1、引言

現代靶場(chǎng)驗證炮彈的性能時(shí)需要在靶場(chǎng)確定的區域內進(jìn)行試驗，試驗時(shí)發(fā)射的炮彈未立即爆炸的彈頭就稱(chēng)作啞彈，戰爭年代發(fā)射或者投射的炮彈以及掩埋的地雷作為戰爭遺留的危險爆炸物都稱(chēng)作啞彈。這些啞彈的存在對人員安全、社會(huì )穩定和經(jīng)濟發(fā)展構成了嚴重威脅。傳統的啞彈或地雷探測方法，如人工搜索、金屬探測器等，存在效率低、危險性高、易受地形和植被干擾等缺點(diǎn)。隨著(zhù)無(wú)人機技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)人機載SAR（合成孔徑雷達）技術(shù)在啞彈或者地雷探測中展現出巨大的潛力。這里將詳細探討無(wú)人機載SAR在啞彈或者地雷探測中的應用。

2、SAR的技術(shù)原理

SAR是一種主動(dòng)式的對地觀(guān)測系統，它利用合成孔徑原理、脈沖壓縮技術(shù)和信號處理技術(shù)，獲得方位向的高分辨率。SAR系統通過(guò)發(fā)射微波脈沖，并接收地面目標反射的回波信號，通過(guò)處理和分析這些信號，生成高分辨率的雷達圖像。SAR的工作波長(cháng)較長(cháng)，因此不易受云霧和光照條件的影響，具有全天時(shí)、全天候的工作能力。

合成孔徑原理是SAR技術(shù)的核心。SAR系統利用雷達天線(xiàn)在飛行過(guò)程中的相對運動(dòng)，通過(guò)記錄每個(gè)位置接收到的回波信號及其對應的位置信息，合成一個(gè)等效的大型虛擬孔徑，從而提高雷達的橫向分辨率。

3、無(wú)人機載微型SAR的系統構成

無(wú)人機載微型SAR系統通常由無(wú)人機平臺、SAR雷達系統、數據采集、存儲或者傳輸與處理系統等部分組成。

（1）無(wú)人機（及其他無(wú)人飛行器）平臺：無(wú)人機作為SAR雷達系統的搭載飛行器，具有高度的靈活性和機動(dòng)性。無(wú)人機可以根據任務(wù)需求進(jìn)行飛行高度、速度和航跡的規劃，確保SAR雷達系統能夠獲取高質(zhì)量的地面目標圖像。

（2）SAR雷達系統：SAR雷達系統是無(wú)人機載SAR系統的核心部分，它負責發(fā)射微波脈沖并接收地面目標反射的回波信號。SAR雷達系統通常包括發(fā)射機、接收機、天線(xiàn)、信號處理單元等部分。發(fā)射機負責產(chǎn)生微波脈沖，并通過(guò)天線(xiàn)發(fā)射到地面目標；接收機負責接收地面目標反射的回波信號，并進(jìn)行放大和預處理；天線(xiàn)用于發(fā)射和接收微波信號；信號處理單元則負責處理和分析接收到的回波信號，生成高分辨率的雷達圖像。

（3）數據傳輸與處理系統：數據傳輸與處理系統負責將SAR雷達系統獲取的數據進(jìn)行傳輸和處理。數據傳輸部分通常包括無(wú)線(xiàn)傳輸設備和數據存儲設備，用于將SAR雷達系統獲取的數據實(shí)時(shí)傳輸到地面站或數據中心；數據處理部分則負責對接收到的數據進(jìn)行處理和分析，包括圖像增強、目標檢測、分類(lèi)和識別等步驟，以提取出地雷等潛在威脅的信息。

4、無(wú)人機載p波段SAR在啞彈或者地雷探測中的應用

（1）雷達圖像獲取與處理

無(wú)人機載p波段SAR具有很強的穿透性（最深可以達到1m），由于其穿透性強，可以探測到埋在地下的啞彈或者地雷獲取高質(zhì)量的雷達圖像。這通常需要在無(wú)人機平臺上安裝高分辨率的p波段SAR雷達系統，并根據任務(wù)需求進(jìn)行飛行高度、速度和航跡的規劃。在飛行過(guò)程中，SAR雷達系統發(fā)射微波脈沖并接收地面目標反射的回波信號，通過(guò)處理和分析這些信號，生成高分辨率的雷達圖像。

獲取雷達圖像后，需要進(jìn)行圖像增強和目標檢測等處理步驟。圖像增強可以提高雷達圖像的清晰度和對比度，使啞彈或者地雷等潛在威脅更容易被識別。目標檢測則是利用圖像處理算法對雷達圖像進(jìn)行分析，以提取出疑似地雷的目標。

（2）啞彈或者地雷特征提取與分類(lèi)

在目標檢測的基礎上，需要對疑似啞彈或者地雷的目標進(jìn)行特征提取和分類(lèi)。啞彈或者地雷的特征通常包括形狀、大小、材質(zhì)、回波強度等。通過(guò)對這些特征的分析和比較，可以進(jìn)一步確認疑似啞彈或者地雷是否為真實(shí)的啞彈或者地雷。

分類(lèi)方法通常包括基于規則的方法和基于機器學(xué)習的方法?；谝巹t的方法是根據地啞彈或者雷的已知特征制定一系列規則，通過(guò)匹配規則來(lái)確認疑似啞彈或者地雷是否為真實(shí)的啞彈或者地雷?；跈C器學(xué)習的方法則是利用機器學(xué)習算法對大量已知啞彈或者地雷和非啞彈或者地雷樣本進(jìn)行學(xué)習，以建立分類(lèi)模型。然后，利用該模型對疑似啞彈或者地雷進(jìn)行分類(lèi)和識別。

（3）啞彈或者地雷位置確定與精度評估

在確認疑似啞彈或者地雷為真實(shí)的目標后，需要確定其位置并進(jìn)行精度評估。位置確定通常是通過(guò)測量雷達圖像中啞彈或者地雷的坐標來(lái)實(shí)現的。精度評估則是通過(guò)比較雷達圖像中目標的位置與實(shí)際位置之間的差異來(lái)評估探測結果的準確性。

為了提高探測結果的精度，可以采取多種措施。例如，優(yōu)化p波段SAR雷達系統的參數設置，如發(fā)射功率、接收靈敏度、天線(xiàn)方向性等；改進(jìn)圖像處理算法，以提高目標檢測和分類(lèi)的準確性；增加探測次數和角度，以獲取更多的信息來(lái)驗證探測結果。

四、無(wú)人機載SAR在地雷探測中的實(shí)際應用效果

（4）植被、復雜地形及環(huán)境干擾的克服

啞彈或者額地雷通常被埋設在復雜地形和植被覆蓋的區域中，這給探測工作帶來(lái)了很大的挑戰。傳統的地雷探測方法，如人工搜索、金屬探測器等，在這些區域中容易受到地形和植被的干擾，導致探測效率低下和準確性不高。

然而，無(wú)人機載SAR技術(shù)具有穿透云層、植被覆蓋等復雜地形的能力，能夠在這些區域中獲取高質(zhì)量的雷達圖像。通過(guò)對雷達圖像的處理和分析，可以提取出啞彈或者地雷等潛在威脅的信息，從而克服復雜地形和植被干擾的影響。這使得無(wú)人機載SAR技術(shù)在啞彈或者地雷探測中具有更廣泛的應用前景。