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资料来源:Sputnik通讯社
中国民用天基监测能力的现状如何
今年3月,中国长征八号在海南文昌用运载火箭发射了22颗卫星。巢湖“一号”卫星合成孔径雷达是由天一研究所和华北水利水电大学联合研制的,不同于普通光学遥感卫星。它可以主动发射雷达波扫描地球表面,通过连续接收和处理回波信号,获得目标的反射特征图像。对于反射率相对较高的目标,如金属物体或与雷达波具有一定入射角的目标,图像上会形成规则亮点束。
在下面的图片中,你可以直观地感受到合成孔径雷达成像的特点,一个词有多抽象,但仔细看,有一定的规则。经过一定的训练,你可以解读图像。
插图:SAR图像和光学图像之间的比较
随着人工智能技术的发展,图像自动目标识别技术越来越成熟。利用神经网络模型自动检测一些典型目标在自动驾驶仪、人脸识别等领域有着广泛的应用。巢湖02加载了一些星溪,部署了基于Yolo V5的船舶自动目标识别神经网络模型编写软件,可以独立识别典型的船舶目标。识别后,目标的性质、位置和航向信息可以自动提取并输出为短消息信息,并通过北斗三号系统的短消息频段实时传输给用户。换句话说,只要你有一个北斗接收器,在北斗导航系统的帮助下,你就可以随时随地接收卫星检测到的实时船舶信息。
插图:“星溪02”智能人工智能计算负荷示意图及实际效果图
结合武汉大学此前发布的在轨实时处理技术,再与巢湖“1号”船目标检测过程的自动化和巢湖多成像雷达的成像相比,不需要像光学传感器那样进行光学校正和摄影测量定位两个步骤。因此,整个过程所需的时间预计为两分钟,甚至更短。与光学遥感卫星相比,合成孔径雷达卫星还具有无可比拟的优势,即雷达波不受照明、云层等环境的影响,可以在军事应用中处理复杂战场环境中的大多数天基侦察任务。
插图:合成孔径雷达卫星成像原理
插图:武汉大学在轨实时处理项目示意图
第二,眼睛可以够到它,鞭子就要来了,还有很多事情要做
巢湖一号的机载处理器还可以通过地面测控站上传新的神经网络和其他自动目标检测方法。通过将新算法上传到地面站,可以卸载旧算法。这项技术已在新一代智能测量和遥感科学实验卫星罗家3-01卫星上使用,因此它具有执行各种观测任务的能力。针对飞机目标检测的任务,国防科技大学赵教授和他的团队提出了一系列复杂环境下SAR图像中飞机目标的快速检测方法。例如,为了训练机场目标检测,人工智能程序从遥感图像中提取机场区域,使用另一个人工智能程序提取目标平面,同时提取机场目标,生成机场图像,最后融合两幅图像,该方法可以避免人工智能虚警的解释误差,提高检测速度。
图片:赵教授团队提出的复杂环境下SAR图像中飞机目标检测过程
实验结果表明,使用其他类型的算法模型完成识别需要131.2秒,而使用上述神经网络模型完成900平方公里大场景SAR图像的识别只需要53.4秒,这是一种改进。
然而,随着机场检测模型和融合步骤的增加,对于相同的900平方公里图像,目标检测和提取只需7.3秒。
此外,用于船舶目标人工智能程序的巢湖1号卫星数据处理模块采用了与上述人工智能程序架构类似的Yolo V5神经网络架构。稍加修改即可完全上传至巢湖“1号”,功能类似合成孔径雷达卫星,形成了第一、二岛链机场的高速武器,形成了美国军方的“敏捷作战部署”和“快速猛禽”战术。
图:F22战斗机维修流程图
说明:美国军方西太平洋地区可用机场的分布
三是不断突破,稳步提升日恋未来的智力支撑能力
当然,仅仅完成上述环节显然是不够的,还需要进行损害评估。我们可以用卫星网络做同样的事情。根据高高三号卫星的公开数据,高高三星座由三颗低轨道合成孔径雷达卫星组成,可以在四小时内重复观测世界任何地方。这只是三星网络的能力。
在今年应急任务2022年联合救灾演习的白天演习阶段,自然资源部资源卫星应用中心共部署了5颗卫星,对演习区域进行了6次观测。截至5月12日演习结束,共使用8颗卫星对演习区域进行了17次观测,其中一颗卫星在大约两小时内出现过冲。在完成“侦察和打击”过程后,卫星将很快能够重新成像和评估打击区域。使用的卫星数量将远远超过目前的8颗高分特殊系列卫星。
说明:卫星编队图
零空间喜鹊星座是由160多颗卫星组成的混合星座。根据计划,第一阶段的部署将于明年完成,共有48颗卫星,预计将达到每小时发射一次的频率。部署未来星座后,它将能够以高时间分辨率观察地球,覆盖全球,并每10分钟“发射”。
结论:现代信息战与系统中每个作战单位建立自己的侦察和打击周期的能力和速度竞争。侦察打击手段将越来越多样化,数据处理速度和火力打击速度将越来越快。我们相信,我们的制度将领导世界军事革命。
参考:
1、程。美国对猛禽概念和应用的军事研究:79-84。
2.赵,赵玲君,邝.复杂环境下大场景SAR图像中的飞机目标检测.中国无线电科学杂志,202035:594-602。
4、李,丁林,邵振峰.2021.遥感实时应用服务技术。遥感杂志,25:15-24
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