基于多維度空間融合的海岸監(jiān)控與防御決策系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及海空一體化綜合監(jiān)控領(lǐng)域，特指一種基于多維度空間融合的海岸監(jiān)控 與防御決策系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前常見的防御監(jiān)控系統(tǒng)多為空中防御和海域防御，對領(lǐng)空和領(lǐng)海范圍內(nèi)出現(xiàn)的 目標(biāo)單獨進行監(jiān)測，然而對于保障國家安全來說，需要?？找惑w協(xié)同防御，將領(lǐng)空和領(lǐng)海的 目標(biāo)相結(jié)合進行綜合威脅評估，所以提出一種基于多維度空間融合的海岸監(jiān)控與防御決策 系統(tǒng)尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于多維度空間融合的海岸監(jiān) 控與防御決策系統(tǒng)及方法，解決現(xiàn)有防御系統(tǒng)多為單獨領(lǐng)域內(nèi)的目標(biāo)監(jiān)測而不能進行協(xié)同 防御的問題。
[0004] 實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：
[0005] 本發(fā)明一種基于多維度空間融合的海岸監(jiān)控與防御決策方法，包括：
[0006] 獲取海域內(nèi)的海情信息并進行數(shù)據(jù)融合以得到海域目標(biāo)信息；
[0007] 獲取空域內(nèi)的空情信息并進行數(shù)據(jù)融合以得到空域目標(biāo)信息；
[0008] 對所述海域目標(biāo)信息和所述空域目標(biāo)信息進行目標(biāo)態(tài)勢評估，以得到目標(biāo)威脅概 率；以及
[0009] 根據(jù)所述目標(biāo)威脅概率進行目標(biāo)威脅等級的劃分，并為所述目標(biāo)威脅等級匹配對 應(yīng)的目標(biāo)防御方案。
[0010]利用數(shù)據(jù)融合提高海域和空域內(nèi)識別目標(biāo)的精度，提高對目標(biāo)狀態(tài)和特性估計的 精度，確保能夠?qū)δ繕?biāo)態(tài)勢和威脅程度進行適時的完整評價。數(shù)據(jù)融合實現(xiàn)了多維度、海量 及實時動態(tài)信息的綜合處理。利用態(tài)勢評估獲得目標(biāo)威脅概率，為指揮人員提供作戰(zhàn)參考， 并根據(jù)目標(biāo)威脅等級給出較佳的目標(biāo)防御方案。本發(fā)明的基于多維度空間融合的海岸監(jiān)控 與防御決策系統(tǒng)及方法將沿海海域、領(lǐng)空的多平臺多傳感器的監(jiān)視信息、數(shù)據(jù)進行融合和 綜合處理后提供態(tài)勢展示、威脅評估，為圍護國家主權(quán)、保障國家安全、軍事防御、海洋開 發(fā)、海洋管理等提供支撐決策。
[0011] 本發(fā)明基于多維度空間融合的海岸監(jiān)控與防御決策方法的進一步改進在于，所述 海情信息包括海情中心信息、VTS信息、AIS信息、以及對海雷達信息;所述空情信息包括ATC 信息、衛(wèi)星信息、飛行器信息、以及航空器信息；
[0012] 進行數(shù)據(jù)融合包括：
[0013] 對待進行數(shù)據(jù)融合的所述海情信息或者所述空情信息根據(jù)分布式融合結(jié)構(gòu)建立 數(shù)據(jù)融合模型；
[0014] 依據(jù)所述數(shù)據(jù)融合模型對所述海情信息或者所述空情信息進行預(yù)處理，包括空間 校準(zhǔn)和時間校準(zhǔn)，通過空間校準(zhǔn)將所述海情信息或者所述空情信息變換到同一坐標(biāo)系中， 通過時間校準(zhǔn)將所述海情信息或者所述空情信息統(tǒng)一到同一時刻；
[0015] 利用最近鄰域法對每一所述海情信息或者所述空情信息進行航跡關(guān)聯(lián)，得出每一 所述海情信息和所述空情信息中所包括的目標(biāo)和與目標(biāo)對應(yīng)的航跡；
[0016] 利用加權(quán)平均法對所述海情信息或者所述空情信息中相同的目標(biāo)進行融合處理， 將同一目標(biāo)對應(yīng)的航跡進行融合，以得到融合航跡；
[0017]將融合航跡和對應(yīng)的目標(biāo)相關(guān)聯(lián)以形成所述海域目標(biāo)信息或者所述空域目標(biāo)信 息。
[0018] 本發(fā)明基于多維度空間融合的海岸監(jiān)控與防御決策方法的進一步改進在于，進行 目標(biāo)態(tài)勢評估包括對所述海域目標(biāo)信息和所述空域目標(biāo)信息進行初步評估和深度評估；
[0019] 對所述海域目標(biāo)信息和所述空域目標(biāo)信息進行初步評估，包括：
[0020] 根據(jù)所述海域目標(biāo)信息和所述空域目標(biāo)信息中包括的目標(biāo)屬性進行評估判斷，為 所述海域目標(biāo)信息和所述空域目標(biāo)信息指定對應(yīng)的評估值，并得出對應(yīng)的目標(biāo)運動軌跡和 目標(biāo)屬性信息；
[0021 ]將所述海域目標(biāo)信息和所述空域目標(biāo)信息和對應(yīng)的評估值、目標(biāo)運動軌跡、以及 目標(biāo)屬性信息進行顯示；
[0022] 對所述評估值超出警戒值的海域目標(biāo)信息和空域目標(biāo)信息進行深度評估，包括：
[0023] 利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對所述海域目標(biāo)信息和所述空域目標(biāo)信息進行運算，以得出目 標(biāo)威脅概率和目標(biāo)關(guān)聯(lián)信息；
[0024]將所述目標(biāo)威脅概率和目標(biāo)關(guān)聯(lián)信息進行顯示。
[0025] 本發(fā)明基于多維度空間融合的海岸監(jiān)控與防御決策方法的進一步改進在于，根據(jù) 所述目標(biāo)威脅概率進行目標(biāo)威脅等級的劃分，包括：
[0026] 建立項目對照表，包括目標(biāo)類型威脅等級對照表、目標(biāo)速度威脅等級對照表、目標(biāo) 航向威脅等級對照表、以及目標(biāo)距離威脅等級對照表，并為目標(biāo)類型、目標(biāo)速度、目標(biāo)航向、 以及目標(biāo)距離分配對應(yīng)的權(quán)重；
[0027] 將所述目標(biāo)威脅概率中的指標(biāo)進行量化處理，以獲取目標(biāo)類型、目標(biāo)速度、目標(biāo)航 向、以及目標(biāo)距離，并從所述項目對照表中查找出對應(yīng)的威脅值，根據(jù)所述威脅值和對應(yīng)的 權(quán)重進行加權(quán)求和計算得出威脅程度值；
[0028] 為所述威脅程度值匹配對應(yīng)的威脅等級，以得到目標(biāo)威脅等級。
[0029] 本發(fā)明基于多維度空間融合的海岸監(jiān)控與防御決策方法的進一步改進在于，為所 述目標(biāo)威脅等級匹配對應(yīng)的目標(biāo)防御方案，包括：
[0030] 設(shè)定第一威脅閾值和第二威脅閾值；
[0031] 當(dāng)所述目標(biāo)威脅等級低于所述第一威脅閾值時，匹配的目標(biāo)防御方案為提示告 警；
[0032] 當(dāng)所述目標(biāo)威脅等級高于所述第一威脅閾值并低于所述第二威脅閾值時，匹配的 目標(biāo)防御方案為目標(biāo)攔截；
[0033] 當(dāng)所述目標(biāo)威脅等級高于所述第二威脅閾值時，匹配的目標(biāo)防御方案為目標(biāo)攻 擊。
[0034] 本發(fā)明還提供了一種基于多維度空間融合的海岸監(jiān)控與防御決策系統(tǒng)，包括：
[0035] 信息融合子系統(tǒng)，包括海域單元和空域單元，所述海域單元用于獲取海域內(nèi)的海 情信息并進行數(shù)據(jù)融合以得到海域目標(biāo)信息;所述空域單元用于獲取空域內(nèi)的空情信息并 進行數(shù)據(jù)融合以得到空域目標(biāo)信息；
[0036] 與所述信息融合子系統(tǒng)連接的態(tài)勢評估子系統(tǒng)，用于對所述海域目標(biāo)信息和所述 空域目標(biāo)信息進行目標(biāo)態(tài)勢評估以得到目標(biāo)威脅概率；
[0037] 與所述態(tài)勢評估子系統(tǒng)連接的安全防御子系統(tǒng)，用于根據(jù)所述目標(biāo)威脅概率進行 目標(biāo)威脅等級的劃分，并為所述目標(biāo)威脅等級匹配對應(yīng)的目標(biāo)防御方案。
[0038] 本發(fā)明基于多維度空間融合的海岸監(jiān)控與防御決策系統(tǒng)的進一步改進在于，所述 信息融合子系統(tǒng)還包括與所述海域單元和所述空域單元均連接的融合運算單元，所述融合 運算單元用于對接收的信息進行數(shù)據(jù)融合；
[0039] 所述海域單元與海情中心、VTS、AIS、以及對海雷達通信連接，所述海情信息包括 所述海情中心的海情中心信息、所述VTS的VTS信息、所述AIS的AIS信息、以及所述對海雷達 的對海雷達信息；
[0040] 所述空域單元與ATC、衛(wèi)星、飛行器、以及航空器通信連接，所述空情信息所述ATC 的ATC信息、所述衛(wèi)星的衛(wèi)星信息、所述飛行器的飛行器信息、以及所述航空器的航空器信 息；
[0041] 所述融合運算單元包括建模模塊、預(yù)處理模塊、關(guān)聯(lián)模塊、以及融合處理模塊，其 中：
[0042] 所述建模模塊用于對所述融合運算單元接收的所述海情信息或者所述空情信息 根據(jù)分布式融合結(jié)構(gòu)建立數(shù)據(jù)融合模型；
[0043]所述預(yù)處理模塊與所述建模模塊連接，用于依據(jù)所述數(shù)據(jù)融合模型對所述海情信 息或者所述空情信息進行空間校準(zhǔn)和時間校準(zhǔn)，經(jīng)空間校準(zhǔn)的所述海情信息或者所述空情 信息變換到同一坐標(biāo)系中，經(jīng)時間校準(zhǔn)的所述海情信息或者所述空情信息統(tǒng)一到同一時 刻；
[0044]所述關(guān)聯(lián)模塊與所述預(yù)處理模塊連接，用于利用最近鄰域法對經(jīng)所述預(yù)處理模塊 校準(zhǔn)的每一所述海情信息或者所述空情信息進行航跡關(guān)聯(lián)，以得出每一所述海情信息或者 所述空情信息中所包括的目標(biāo)和與目標(biāo)對應(yīng)的航跡；
[0045] 所述融合處理模塊與所述關(guān)聯(lián)模塊連接，用于利用加權(quán)平均法對所述海情信息或 者所述空情信息中相同的目標(biāo)進行融合處理，對同一目標(biāo)對應(yīng)的航跡進行融合以得到融合 航跡，所述融合處理模塊還用于將所述融合航跡和對應(yīng)的目標(biāo)相關(guān)聯(lián)形成海域目標(biāo)信息或 者空域目標(biāo)信息。
[0046] 本發(fā)明基于多維度空間融合的海岸監(jiān)控與防御決策系統(tǒng)的進一步改進在于，所述 態(tài)勢評估子系統(tǒng)包括初步評估單元、深度評估單元、以及顯示單元，其中：
[0047] 所述初步評估單元用于對所述海域目標(biāo)信息和所述空域目標(biāo)信息中包括的目標(biāo) 屬性進行評估判斷，為所述海域目標(biāo)信息和所述空域目標(biāo)信息指定對應(yīng)的評估值，并得出 對應(yīng)的目標(biāo)運動軌跡和目標(biāo)屬性信息；
[0048] 所述深度評估單元與所述初步評估單元連接，用于對所述評估值超出警戒值的海 域目標(biāo)信息和空域目標(biāo)信息進行深度評估，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對所述海域目標(biāo)信息和所述 空域目標(biāo)信息進行運算，以得出目標(biāo)威脅概率和目標(biāo)關(guān)聯(lián)信息；以及
[0049] 所述顯示單元與所述初步評估單元和所述深度評估單元連接，用于顯示所述初步 評估單元得到的評估值、目標(biāo)運動軌跡、以及目標(biāo)屬性信息，顯示所述深度評估單元得到的 目標(biāo)威脅概率和目標(biāo)關(guān)聯(lián)信息。
[0050] 本發(fā)明基于多維度空間融合的海岸監(jiān)控與防御決策系統(tǒng)的進一步改進在于，所述 安全防御子系統(tǒng)包括威脅等級判斷單元，所述威脅等級判斷單元內(nèi)設(shè)有存儲模塊、量化模 塊、以及判斷模塊，其中：
[0051 ]所述存儲模塊內(nèi)存儲有項目對照表，所述項目對照表包括目標(biāo)類型威脅等級對照 表、目標(biāo)速度威脅等級對照表、目標(biāo)航向威脅等級對照表、目標(biāo)距離威脅等級對照表、以及 目標(biāo)威脅等級劃分表，還存儲有為目標(biāo)類型、目標(biāo)速度、目標(biāo)航向、以及目標(biāo)距離分配對應(yīng) 權(quán)重的權(quán)重表；
[0052]所述量化模塊用于對所述目標(biāo)威脅概率中的指標(biāo)進行量化處理，以得到與所述目 標(biāo)威脅概率對應(yīng)的目標(biāo)類型、目標(biāo)速度、目標(biāo)航向、以及目標(biāo)距離；以及 [0053]所述判斷模塊與所述量化模塊和所述存儲模塊連接，用于根據(jù)所述量化模塊所得 到的目標(biāo)類型、目標(biāo)速度、目標(biāo)航向、以及目標(biāo)距離查找所述存儲模塊內(nèi)的所述項目對照表 以獲得對應(yīng)的威脅值，查找所述權(quán)重表以獲得對應(yīng)的權(quán)重，并對所述威脅值和對應(yīng)的權(quán)重 進行加權(quán)求和計算得出威脅程度值，根據(jù)計算的威脅程度值查找所述目標(biāo)威脅等級劃分表 以獲取匹配的威脅等級作為目標(biāo)威脅等級。
[0054] 本發(fā)明基于多維度空間融合的海岸監(jiān)控與防御決策系統(tǒng)的進一步改進在于，所述 安全防御子系統(tǒng)還包括與所述威脅等級判斷單元連接的目標(biāo)防御決策單元，所述目標(biāo)防御 決策單元用于對所述目標(biāo)威脅等級匹配對應(yīng)的目標(biāo)防御方案，其中：所述目標(biāo)防御決策單 元內(nèi)設(shè)有第一威脅閾值和第二