SHANGHAI INFORMATIZATION
2020年10月16B，中国海洋工程科技创新论坛召开。论坛围绕滨海及深
海工程建设、深海能源资源开发、智慧海洋信息技术等主题，深入探讨了海洋
工程技术发展的最新现状及未来发展趋势，并提出发展天基海洋目标信息感知
与融合技术。
文I黄晓栋
海洋维系着越来越多的国家利益，而海洋安全威胁日益严峻。于是，运用海洋信息化，对全球重点海域和海洋目标信息进行有效感知，并形成准确的海上态势，成为维护海洋安全的重要手段。
然而，由于海洋信息环境复杂多变，不仅受到复杂海况、多变气象、不确定性电磁波和水波传播及衰减、海洋大气透明度和云雨雾、电磁效应、蒸发波导、海杂波等多种因素影响，而且海洋目标多样、复
杂，覆盖水面、水下、海洋上空、岛屿和网络电磁等全维空间，同时有实现复杂动态信息交互的需求，因此迫切需要提升信息感知与融合的水平。
usb暖手鼠标垫针对如此复杂的海洋信息环境，在中国海洋工程科技创新论坛（以下简称"创新论坛”）上，专家们纷纷聚焦天基海洋目标信息感知与融合技术，并预测我国将会引入天基信息网络完善海洋监视系统建设。
技术应用现状
与陆、海、空基手段相比，天基海洋目标信息感知与融合技术在海上态势监测的目标类型、
应用平台
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信息维度、数据质量和覆盖范围等方面具有显著优势。掌握该技术发展现状，对我国提升相关技术的研究和应用水平具有重要意义。
据介绍，美、俄等国家既注重研究先
进的海洋目标监视技术，发展新型海洋目
标监视卫星，逐步建立完善的天基海洋目
标监视系统；又重视天、空、岸、海平台
多源观测信息融合处理核心技术研究，通
热泵热水过对信息融合处理，将不同空间平台、类
型传感器进行深度整合，实现广域海洋目
包装箱制作标的连续观测。
专家为此总结了国外天基海洋目标信
息感知与融合技术发展带来的启示。
其一，多手段综合探测，通过多目标
兼顾、全天候和全天时监视提升发现概率，并通过多源信息融合来提升识别概率。其二，中高轨卫星是实现海上运动目标监视的理想装备，要着力发展高轨分辨率遥感卫星，提升中远海持续监视能力。其三，网络一体化是实现海上目标精细识别和连续稳定监视的有效途径，卫星、临近空间飞行器和长
航时无人航空航海装备是广域海上目标监视的骨干平台，卫星信息直接接入指控系统，能够有效提升中远海热点的快速响应能力。
目前，我国已建成并投入使用第一代目标监视卫星系统，初步具备了对全球大范围海域的监视能力。在民用领域，已经发射了“天拓一号”"和德一号"等AIS（Automatic Identification System，船舶自动识别系统）小卫星、高分系列遥感卫星，研制了基于星载SAR（Synthetic
CHINA MARINE ENGINEERING SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION FORUM W E中国海洋经济博贺合
2020CHT4A MARJNt ECONOMY EXPO
中国海洋学会
中国海洋发展研究会
主卄位深圳甲科学技术协会深圳市海洋学会
清华大学海洋工程研究院
深圳市特区建设发展集团有限公司
Aperture Radar，即合成孔径雷达）和AIS的海事
监视应用系统。
但总体而言，我国在该领域的研究仍与国外优秀案例存在一定差距。
—是海上低可观测目标探测能力有待进一步提升，关闭自报系统和实施电磁静默的船
只、无人机、预警机等空中目标及水下目标，
是天基海洋目标监视的弱环节；二是中远海海
上运动目标持续监测能力不足，中高轨卫星体
系尚不完备，中远海区域监视观测时间间隔
长，目标状态估计难度大，难以形成有效、可
靠的海上态势分析；三是卫星协同观测效率不
高，卫星单轨工作弧段短、成像幅宽窄、过境
时间固定、重访周期长、同轨道卫星数目少，
有效时间内综合多星协同观测同一海域能力
流水工艺品
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弱；四是信息支援链路需进一步优化，目前处理以地面为主，智能化处理能力不足，布站少，从任务规划到落地应用链路长，星上数据处理尚未达到直接支持应用的程度。
关键技术
天基海洋目标信息感知与融合关键技术主要包括天基海洋目标监视技术和天基海洋目标监视信息融合技术。
天基海洋目标监视技术向着低中轨、全谱段、宽幅、主被动结合的方向发展，静止轨道高分辨成像卫星、天基监视雷达卫星、外辐射源探测卫星、综合型探测卫星等正在论证和研制中。
天基海洋目标监视信息融合技术应用必须考虑观测数据量大、数据类型多、数据质量差异大、目标和环境复杂等特点。信息融合需通过对不同尺度、谱段、结构的卫星遥感数据进行数据层、特征层和决策层的融合处理，生成信息量更加丰富的数据产品，从而满足不同层次的用户应用需求。
针对天基海洋目标信息感知与融合技术，需要在卫星对海观测数据质量评估、大幅宽中低分辨率卫星遥感图像海上目标检测、大时空跨度多源卫星观测数据海上目标关联等方面进行提升和完善。
卫星对海观测数据质量评估与提升。与同时段、同区域的其他合作、非合作多源观测数据相结合，通过多源数据关联，构建卫星观测数据与其他多源数据映射关系，建立指标评估方法和误差校正模型，评估卫星对海上目标观测的数据质量，改善定位精度、检测识别准确率、航向航速估计精度等指标。
大幅宽中低分辨率卫星遥感图像海上目标检测。中低分辨率卫星幅宽大，适合海上目标的大范围搜索发现，通常工作在多通道模式，光学为多光谱和高光谱，SAR（Synthetic Aperture Radar，即合成孔径雷达）为双极化和全极化，相对于高分辨卫星遥感图像，虽然不能提取丰富的纹理、形状等细节信息，但是可以提供光谱、极化等信息用于辅助检测分类。
大时空跨度多源卫星观测数据海上目标关联。卫星观测覆盖范围广、重访周期长，成像侦查和电子侦察数据从不同角度刻画目标的属性特征，处于不同的目标分类识别层次，通过设计联合空间、时间、属性、事件、身份等信息的多层次、维度目标关联模型，实现空间多平台频繁交接下的海上集目标
关联。
多源异构卫星遥感数据海上目标高层次融合识别。卫星观测数据类型多，提取的目标特征表征、维度和尺度不一致，高层融合的策略、判决模型等设计难度大。因此，需要设计基于多维特征（图谱）协同描述的多源卫星遥感图像目标特征层融合识别、基于证据推理和不确定性理论的多源卫星数据（图像、信号）目标决策融合识别两方面的核心技术。
稀疏非均匀卫星观测海上目标融合跟踪。天基多平台频繁交接探测，存在工作弧段较短、观测间隔时间长、数据时空连续性和一致性不足、目标运动信息缺失等问题，加上一旦目标机动性较强，现有跟踪方法的观测模型、运动模型和滤
\应用平台刃ADHIBITION I
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波算法就会效果差、不稳定，因此需要建立卫星
稀疏观测点迹和短持续时间稠密观测航迹的海上
目标观测模型。
基于时空大数据的海上目标潜在特征和规律挖掘。传统的卫星数据处理方法不能充分发掘
海量、多源异类的时空大数据间价值关系，大数
据处理技术能够从中自动发现和提取隐含、非常
见的模式、规则和知识，挖掘海上目标的识别特
征、行为规律、动向意图和威胁程度等有价值的
隐形信息，进一步提升数据的应用潜力。
未来应用
天基海洋目标信息感知与融合技术在发展过程呈现出多个维度的变化，在信息获取上呈现
出"单星向网络、静态向动态、稀疏向连续"的
转变趋势；在信息处理上呈现出“人工智能、地
面向星上，垂直向扁平”的转变趋势；在体系架构上呈现出向"天、空、陆、海和临近空间一体化”方向发展。
未来，高、中、低轨卫星，尤其是微纳卫星，将通过星组网、编队飞行等技术实现协同探测。通过发展中高轨卫星和低轨小卫星星座系统，可以实现对海上机动目标进行持续观测或者接力观测，数据采样周期由小时级提升至分钟级，提升天基系统对海上重要目标和突发事件的快速响应能力。
与此同时，天基信息感知应用已经进入大数据时代，以深度学习为代表的人工智能方法能够获得大数据背后的规律，并挖掘新模式，云计算则为大数据的实时处理提供平台支持。
随着卫星星上存储和计算能力的不断提升，不同轨道、功能的卫星将组成高速动态变化的空间网络，通过空间计算技术，结合基于地面大数据处理的星地协同处理机制，对不同轨道、类型卫星获取的数据进行在轨融合处理，将有效缩短信息处理的时间链路。
先进微纳卫星的发展，使卫星任务控制权限逐渐下放到用户，让用户能够直接操控在轨卫星，下达指令即可获取卫星数据。
旗杆模型天基信息网络是海洋目标监视的重要手段，开展天基海洋目标信息感知与融合技术研究，能够结合中国空间对地观测卫星获得的多源化数据，形成超大覆盖范围、高时空分辨率和多种维度特征的海洋目标监视能力，最终实现天基信息网络的广域覆盖、精细化识别、持续跟踪和快速响应，有效推动我国空间信息网络海洋方向研究和应用，维护国家安全和国家利益上发挥巨大作用。觀
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