臧　勤，李树文，刘佳媛(中国船舶重工集团公司第七二四研究所，南京211153)



一种基于数据库的综合态势生成方法

臧勤，李树文，刘佳媛
(中国船舶重工集团公司第七二四研究所，南京211153)

摘要:系统介绍了综合态势生成的过程和功能，以及数据的储存、关联、目标融合、识别、编批等。提出了基于数据库对目标属性进行关联的综合态势生成的思想，并描述了基于数据库的综合态势生成的设计和实现方法。该方法对提高态势生成的效率有一定的效果。

关键词:目标融合;数据库;目标识别

0　引言

随着新军事变革的不断推进和发展，作战方式正在从平台中心站向网络中心站转化［1］。在现代电子战中，为监视某一区域的态势，可按多站方案配置多部传感器，每部传感器独立测量与识别该区域中的所有目标信息。无源多传感器探测系统获得辐射源信息。通过态势生成将这些多站探测到的目标信息进行融合和综合态势生成，能够对环境进行更加全面的描述，得出全局性的、更精确的态势信息供指挥员用于作战决策，以减少雷达盲区，增加测量可靠度，提高测量精度。

综合态势的生成在提高信息化、联合化和智能化的同时也面临了信息量急剧增加、信息种类繁多，以及实时处理性强等新要求［1］。本文结合综合态势的特征对数据库结构进行设计、优化，实现了一种基于数据库的综合态势生成方法。

1　综合态势生成过程分析

在军事应用中，战场态势是指战场上敌、我兵力分布及战场环境的当前状况和变化发展趋势。根据当前实际应用，对综合态势生成与共享过程分为6个环节:信息获取、信息传输、目标融合、历史数据存储、目标识别、态势显示与分发，如图1所示。

图1　综合态势生成过程示意图

数据信息主要来源于各传感器和其它特殊信息源，它们向综合态势系统提供各自的数据信息［2］。信息获取主要通过各种侦察、探测平台与传感器及其他信息获取手段接收目标信息进行信号处理、数据处理等工作。信息处理的获取质量、截获概率的高低等因素直接影响态势生成的准确性和全面性。

信息传输指态势信息获取与分发的传输过程。当前战场信息的传输主要通过网络方式。随着传感器不断增加，信息量不断提高，信息传输的压力越来越大。在设计综合态势生成系统时，通过选择合适的通信协议、简化报文结构、优化接收发送的实现机制等手段，提高传输速度，提高系统实时性、连续性。同时，为了提高信息传输的安全性，还需要增加加密解密手段。

目标融合指对接收到的多源目标信息进行关联、融合的处理过程。目标融合需要接收多传感器发送的情报信息。这些情报信息的数据量大，并且具有多种形式。对各种形式的情报信息进行转换，提取共同特征参数，对特征参数相似的目标进行关联、融合处理。

历史数据存储指对接收到的多源目标进行分类存储，为事后分析提供数据来源。由于历史数据数据量大，进行回放或数据分析时耗时较长。为了提高查询速度，把数据库根据频率或其他参数信息进行划分，分别存储。

目标识别指对多源目标信息特征进行分析，与识别库进行比较。从信号级、目标级两个层面上对辐射源信息进行辐射源识别、平台识别、威胁等级识别、编批等处理。

态势显示与分发接收综合态势生成的态势信息，在海图和列表上同时进行显示，为指挥员提供相应作战态势视图。同时，把生成的态势信息进行整理，根据外部接口的要求发送到其他情报中心。

2　综合态势生成功能及实现思路

综合态势生成采用离线分析和实时分析相结合的策略［1］。具体数据流程如图2所示。

图2　综合态势生成系统主要数据流程

首先，接收各传感器平台经过实时分析获取到的各种情报数据，综合各传感器平台的情报信息进行实时情报的初步分析，数据融合，并将分析结果上报到上级情报中心。

同时，记录各传感器平台发送的原始情报数据及初步分析结果数据，存入历史数据库。

提供人机交互平台，对历史数据库中积累的海量历史数据进行参数特征分析、规律统计等工作，积累各种情报知识。

根据积累的情报知识，产生识别库。当再次收到类似辐射源信息时自动实现目标综合识别，并根据已有的知识积累进行态势评估和态势预测，最终形成综合态势。

综上所述，实现综合态势生成需要具有3个条件:多传感器信息、数据库支持和算法软件［3］。

综合态势生成需要处理数据形式多样的大量数据，要完成数据的储存、关联、识别、编批、态势形成等多种操作。在这些过程中，都需要查询访问数据库。因此，数据库的结构设计和访问形式将直接影响到目标融合的工作性能。

设计一个高效、完整、能够迅速建立索引关系和查询的数据库是非常重要的。要建立支持信息融合算法的高效、实时、使用方便、性能可靠的数据库管理系统，就必须对数据库的设计进行全面的分析，同时注意考虑数据的表征形式和组织结构，结合整个融合算法的性能要求进行数据库的构造。

3　基于数据库的综合态势生成设计及应用

综合态势生成系统中，各种传感器、电子对抗装备获取的情报数据类型多种多样，既有结构化情报数据，还有图像信息、地理地形信息等半结构化和非结构化数据［1］。如此复杂的数据类型，很难用传统的、只适用于固定格式的数据库工具进行分析。此外，获取的各种情报数据大多存在缺失或错误，在进行数据分析时必须对这些缺失和错误数据进行处理。

3.1数据库的设计

在综合态势生成系统中，由于传感器的多样性以及各种检测、识别、估计相关域知识的丰富性，使综合态势生成的数据形式变得十分复杂。根据实际应用，把数据库分为已知目标识别数据库、历史辐射源数据库、历史目标点迹数据库、虚假参数数据库、告警目标数据库和电磁环境数据库。

(1)已知目标识别数据库，主要记录目标的信号种类，平台特征，与信号级数据库有着密切关联;

(2)历史辐射源数据库，主要记录侦测到的历史辐射源信息;

(3)历史目标点迹数据库，主要记录有定位信息的历史目标信息;

(4)虚假参数数据库，主要记录虚假参数范围，当综合态势生成系统收到的信号参数在虚假参数范围内时可以直接屏蔽;

(5)告警目标数据库，主要存储危险等级较高的目标参数信息;

(6)电磁环境数据库，主要存储本系统周边战场环境，把固定的电磁环境不断进行积累，录入数据库中，便于获得整个战场态势。

数据库与综合态势生成系统、人机界面之间的数据关系如图3所示。

图3　数据库与综合态势生成系统的数据关系

3.2基于数据库的实现流程

在综合态势生成系统实现过程中依据以下步骤进行相关操作:

(1)网络接收各平台发送的多种结构的辐射源信息，提取有用的参数分别存入统一格式的缓存中。

(2)读取虚假参数数据库对应的参数范围，对收到的各种类辐射源进行比对，排除虚假信号，仅保存非虚假信号。

(3)依次遍历接收到的所有非虚假信号，根据工作参数和特征判断信号和辐射源类型:

·比较辐射源与已知目标的参数类型，参数类型一致后再比较各参数差值，记录每个差值并根据经验分配权值，计算综合相似度。相似度在容差范围内的辐射源为已知目标类型，多个在容差范围内的辐射源取相似度最高的目标;

·可以识别的信号使用数据库的制定编号，不可以识别的自行编批。通过人机交互，可以自行添加新的已识别信号数据库信息，再次遇到相似信号可以直接进行识别;

·根据已识别的信号数据，再次匹配目标识别数据库，获取目标的体制、用途、型号等信息，进而识别被装载的军舰、飞机等平台的工作状态等信息［4］。通过人机交互，可以通过其他途径获取平台信息或目标信息，添加到已识别目标的数据库中进行识别。

(4)读取告警目标数据库的信息，判断威胁等级并进行标注。

(5)读取电磁环境数据库的信息，判断是否为电磁环境，并由人机界面进行设置是否显示当前活动情况。最后把需要的当前辐射源和点迹信息存入历史辐射源数据库和历史目标点迹数据库中。当需要回放或事后分析时，可读取该库数据信息进行操作。

在多传感器辐射源信息融合的情况下，融合系统会收到来自多个不同信息源的多个雷达辐射源目标。可以通过这多个信息源来共同识别判定雷达辐射源［4］，融合识别流程如图4所示。

图4　多传感器辐射源融合识别流程

4　结束语

本文系统地介绍了基于数据库的综合态势生成系统的生成、处理流程，讨论了综合态势生成数据库的模型、设计和实现方法。在设计综合态势生成系统的数据库时，融合模型和数据库应结合成一个统一的整体，然后自顶向下地设计数据库。采用整体优化的数据库实现策略，以保证系统的性能和可靠性，提高工作效率［2］。

参考文献:

［1］李小花，李姝.大数据分析在指挥系统中的应用［C］.第二届中国指挥控制大会论文集，2014: 872-876.

［2］何友，柴勇，曲长文.数据库技术在多传感器信息融合系统中的应用综述［J］.海军航空工程学院学报，2007，22(4).

［3］刘袆，张留山.数据库在数据融合系统中的应用［J］.舰船电子对抗，2004，27(4).

［4］许宏泉，刘庚.雷达辐射源识别技术综述［J］.舰船电子对抗，2004，27(4).

An integrated situation generation method based on database

ZANG Qin，LI Shu-wen，LIU Jia-yuan
(No.724 Research Institute of CSIC，Nanjing 211153)

Abstract:The process and functions of the integrated situation generation system as well as the data storage，correlation，target fusion，recognition，and target numbering are introduced.An idea of generating integrated situations is presented through the correlation of target attributes based on the database.Besides，the design and realization of the integrated situation generation system based on the database are discussed.The results indicate that this method can increase the efficiency of the situation generation.

Keywords:target fusion; database; target recognition

作者简介:臧勤(1983-)，女，工程师，硕士，研究方向:数据处理;李树文(1982-)，男，工程师，硕士，研究方向:显示与控制;刘佳媛(1988-)，女，助理工程师，硕士，数据处理。

收稿日期:2015-01-20;修回日期:2015-03-02

文章编号:1009－0401(2015)02－0019－03

文献标志码:A

中图分类号:TP311.131