超低空分布式多傳感器探測節點的設計

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

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，使雷達探測產生盲區， 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 現和探測中、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。目前主要采用發展低空補盲雷達、采用升空平臺監視雷達系統(如空中預警機 系統、系留氣球載雷達系統、飛艇載雷達監視系統等)、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，使安全防御系統存在一定的隱患。

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 器探測節點，可隨機地分散地設置在雷達系統探測的盲區，利用GPS 系統授時和定位、利 用多傳感器提供觀測數據、利用GPRS 網絡和互聯網進行多傳感器信息融合，實時進行目標發現、優化綜合處理，獲取狀態估計、目標屬性、行為意圖、態勢*估、威脅分析和輔助決 策等，可彌補雷達防御系統存在的不足之處，杜絕安全防御系統存在的隱患[2-4]。

2 分布式多傳感器信息融合系統總體框架

整個分布式多傳感器信息融合系統由若干個不規則分布的多傳感器探測節點、 INTERNET 網絡、監控中心服務器、交換機、數據庫服務器、應用服務器、多傳感器信息 融合終端和探測節點控制終端等組成，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點所能夠探測到的區域內，探測節點通過通信模塊 (GPRS 模塊)把傳送數據分組，無線傳送到GPRS 網絡，再經INTERNET 網把數據傳送 到監控中心服務器上。

監控中心服務器實時接收各探測節點傳遞過來得信息，并通過交換機與數據庫服務器、 應用服務器、多傳感器信息融合終端和探測節點控制終端進行數據交換。

信息融合終端對監控中心服務器收到的數據進行處理并通過其它服務器進行數據交換 實現信息融合，實時進行目標發現、優化綜合處理，來獲取狀態估計、目標屬性、行為意圖、 態勢*估、威脅分析和輔助決策等。

探測節點控制終端傳送各種指令到各探測節點，監測各探測節點的運行狀況，并對各探 測節點進行實時控制。

布式傳感器探測節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。

微處理器選擇德州儀器公司生產的 16 位單片機MSP430F133，芯片處理能力強、運行 速度快，采用了JTAG 技術、FLASH 在線可編程等先進技術。其片上資源豐富，含有8KB FLASH 存儲器，并含有UART 接口,可用于異步或同步通信，同時還可通過Timer-A 軟件實 現串行通信。