描述:美国军方西太平洋地区可用机场的分布

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图片来源:斯普尼克通讯社

一、我国民用天基监测能力现状如何

3月,中国长征8号在海南文昌使用运载火箭发射了22颗卫星,其中包括日仪器研究所和华北水利水电大学联合研制的巢湖“一号”卫星合成孔径雷达,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,并且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,图像上会形成一束规则的亮点。

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下面的图片你可以直观地感受到SAR成像的特点,如何一个抽象的词,但仔细看也是有一定规律的,经过一定的训练就可以对图像进行解读。

插图:SAR图像和光学图像的比较

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,利用神经网络模型对一些典型的目标进行自动检测,被广泛应用于自动驾驶、人脸识别等领域,巢湖02装载了多艘星河,部署了基于YOLO v5的舰船自动目标识别神经网络模型编写软件,可以自主识别典型舰船目标。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带实时发送给用户。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

结合武汉大学先前公布的在轨实时处理技术,然后比较巢湖“第一号”船舶目标检测过程自动化,巢湖一号成像雷达成像,因此不需要像光学传感器那样进行光学校正和摄影测量法定位这两个步骤,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、云雾等环境的影响,因此它们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:SAR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,眼睛够得着,鞭子来了,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。这项技术已经在新一代智能测绘和遥感科学实验卫星罗家3-01卫星上使用,因此它具有执行多种观测任务的能力。针对飞机目标检测任务,国防科技大学赵凌军教授及其团队提出了一系列复杂环境SAR图像中飞机目标的快速检测方法,例如,为了用于训练机场目标检测,AI程序在遥感图像上提取机场区域,为了使用另一种AI程序提取目标平面,同时提取机场目标,生成机场图像,最后进行两幅图像融合,这种方法可以避免人工智能误报的解释错误,也可以提高检测速度。

照片:赵凌军教授团队提出的复杂环境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,而使用上述飞机目标神经网络模型完成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,添加了机场检测模型和融合步骤后,对于同一张900平方公里的图像,仅需7.3秒即可完成目标检测和提取。

此外,用于船舶目标人工智能程序的巢湖“第一号”卫星数据处理模块使用的是YOLO v5神经网络架构,类似于上述人工智能程序架构,可以稍加修改,完全上传到巢湖“一号”,具有类似的功能,如SAR卫星,导致第一、第二岛链机场的高速武器,美军的“敏捷作战部署”、“快速猛禽”等战术。

图:F22战斗机维修流程图

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第三,持续突破,稳步升级,未来天同性恋爱情智能支持能力

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。根据高分三号卫星的公开数据,高分三星座由三颗低轨道合成孔径雷达卫星组成,可以在四小时内对全球任何位置进行重复观测,这只是三颗卫星网络的能力。

在今年紧急任务-2022联合救灾演习的日间演习阶段,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。到5月12日演习结束时,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超调。在完成“侦察和打击”过程后,卫星将很快能够再次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颗高分特种系列卫星。

描述:卫星编队图

零空间的喜鹊星座是由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,预计将达到每小时拍摄一次的频率。当部署未来星座时,它将能够以高时间分辨率观察地球,覆盖全世界,并能每10分钟“拍摄”。

结论:现代信息战与系统中每个作战单元建立自己的侦察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。我们相信我们的系统将领导世界军事革命。

参考文献:

1.程俊峰。美国军方对猛禽概念和应用的研究:79-84。

2.赵燕,赵凌军,匡俊军,复杂环境下大场景SAR图像中的飞机目标检测[J]。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


1f 插图:武汉大学在轨实时处理项目示意图

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