超低空分布式多傳感器探測節(jié)點的設計

　　由于雷達探測存在盲區(qū),低空與超低空飛行的入侵目標給雷達防御系統(tǒng)帶來困難與威脅。基于GPS技術、多傳感器技術、網(wǎng)絡技術及單片機技術設計出一種分布式多傳感器探測節(jié)點,把遠程分布的多傳感器探測節(jié)點所探測到的信息實時、有效地匯集在一起,實現(xiàn)超遠距離的多傳感器信息融合,實時進行目標發(fā)現(xiàn),可彌補雷達防御系統(tǒng)存在的漏洞,有效地杜絕雷達防御系統(tǒng)存在的安全隱患。

　　1 引言

　　由于電磁波是沿直線傳播的，受地球曲率的限制以及山地的影響，使雷達探測產(chǎn)生盲區(qū)， 看不到低空與超低空飛行的目標，所以低空目標給雷達探測帶來困難與威脅。為了及早地發(fā) 現(xiàn)和探測中、低空，特別是超低空高速入侵的*、武裝直升機等，就要解決遠程探測 目標的問題。目前主要采用發(fā)展低空補盲雷達、采用升空平臺監(jiān)視雷達系統(tǒng)(如空中預警機 系統(tǒng)、系留氣球載雷達系統(tǒng)、飛艇載雷達監(jiān)視系統(tǒng)等)、改進和提高雷達的低空探測性能等 幾種措施，提高雷達對空、對海警戒的作用距離[1]。這些措施有效地提高雷達對空、對海警 戒的作用距離，但造成了防御成本的大規(guī)模增加、雷達載體目標暴露易遭受對方的攻擊等， 同時仍然存在著探測盲區(qū)，使安全防御系統(tǒng)存在一定的隱患。

　　針對以上問題，本文提出利用 MSP430F133 嵌入式微處理器設計出一種分布式多傳感 器探測節(jié)點，可隨機地分散地設置在雷達系統(tǒng)探測的盲區(qū)，利用GPS 系統(tǒng)授時和定位、利 用多傳感器提供觀測數(shù)據(jù)、利用GPRS 網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)進行多傳感器信息融合，實時進行目標發(fā)現(xiàn)、優(yōu)化綜合處理，獲取狀態(tài)估計、目標屬性、行為意圖、態(tài)勢*估、威脅分析和輔助決 策等，可彌補雷達防御系統(tǒng)存在的不足之處，杜絕安全防御系統(tǒng)存在的隱患[2-4]。

　　2 分布式多傳感器信息融合系統(tǒng)總體框架

　　整個分布式多傳感器信息融合系統(tǒng)由若干個不規(guī)則分布的多傳感器探測節(jié)點、 INTERNET 網(wǎng)絡、監(jiān)控中心服務器、交換機、數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器、多傳感器信息 融合終端和探測節(jié)點控制終端等組成，其總體結構如圖1 所示。

　　當探測目標進入到多傳感器探測節(jié)點所能夠探測到的區(qū)域內(nèi)，探測節(jié)點通過通信模塊 (GPRS 模塊)把傳送數(shù)據(jù)分組，無線傳送到GPRS 網(wǎng)絡，再經(jīng)INTERNET 網(wǎng)把數(shù)據(jù)傳送 到監(jiān)控中心服務器上。

　　監(jiān)控中心服務器實時接收各探測節(jié)點傳遞過來得信息，并通過交換機與數(shù)據(jù)庫服務器、 應用服務器、多傳感器信息融合終端和探測節(jié)點控制終端進行數(shù)據(jù)交換。

　　信息融合終端對監(jiān)控中心服務器收到的數(shù)據(jù)進行處理并通過其它服務器進行數(shù)據(jù)交換 實現(xiàn)信息融合，實時進行目標發(fā)現(xiàn)、優(yōu)化綜合處理，來獲取狀態(tài)估計、目標屬性、行為意圖、 態(tài)勢*估、威脅分析和輔助決策等。

　　探測節(jié)點控制終端傳送各種指令到各探測節(jié)點，監(jiān)測各探測節(jié)點的運行狀況，并對各探 測節(jié)點進行實時控制。

　　布式傳感器探測節(jié)點硬件部分主要由通信模塊(GPRS 模塊)、GPS 模塊、存儲模塊、 電源模塊、時鐘模塊、復位模塊、各種傳感器和嵌入式微處理器組成，其硬件結構如圖2 所示。