基于多维度空间融合的海岸监控与防御决策系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及海空一体化综合监控领域，特指一种基于多维度空间融合的海岸监控 与防御决策系统及方法。
【背景技术】
[0002] 目前常见的防御监控系统多为空中防御和海域防御，对领空和领海范围内出现的 目标单独进行监测，然而对于保障国家安全来说，需要海空一体协同防御，将领空和领海的 目标相结合进行综合威胁评估，所以提出一种基于多维度空间融合的海岸监控与防御决策 系统尤为重要。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于多维度空间融合的海岸监 控与防御决策系统及方法，解决现有防御系统多为单独领域内的目标监测而不能进行协同 防御的问题。
[0004] 实现上述目的的技术方案是：
[0005] 本发明一种基于多维度空间融合的海岸监控与防御决策方法，包括：
[0006] 获取海域内的海情信息并进行数据融合以得到海域目标信息；
[0007] 获取空域内的空情信息并进行数据融合以得到空域目标信息；
[0008] 对所述海域目标信息和所述空域目标信息进行目标态势评估，以得到目标威胁概 率；以及
[0009] 根据所述目标威胁概率进行目标威胁等级的划分，并为所述目标威胁等级匹配对 应的目标防御方案。
[0010]利用数据融合提高海域和空域内识别目标的精度，提高对目标状态和特性估计的 精度，确保能够对目标态势和威胁程度进行适时的完整评价。数据融合实现了多维度、海量 及实时动态信息的综合处理。利用态势评估获得目标威胁概率，为指挥人员提供作战参考， 并根据目标威胁等级给出较佳的目标防御方案。本发明的基于多维度空间融合的海岸监控 与防御决策系统及方法将沿海海域、领空的多平台多传感器的监视信息、数据进行融合和 综合处理后提供态势展示、威胁评估，为围护国家主权、保障国家安全、军事防御、海洋开 发、海洋管理等提供支撑决策。
[0011] 本发明基于多维度空间融合的海岸监控与防御决策方法的进一步改进在于，所述 海情信息包括海情中心信息、VTS信息、AIS信息、以及对海雷达信息;所述空情信息包括ATC 信息、卫星信息、飞行器信息、以及航空器信息；
[0012] 进行数据融合包括：
[0013] 对待进行数据融合的所述海情信息或者所述空情信息根据分布式融合结构建立 数据融合模型；
[0014] 依据所述数据融合模型对所述海情信息或者所述空情信息进行预处理，包括空间 校准和时间校准，通过空间校准将所述海情信息或者所述空情信息变换到同一坐标系中， 通过时间校准将所述海情信息或者所述空情信息统一到同一时刻；
[0015] 利用最近邻域法对每一所述海情信息或者所述空情信息进行航迹关联，得出每一 所述海情信息和所述空情信息中所包括的目标和与目标对应的航迹；
[0016] 利用加权平均法对所述海情信息或者所述空情信息中相同的目标进行融合处理， 将同一目标对应的航迹进行融合，以得到融合航迹；
[0017]将融合航迹和对应的目标相关联以形成所述海域目标信息或者所述空域目标信 息。
[0018] 本发明基于多维度空间融合的海岸监控与防御决策方法的进一步改进在于，进行 目标态势评估包括对所述海域目标信息和所述空域目标信息进行初步评估和深度评估；
[0019] 对所述海域目标信息和所述空域目标信息进行初步评估，包括：
[0020] 根据所述海域目标信息和所述空域目标信息中包括的目标属性进行评估判断，为 所述海域目标信息和所述空域目标信息指定对应的评估值，并得出对应的目标运动轨迹和 目标属性信息；
[0021 ]将所述海域目标信息和所述空域目标信息和对应的评估值、目标运动轨迹、以及 目标属性信息进行显示；
[0022] 对所述评估值超出警戒值的海域目标信息和空域目标信息进行深度评估，包括：
[0023] 利用神经网络算法对所述海域目标信息和所述空域目标信息进行运算，以得出目 标威胁概率和目标关联信息；
[0024]将所述目标威胁概率和目标关联信息进行显示。
[0025] 本发明基于多维度空间融合的海岸监控与防御决策方法的进一步改进在于，根据 所述目标威胁概率进行目标威胁等级的划分，包括：
[0026] 建立项目对照表，包括目标类型威胁等级对照表、目标速度威胁等级对照表、目标 航向威胁等级对照表、以及目标距离威胁等级对照表，并为目标类型、目标速度、目标航向、 以及目标距离分配对应的权重；
[0027] 将所述目标威胁概率中的指标进行量化处理，以获取目标类型、目标速度、目标航 向、以及目标距离，并从所述项目对照表中查找出对应的威胁值，根据所述威胁值和对应的 权重进行加权求和计算得出威胁程度值；
[0028] 为所述威胁程度值匹配对应的威胁等级，以得到目标威胁等级。
[0029] 本发明基于多维度空间融合的海岸监控与防御决策方法的进一步改进在于，为所 述目标威胁等级匹配对应的目标防御方案，包括：
[0030] 设定第一威胁阈值和第二威胁阈值；
[0031] 当所述目标威胁等级低于所述第一威胁阈值时，匹配的目标防御方案为提示告 警；
[0032] 当所述目标威胁等级高于所述第一威胁阈值并低于所述第二威胁阈值时，匹配的 目标防御方案为目标拦截；
[0033] 当所述目标威胁等级高于所述第二威胁阈值时，匹配的目标防御方案为目标攻 击。
[0034] 本发明还提供了一种基于多维度空间融合的海岸监控与防御决策系统，包括：
[0035] 信息融合子系统，包括海域单元和空域单元，所述海域单元用于获取海域内的海 情信息并进行数据融合以得到海域目标信息;所述空域单元用于获取空域内的空情信息并 进行数据融合以得到空域目标信息；
[0036] 与所述信息融合子系统连接的态势评估子系统，用于对所述海域目标信息和所述 空域目标信息进行目标态势评估以得到目标威胁概率；
[0037] 与所述态势评估子系统连接的安全防御子系统，用于根据所述目标威胁概率进行 目标威胁等级的划分，并为所述目标威胁等级匹配对应的目标防御方案。
[0038] 本发明基于多维度空间融合的海岸监控与防御决策系统的进一步改进在于，所述 信息融合子系统还包括与所述海域单元和所述空域单元均连接的融合运算单元，所述融合 运算单元用于对接收的信息进行数据融合；
[0039] 所述海域单元与海情中心、VTS、AIS、以及对海雷达通信连接，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、以及所述对海雷达 的对海雷达信息；
[0040] 所述空域单元与ATC、卫星、飞行器、以及航空器通信连接，所述空情信息所述ATC 的ATC信息、所述卫星的卫星信息、所述飞行器的飞行器信息、以及所述航空器的航空器信 息；
[0041] 所述融合运算单元包括建模模块、预处理模块、关联模块、以及融合处理模块，其 中：
[0042] 所述建模模块用于对所述融合运算单元接收的所述海情信息或者所述空情信息 根据分布式融合结构建立数据融合模型；
[0043]所述预处理模块与所述建模模块连接，用于依据所述数据融合模型对所述海情信 息或者所述空情信息进行空间校准和时间校准，经空间校准的所述海情信息或者所述空情 信息变换到同一坐标系中，经时间校准的所述海情信息或者所述空情信息统一到同一时 刻；
[0044]所述关联模块与所述预处理模块连接，用于利用最近邻域法对经所述预处理模块 校准的每一所述海情信息或者所述空情信息进行航迹关联，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标和与目标对应的航迹；
[0045] 所述融合处理模块与所述关联模块连接，用于利用加权平均法对所述海情信息或 者所述空情信息中相同的目标进行融合处理，对同一目标对应的航迹进行融合以得到融合 航迹，所述融合处理模块还用于将所述融合航迹和对应的目标相关联形成海域目标信息或 者空域目标信息。
[0046] 本发明基于多维度空间融合的海岸监控与防御决策系统的进一步改进在于，所述 态势评估子系统包括初步评估单元、深度评估单元、以及显示单元，其中：
[0047] 所述初步评估单元用于对所述海域目标信息和所述空域目标信息中包括的目标 属性进行评估判断，为所述海域目标信息和所述空域目标信息指定对应的评估值，并得出 对应的目标运动轨迹和目标属性信息；
[0048] 所述深度评估单元与所述初步评估单元连接，用于对所述评估值超出警戒值的海 域目标信息和空域目标信息进行深度评估，利用神经网络算法对所述海域目标信息和所述 空域目标信息进行运算，以得出目标威胁概率和目标关联信息；以及
[0049] 所述显示单元与所述初步评估单元和所述深度评估单元连接，用于显示所述初步 评估单元得到的评估值、目标运动轨迹、以及目标属性信息，显示所述深度评估单元得到的 目标威胁概率和目标关联信息。
[0050] 本发明基于多维度空间融合的海岸监控与防御决策系统的进一步改进在于，所述 安全防御子系统包括威胁等级判断单元，所述威胁等级判断单元内设有存储模块、量化模 块、以及判断模块，其中：
[0051 ]所述存储模块内存储有项目对照表，所述项目对照表包括目标类型威胁等级对照 表、目标速度威胁等级对照表、目标航向威胁等级对照表、目标距离威胁等级对照表、以及 目标威胁等级划分表，还存储有为目标类型、目标速度、目标航向、以及目标距离分配对应 权重的权重表；
[0052]所述量化模块用于对所述目标威胁概率中的指标进行量化处理，以得到与所述目 标威胁概率对应的目标类型、目标速度、目标航向、以及目标距离；以及 [0053]所述判断模块与所述量化模块和所述存储模块连接，用于根据所述量化模块所得 到的目标类型、目标速度、目标航向、以及目标距离查找所述存储模块内的所述项目对照表 以获得对应的威胁值，查找所述权重表以获得对应的权重，并对所述威胁值和对应的权重 进行加权求和计算得出威胁程度值，根据计算的威胁程度值查找所述目标威胁等级划分表 以获取匹配的威胁等级作为目标威胁等级。
[0054] 本发明基于多维度空间融合的海岸监控与防御决策系统的进一步改进在于，所述 安全防御子系统还包括与所述威胁等级判断单元连接的目标防御决策单元，所述目标防御 决策单元用于对所述目标威胁等级匹配对应的目标防御方案，其中：所述目标防御决策单 元内设有第一威胁阈值和第二