓船艦在目標識別的過程中，能夠更好的削減干擾信號源，除去雜質干擾信息，將信號進行強化，然后進行傳輸，分析處理，以此為海戰或者是其他軍事行動做好鋪墊，掌握最精準的信息，打好現代化的信息戰。

二、船艦目標識別

船艦的目標識別可以分為主動的目標識別，以及被動的識別，均己用來探查水下武器以及相關的信息[1]。

所謂的主動識別，顧名思義，就是對水下能夠進行主動攻擊的武器進行識別，比如魚類等等，船艦的目標識別，識別的便是魚類等具有主動攻擊性質的武器，散發出的相應信號，而通過對這些聲波數據進行識別，并利用回波，來輔助船艦感知對方敵艦的位置以及魚類等武器的攻擊力度，根據一系列傳回的信息，來輔助船艦做出下一步的攻擊或者是防御決策。

而被動識別則與之相反，是屬于防御性質的識別，將識別系統安裝在水雷等武器中，來收集敵方武器自身發出的信號，比如，水壓變化，磁場改變，以及運作發出的噪聲等等，通過提取和分析收集到的信號，來為之后的攻擊和防御的決策做依據。

三、信號處理技術在船艦目標識別中的發展現狀

船艦目標識別技術隨著我國科學技術的飛快進步，逐漸朝著信息化的方向，智能化的方向發展，因此，在時代的發展下，目標識別技術不僅包括著信號的處理技術，也包括著網絡科學技術。雖然，科學技術的發展迅速，但是，對于海下的武器來說，卻出現了武器更新換代較慢，相應發展理論較少的窘狀，這就使得新興的科技成果應用在船艦武器上的機會較少，無法得到順利的發展，而這也是因為船艦目標識別的特殊性，涉及到了我國的機密，無法進行公開的學術討論和研究的原因[2]。

從某一角度來說，船艦目標識別就是一項專門的海中信號處理的技術，但是，因為海中環境不如陸地，極其復雜多變，這就給船艦的目標識別帶來了一定的難度，而信號處理技術也在發展中不斷的遇到瓶頸。

其阻礙發展的原因有以下幾條，其一，海下環境復雜多變，信號的傳輸面臨著渠道不暢通的問題，也極易受到外界因素的影響而產生干擾和破壞。其二，海水中水流的聲響，魚類的游動所產生的聲波和噪音，會為信號目標的除干擾帶來一定的阻礙，增加工作難度，不僅如此，船艦自身在行駛中也會帶來一定的聲響，影響信號的處理工作。

四、信號處理在船艦目標識中的研究發展

（一）高階譜高統計量的研究發展

在船艦的目標識別過程中，高階譜是功率譜以及相關譜分析分析的高階發展，它利用了高統計量的運算特點，能夠自動的去壓制噪聲對于目標識別，信號處理來說有一定的保護作用。

不僅如此，高階統計量可以對海下平穩傳播的噪音進行抑制，這就有效的避免了海水之下魚類游動產生的噪聲對信號產生的干擾，提高了目標識別中信號處理的質量和效率。而且，高階譜相對線譜，功率譜，動態譜來說，具有更加科學的數據信息提取能力，而且其中的高階統計量要比二階的統計量包含的更加龐大的數據信息，更能夠全面的分析和解讀目標識別下信息處理的結果。

（二）小波變換的研究和發展

關于小波分析法在艦船的目標識別中的使用，多是對目標的噪聲進行提取，對回波信號的特點進行研究。

而在使用小波變化技術使用的時候，將功率譜等譜分析法和小波的分析進行充分的結合，將譜分析中的特征進行提取，隨后利用數據進行模擬的實驗和數據的分類實驗，通過實驗數據進行對比，來找到其中的優越因素[3]。

而對于回波信號的提取，需要將艦船下回波邊緣的特點進行提取和識別，然后進行分類，利用分解能量特征，模極值特征，以及嫡特征，和網絡特征來對回波信號進行分析，有助于目標的識別和信號的分類處理。

（三）現代信號處理理論一混沌理論

混沌理論，是現代化科學技術，專業知識發展下而產生的包含科學和物理學知識的信號處理技術理論。

對于艦船來說，目標識別過程中產生的干擾噪聲信號，也有艦船自身輻射而產生的具有混沌特性的，這也就導致了艦船在提取相應目標信號的的時候，所得到的數據信息也有一定的不確定性。

根據混沌理論，將海下的目標所產生的噪聲進行非線性的特征的提取，以此來對水上目標和艦船的目標進行區分，其混沌理論對艦船識別水生目標提供了一定的理論依據和全新的思路方法。

五、結束語

現代科技的發展使得我國的海軍，以及海上武器都朝著信息化和智能化的方向發展，作為艦船目標識別中最重要的組成部分，信息處理技術決定了目標識別的質量和精準，其提供的數據信息更是為之后的海軍作戰提供了精準的數據支持，推動著我國水中兵器的健康發展。

參考文獻：

[1]艾小凡.天波超視距雷達干擾與雜波信號處理技術研究[D].西安電子科技大學，2016.

[2]王春宇.天波超視距雷達目標仿真與信號處理算法研究[D].哈爾濱工業大學，2008.

[3]徐文，鄢社鋒，季飛，陳景東，張杰，趙航芳，陳戈，吳永清，余華，張歆，許肖梅，陳惠芳.海洋信息獲取、傳輸、處理及融合前沿研究評述[J].中國科學：信息科學2016，46（08）：1053-1085.