三、“可撒布和一次性传感器网络”
1 、“迅速制敌”之主要特性:全面认知
“迅速制敌”要求全面的态势感知,因此,除了其他技术外,尤其需要可迅速
大面积布设以进行连续监视的传感器系统。目前,许多技术专家设想了一系列机器
人系统,包括无人驾驶航空器、无人驾驶水下航行器和自动地面传感器,让它们发
挥重要作用。一般而言,正在考虑的系统,其成本每套从数百万美元到几千美元不
等。决定其成本的因素包括平台的搜索与监视速率和覆盖范围、远距离通信的需求、
智能化自主行动的需要以及在每个传感器点进行大量目标信息处理的要求。
虽然功能强大的昂贵平台肯定能够发挥作用,但通过使用成本低得多、甚至一
次性的传感器可以提高它们的投资价值。我们提出“可撒布和一次性传感器网络”
的建议。它由这样的传感器组成:当它们与有人或无人驾驶平台一起使用时,可使
广大的区域得到不间断和负担得起的监控。通过采用适当的体系结构和明智地利用
商业技术,我们可以得到智能传感器系统,而这种传感器系统如果成百万地制造,
每个成本只有几美元。我们设想的体系结构采用大量功能相对有限的传感器系统,
它们收集信息,然后将其传送到一个中心地点进行处理。在那里,模式识别是根据
许多间隔部署的传感器输出的信息进行的,而不是基于从任何一个特定传感器收集
来的信息。传感器网络将使用一种独特的低成本、低功率通信系统,这种通信系统
基于定向能的回射。最后,我们探讨了一种16位版本的Java编程语言,它将赋予该
系统真正的体系结构灵活性和工作状态下的可重编程序性,而且将使网络能够既容
易又花费不多地升级。
2 、一种可行的“可撒布和一次性传感器网络”的体系结构
我们举一个“可撒布和一次性传感器网络”体系结构的例子,它涉及到一架疏
开部署许多可撒布传感器平台(SSP) 的无人驾驶航空器。当然,这种传感器也可由
多种其他手段同样简便地投放,包括火炮和人工放置。这些传感器由无人驾驶航空
器再次飞越其分散部署的区域上空来进行定位。方法是使用宽的低位率定向能射束
(如激光或者毫米波),使传感器系统打开一个反向反射器。这种较强的信号响应可
被无人驾驶航空器上搭载的一个传感器探测到,无人驾驶航空器据此可判断出所撒
布的传感器的位置。此后,每个可撒布传感器平台监控一个相对较小的区域,寻找
预编程输入模式。这种传感器运行一种16位版本的基于Java的操作系统,这使得程
序在任何时候都可通过来自无人驾驶航空器的下行链路信号而改变。当接收到无人
驾驶航空器的询问性编码信号后,传感器的反向反射器调制来自无人驾驶航空器的
等幅波束,然后以非常低的功率使其上行传输至无人驾驶航空器。每个传感器上传
给无人驾驶航空器的数据都将下传到一个中心站,在那里这些数据被处理成信息。
本系统所具有的属性列举如下:
◇成本大幅度降低的传感器网络;
◇与现有和计划中的无人驾驶系统的一体化;
◇低位率、低成本定向能回射通信系统;
◇可重构、低功率、基于Java的微处理器控制;
◇安装在中央服务器上、可将来自分散部署的传感器的数据转变成威胁及其他
信息的模式识别软件。
或许,本计划最令人关注的方面是其采用的基本方法。这种方法依靠从大量小
型、廉价和功能较弱的传感器系统“拉”取信息。这和当前使用的大多数方法不同,
这些方法从数量少得多、成本高得多和功能比较强的平台获取信息。
3 、“可撒布和一次性传感器网络”的潜在用途:给重要移动目标的个案研究
给重要移动目标定位的难题在于,要以较大的区域为范围监视采用使隐形程度
最大化之战术的单个车辆。在海湾战争期间,“飞毛腿”导弹发射装置的一般作战
范围大约为1600平方千米。“飞毛腿”导弹的运输车可以从一个有防护和伪装的阵
地移向另外一个。事实证明,即使运用了大量的监视和侦察手段在开阔地也很难发
现它们。
现在,让我们假设,在每平方千米的坐标方格里随机部署五个低成本传感器,
而且每个传感器在0.2 千米的探测距离内具有记录下“事件”的很高概率。让我们
进一步假设,我们希望记录下不同传感器对目标的3 次探测,而三次探测均发生的
概率为90% 。这种情况相当于2.7 千米的“飞毛腿”导弹运输车路径长度。如果
“飞毛腿”导弹以平均每小时10千米的速度行进,传感器网络只需15多分钟就会记
录到足够的数据,从而开始跟踪它。
4 、对技术方法的评价
虽然在本报告中详细介绍整个技术方法没有什么必要,但三个方面的技术挑战
也许值得审视:①低成本的可撒布传感器平台;②回射通信系统的研制;③Java微
处理器控制器。这些方法使我们能够解决使传感器平台成本提高的两大因素:远距
离通信和传感器平台自带的处理能力。附件所含的初步分析表明,这一概念具有可
行性。
——泉石小说书库——
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