態(tài)勢(shì)感知一直是交戰(zhàn)關(guān)注的焦點(diǎn)，21世紀(jì)以來，戰(zhàn)場(chǎng)空間日益網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化，數(shù)據(jù)量越來越大，對(duì)于作戰(zhàn)人員的安全及作戰(zhàn)勝利，態(tài)勢(shì)感知能力比以往任何時(shí)候都更加重要。這正是光電紅外傳感器應(yīng)用的舞臺(tái)，這些傳感器及其數(shù)據(jù)處理器通常被看作軍隊(duì)的眼睛。

軍隊(duì)發(fā)展的持續(xù)挑戰(zhàn)是保持光電紅外傳感器系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。面對(duì)戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)上更加成熟的敵手，美軍在光電紅外傳感器系統(tǒng)的重要性和復(fù)雜性上增加了投入，以保持技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

海軍技術(shù)人員正在維修海軍攻擊機(jī)的機(jī)載光電傳感器單元。該傳感器幫助戰(zhàn)斗轟炸機(jī)精確投彈

通常光電紅外傳感器的研發(fā)價(jià)值只在實(shí)際軍事環(huán)境演練中體現(xiàn)。海軍海上秩序指揮部現(xiàn)階段主要致力于多任務(wù)和功能的交叉，例如導(dǎo)航、武裝防范、水面戰(zhàn)、防空及其他輔助領(lǐng)域的研究。主要推動(dòng)力是可提供晝夜、大范圍目標(biāo)監(jiān)視的光電紅外傳感器的運(yùn)動(dòng)圖像，它能提升目標(biāo)識(shí)別能力、提供威脅評(píng)估能力并通過自動(dòng)跟蹤和火控解算保障火力打擊，也可支持打擊效果評(píng)估。

未來性能

對(duì)于未來性能，海軍專家關(guān)注利用新的光電紅外傳感器技術(shù)優(yōu)化現(xiàn)有傳感器。傳感器正發(fā)展為能同時(shí)為武器系統(tǒng)和態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)所用的。海軍領(lǐng)導(dǎo)希望瞄準(zhǔn)監(jiān)視傳感器能夠執(zhí)行特定任務(wù)，因此海軍海上秩序指揮部正致力于增強(qiáng)上述傳感器的態(tài)勢(shì)感知能力，以便降低特殊用途傳感器的損耗。

保持技術(shù)優(yōu)勢(shì)不僅依靠提升單個(gè)傳感器的技術(shù)，還需要將兩個(gè)或多個(gè)傳感器集成在單個(gè)裝置中并進(jìn)行原始數(shù)據(jù)融合及平臺(tái)數(shù)據(jù)處理，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可用信息并實(shí)現(xiàn)從戰(zhàn)區(qū)指揮官到單兵的實(shí)時(shí)信息共享。光電紅外監(jiān)視的發(fā)展潮流是分布在整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)間的總體態(tài)勢(shì)感知能力。

縮減尺寸

光電紅外傳感器的一個(gè)普遍趨勢(shì)是縮減尺寸、重量及功耗。如果有性能較好的小型系統(tǒng)，就可派出小型無人機(jī)代替大飛機(jī)執(zhí)行任務(wù)。隨著更多的平臺(tái)成為便攜式系統(tǒng)，就可在地面執(zhí)行任務(wù)，而不需要在空中完成任務(wù)。

光電和紅外現(xiàn)在或多或少地綁定在一起，光電傳感器提供晝間觀察能力，紅外提供晝夜觀察能力，但光電傳感器的觀測(cè)范圍更廣。未來我們需要更好的傳感器及傳感器融合技術(shù)和輔助目標(biāo)識(shí)別技術(shù)，我們需要分辨率更高、防區(qū)外距離更遠(yuǎn)傳感器，這就要求更大更好的焦平面陣列。

海軍實(shí)驗(yàn)性態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)（SAWS），包括兩個(gè)放置在航空母艦艦頭和艦尾的光電紅外傳感器，能提供360°監(jiān)視能力

軍用光電紅外傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是傳感器融合，多種類型的傳感器融合及建立相對(duì)數(shù)據(jù)提供產(chǎn)品的軟件是長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)鍵。它和傳感器一樣成本高昂，解析更多數(shù)據(jù)需要縮減原始數(shù)據(jù)與實(shí)用信息之間的時(shí)間。

傳感器處理

最常見的處理技術(shù)是使用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA），首先抓取光纖流，進(jìn)行預(yù)處理，然后交由通用圖表處理裝置（GPGPU）處理每秒億萬次的浮點(diǎn)運(yùn)算。高吞吐量處理和英特爾元件（如Xeon D）分析數(shù)據(jù)及更改模式。

美國(guó)海軍裝于航空母艦上的態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)，采用兩個(gè)光電紅外傳感器，一個(gè)筆記本電腦控制站和多個(gè)數(shù)字視頻錄像機(jī)提供環(huán)艦360°視覺覆蓋，用于武裝防范、導(dǎo)航、搜索和捕獲操作。

軍隊(duì)在復(fù)雜環(huán)境中制勝需要充分了解態(tài)勢(shì)，這種理念要求光電紅外傳感器執(zhí)行瞄準(zhǔn)任務(wù)。更廣泛的態(tài)勢(shì)感知可通過畫中畫和步進(jìn)凝視實(shí)現(xiàn)。我們希望今后有集成性更好的負(fù)載，覆蓋多種不同帶寬的傳感器，一些軟件組件能將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信息，或至少為操作員提供線索。

技術(shù)嵌入

隨著軍用技術(shù)的增加，許多來自商業(yè)領(lǐng)域的尖端研究迎面而來，它們?yōu)橛蠎?zhàn)爭(zhēng)需要進(jìn)行了調(diào)整，比特制軍用硬件設(shè)施反應(yīng)更快。制造更直觀新系統(tǒng)，使戰(zhàn)場(chǎng)識(shí)別易于使用，密切合作是關(guān)鍵。

安裝在奧古斯塔威斯特蘭（AgustaWestland）公司AW189直升機(jī)上的SAFIRE 380-HD光電紅外傳感器吊艙

首先是在商業(yè)領(lǐng)域開發(fā)了用于廣泛部署的高清成像技術(shù)。在軍方廣泛采用之前，高清成像就已出現(xiàn)在消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域，但目標(biāo)的高清熱成像是一項(xiàng)更難的技術(shù)。去年FLIR公司推出了裝配突擊步槍的高清熱像儀HISS-XLR，具有以前只能用于高端機(jī)載和車載級(jí)別的性能。

海軍海上系統(tǒng)指揮部專家已經(jīng)檢驗(yàn)了大視場(chǎng)分布式孔徑傳感器和持續(xù)360°監(jiān)視的潛在性能。包括了大格式、小像素焦平面陣列技術(shù)、拼接傳感器圖像、集成大視場(chǎng)傳感器和常規(guī)傳感器用于遠(yuǎn)距離目標(biāo)識(shí)別和分類。

增大視場(chǎng)

使用大視場(chǎng)的目的是加入自動(dòng)探測(cè)和多目標(biāo)跟蹤性能以增強(qiáng)態(tài)勢(shì)感知并用于武器系統(tǒng)和作戰(zhàn)保障。大視場(chǎng)和互操作性的優(yōu)點(diǎn)是可進(jìn)行更近距離的識(shí)別、威脅評(píng)估、辨別虛假警報(bào)等等。我們的另一個(gè)關(guān)注點(diǎn)是采用短波紅外傳感器改進(jìn)可見光傳感器在海上環(huán)境的性能，以輔助視覺環(huán)境較差的情況及帶內(nèi)激光成像。圖像能緩解一些工作負(fù)荷并提升嘈雜環(huán)境的態(tài)勢(shì)感知，有了這些圖像，我們就能了解它們的管理與顯示方式以避免信息超載。

光電紅外系統(tǒng)（或類似超光譜成像傳感器）通過辨別陸地地形、海洋及航道特征和接觸點(diǎn)（例如在平面雷達(dá)性能受限的近海岸區(qū)域的小型船只和巡邏艇），能極大地提高操作員的態(tài)勢(shì)感知。帶有熱對(duì)比度的超光譜成像系統(tǒng)，能夠探測(cè)識(shí)別雷達(dá)特征非常弱的海面及海灘陸地威脅。光電成像、紅外成像、夜視系統(tǒng)及激光測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)合能提升氣墊船的作戰(zhàn)操作性。

征服黑暗

同時(shí)，陸軍通信電子研究開發(fā)和工程中心的夜視與電子傳感器理事會(huì)（NVESD）正致力于超越美軍士兵1990-2000年代使用的夜視系統(tǒng)。這種夜視系統(tǒng)安裝在夜視鏡上，作為單兵裝備的關(guān)鍵部件，夜視鏡征服黑暗需要更先進(jìn)的技術(shù)。

夜視鏡通常具有操作局限性：沒有熱容量，沒有晝夜之間的無縫轉(zhuǎn)換，遠(yuǎn)距離觀察時(shí)沒有近攝或特寫功能。NVESD的增強(qiáng)型夜視鏡使用了一個(gè)像增強(qiáng)通道、一個(gè)熱通道和可與相機(jī)輸出相組合在一起的光學(xué)覆蓋范圍，在小型顯示器上進(jìn)行圖像增強(qiáng)。目前的增強(qiáng)型夜視鏡仍然不具備完全的數(shù)字化性能。

NVESD專家的目標(biāo)是這樣一個(gè)系統(tǒng)：一個(gè)位于后部的照相機(jī)、一個(gè)傳感器、光顯示器、有存儲(chǔ)和記憶容量，可以運(yùn)行軟件。
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