混沌理论研究及其在舰船目标识别中的应用.pdf

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1、总第227期2013年第5期舰船电子工程ShipElectronicEngineeringV01．33No．548混沌理论研究及其在舰船目标识别中的应用。郑振1王丽媛2周勇1(1．91640部队湛江524064)(2．广东省电信规划设计院有限公司第四分公司湛江524022)摘要为有效提取舰船目标的特征，进行舰船目标自动识别。以混沌理论为基础，研究了混沌的定义和基本特征，从混沌系统运动特征中，以实际采集的舰船辐射噪声为研究对象，找出对舰船目标识别有效利用的关联维数这一混沌特征量，对其提取算法进行研究和仿真。通过对各类舰船辐射噪

2、声的关联维数的提取仿真实验表明，关联维数这一混沌特征量能有效对各类舰船进行分类识别，从而对水中兵器的制导系统及目标识别系统设计具有一定的借鉴意义。关键词混沌；舰船；目标识别；关联维数中图分类号TN911．7ChaosTheoryanditsApplicationinShipsTargetRecognitionZHENGZhenlWANGLiyuanzZHOUYon91(1．No．91640TroopsofPLA，Zhanjiang524064)(2．4thBranch，GuangdongPlanningandDesignin

3、gInstituteofTelecommunicationsCo．Ltd，Zhanjiang524022)AbstractThedefinitionandfundamentalcharacteristicofchaosisresearchedbasedonchaostheoryforextractingtheshiptargetsfea—tureinordertoachievetargetrecognition．Thechaoticfeaturenamedcorrelationdimensionisfoundfortarge

4、trecognitioninthechaoticsys—ternonthebasisofrealcollectionshipradiationnoise，andtheextractionalgorithmisstudiedandsimulated．Finally，thesimulationexpefi—mentfordifferenttypesofshiptargetradiationnoiseshowsthatthecorrelationdimensionclassifyingthealltypesofshiptarget

5、s．Resultwillprovideaconsiderationvaluefortheguidanceandtargetrecognitionsystemdesignofunderwaterweapons．KeYWordschaos，ship，targetrecognition，correlationdimensionCIa豁N帅berTN911．71引言随着现代水中兵器的智能化要求越来越高，特别是鱼雷制导系统以及水雷目标识别系统的智能化和精准化的发展趋势，能否精确有效打击目标在现代海上战争中凸显重要，然而要想精确有效打击

6、目标，首要要对目标进行有效的识别，因此舰船目标识别具有非常重要的军事应用价值和意义。目标识别是利用目标信息的多种参数作为特征量，如主动目标识别中，目标反射回波是目标类型、距离、方位等的函数，包含了诸如回波展宽、幅度、相位、反射系数、目标尺度、能谱等表征目标的特征信息；被动目标识别中，目标辐射噪声包含了目标的转速、螺旋桨的桨叶数、发动机的气缸数等表征目标的特征。目前世界各先进国家海军都十分重视舰船目标识别技术的研究工作，并且将许多技术成功地应用于实践。混沌是我们试图寻找到的一种非线性和确定性但有类似随机的东西，混沌存在于连续和

7、离散系统之中。在离散的情形下，它通常以时间序列的形式存在的。迅速发展的非线性时间序列分析方法和基于混沌的信号处理理论，启发人们在动力系统状态空间中对舰船目标信号进行非线性分析，并提取重构的动力系统的非线性特征参数用于目标识别。近年来，在这一方向的研究工作取得了许多成果，其基础在于Takens，RMane等人提出相空间重构理论[1~2]。目标识别与分类的关键技术在于提取有效的目标类别特征，舰船辐射噪声作为一种复杂和特殊的时间序列，是否能够并如何在水下复杂环境下提取出舰船目标的非线性和混沌特征并加以分类，从而达到对舰船目标的有效

8、识别，成为学者们越来越感兴趣的内容，随着混沌理论以及非线性时间序列分析的逐渐深入，结合其它现代信号处理方法，舰船噪声信号的非线性和混沌研究也必将逐渐成熟，从而推动舰船目标信号的特征提取和识别技术的进一步发展。本文在研究混沌理论的基础上，采用提取关联维数这一重要混沌特征量，采用仿真试验方法对