1.2 目标特性及其分类
1.2.1 目标特性和目标特征的基本概念
依据GJB4238—2001的定义,目标特性是目标固有的和可测量的属性或性质,目标特征是目标特有的或具体的可识别的属性或性质。
从概念上讲,目标特性和目标特征都是对目标现象的描述,但存在差别:目标特性是固有的和可测量的目标现象,概念较宏观,它可以用于目标分类,但不能识别目标;而目标特征则比较精细,它包含了识别特征、识别信息或识别标志。
目标特性作为目标固有的属性,必须依靠传感技术才能获取,即目标特性依托传感手段为人类所获知。因此,有许多目标特性是随着传感手段的发展进步才逐渐为人类所获知(如红外特性等),也有一些目标特性是随着科技的发展而与人造目标相伴而生的(如电磁散射特性、发射信号特性等)。未来,必将有许多新的目标和目标特性伴随着传感技术的发展而被人类获取和发现,并加以研究和利用。
目标特征是可以对目标进行识别的属性,我们可以直接采用某些特殊的目标特性来作为特征对目标进行识别,但往往需要基于大量的目标特性进行整合与提炼,进而分析出能够体现目标特有性质的目标特征。
1.2.2 环境特性
环境所固有的和可测量的属性或性质称为环境特性。
与目标特性一样,环境特性主要包括散射特性和辐射特性,如空间特性、频率特性、极化(偏振)特性、时间特性等。环境特性最大的特点就是有很强的时间特性,它随地域、季节、白昼、气候等变化而变化。
1.2.2.1 多路径
从一点到另一点多于一条路径的波传播。
1.2.2.2 漫反射
一个辐射波束投射到某个表面或在某种介质中传播时,发生向多个方向反射而形成空间分布变化的现象。
1.2.2.3 全漫散射
辐射波束根据朗伯余弦定律发生均匀散射的现象。电磁波入射到地面(包括各种环境)会产生镜面反射或漫反射、透射或绕射。同样,从物理学的观点来看,电磁波入射到地面(包括各种环境)促使地面自由电荷和束缚电荷产生振动,这种振动运动转而辐射出次级场返回到上层介质中。
1.2.3 目标特性的分类
目标与背景所能暴露呈现的特性是可探测和可识别的参量的科学描述,可归结为空间特性、频率特性和时间特性。空间特性是电磁波散射、辐射特征的空间分布;频率特性是电磁波散射、辐射特征随波长的分布;时间特性是电磁波散射、辐射特征随时间的变化规律。
对于空间目标而言,在所有空间目标监测与识别跟踪相关任务中,希望尽可能详尽地获得其几何结构与尺寸、运行轨道、辐亮度、辐照度、偏振度、偏振角、雷达散射截面、图像等特性数据。因为目标几何结构与尺寸反映了目标的大小和基本结构特性,辐亮度反映了目标在特定轨道、特定位置和特定光照条件下的亮度信息,辐照度反映了目标在目标跟踪系统的亮度信息,偏振度反映了目标对一定方向的偏振能力,雷达散射截面反映了目标对雷达信号的反射能力,图像反映了目标更精确的形状细节信息。目标特性分类如表1.1所示。
表1.1 目标特性分类
需要说明的是,不同频段的电磁波在材质散射、大气传播过程中会有不同的表现,仅依靠单一的探测手段,不能获得完整的目标特性,会造成目标表述的残缺,增加目标识别的难度和误差。
除了上述分类方式,根据目标特性与传感手段之间的对应关系,目标特性还可以分为与传感手段严格对应的特性和可体现在多种传感手段中的特性。
1.2.3.1 与传感手段严格对应的特性
人们通过某一特定传感手段可直接获取的目标特性,如电磁散射、光学特性、辐射信号、声、磁、震动等。
1.2.3.2 体现在多种传感手段中的特性
人们通过多种传感手段均可能获取到的目标特性,如大小、形状、材质、运动等。