探鸟雷达(低慢小目标探测雷达)解决方案

传统雷达通常探测高空快速大目标（简称高大快目标），而对低空慢速小目标（简称低慢小目标）无法有效探测，进而无法对低空安全做出有效防范。低慢小目标通常包括：鸟类、无人机、航模、热气球、滑翔伞等等。鸟击航班一直都是航空飞行安全的一大隐患，对机场近空鸟类的防范关系到飞行器与司乘人员的生命安全。近年来随着消费级无人机技术的成熟与成本下降，小型无人机异常活跃，给社会经济与人们生活带来便利的同时也深深的威胁着低空的安全。

低慢小目标探测雷达应运而生，在一定范围内及时发现低慢小飞行目标并且采取相应的处置手段，维护低空空域的安全。

鸟击是指航空器在起降或飞行过程中与鸟类、蝙蝠等动物相撞的事件，或者是因为动物活动影响到正常飞行活动的事件。据统计，仅北美地区每年鸟击所造成的军用和民用航空经济损失就超过5亿美元，欧洲每万次飞机起降平均有5.7次鸟击，严重的鸟击事件甚至可能威胁到乘客的生命安全。根据民航总局发布的《2012年度中国民航鸟击航空器信息分析报告》，中国全行业共发生2553起鸟击事件，其中事故征候148起，占全部事故征候总数的55%；发生在机场责任范围内的鸟击事件429起，共涉及85家机场，带来的经济损失为1.87亿元人民币，主要来自机械维修和航线运营方面的不完全统计数据，不包括航班取消、延误等引起的间接损失。

鸟击分析报告显示，飞机最易遭受鸟击的部位为发动机；起飞、爬升、进近、着陆等低高度阶段为鸟击多发阶段，占确定鸟击飞行阶段报告的86%，其中0～100米发生的鸟击事件超过半数；春秋季为鸟击事件高发季节，夜晚及晨昏的低能见度条件下为鸟击事件高发时段；华东、中南和西南地区为我国鸟击事件高发区域。

目前，我国民航的鸟情观测手段仍非常有限，基本停留在人工处理阶段，但在目测困难的黎明、黄昏和夜晚，恰恰是鸟击事件的高发期，迫切需要相关技术手段的支持来辅助开展驱鸟工作。探鸟雷达系统的优点在于不受能见度和恶劣天气等因素的限制，能够全天候自动运行，与常规鸟类活动监测方法相比，具有速度快、灵敏度高、全天候、自动化、监测面积大、适用范围广等优点，具有非常好的市场发展前景。

美国和加拿大已经研制出相对成熟的机场雷达探鸟系统，最具代表性的是美国DeTect公司开发的Merlin（梅兰系列）和加拿大Sicom公司开发的Accipiter （苍鹰系列），已经在欧美民用及军用机场有了广泛的应用。武汉领先通用航空技术有限公司已经成功开发出完全自主知识产权的机场探鸟雷达系统，目前已经在广西北海机场试运行。

一、技术的独特性分析：

低慢小目标探测雷达，在全球范围内都是技术难题，尤其是针对超小目标的探测，目前全球仅有美国和加拿大有两家公司具有成熟的技术与产品，国内一直空白，通过长期的不懈坚持和努力，我司攻克了关键的技术难题，在硬件设计以及核心算法上都有重大突破，目前已经独家开发成功，填补了国内技术与市场空白。

二、技术创新性分析：

1、技术实现方式：通过使用多普勒雷达，经过数据处理算法，将监测空域内的低慢小目标和其它目标区别开来，将监测空域内的重点目标信息数据实时传送给空域的监测系统，及时给出预警，提高地勤的保障能力

2、关键技术突破：

1）低速小目标的探测技术

本产品通过采用动目标雷达的数据处理算法，实现在复杂背景下对低速飞行的小型飞行器目标进行有效探测，从而实现了对某一空域内飞行目标的监测、预警。常规的动目标检测雷达可以实现对传统的高速运行动目标的检测，同时对来自建筑物、山、树、海、雨之类的固定无用目标抑制，比如高速运行的飞机可以清楚的显示在监测空域的某些位置，但是，对于小反射截面积、低速运动的目标无法进行识别。

2）低虚警、高检测率的实现技术

为了通过雷达探测到低速飞行、小反射截面积的飞行器，需要在算法中进行特殊处理，但是所有的技术存在两面性，当小反射截面积的目标被检测到的同时，也增加了检测过程中的虚警率，本产品通过采用新设计的动目标提取算法实现检

测率和虚警率的折中，在现有动目标雷达系统中改进所必须的硬件电路，配合算法来实现对低速小目标的检测，并且控制虚警率在所期望的范围。

3）小目标检测系统中地物及其它杂波干扰的抑制技术

动目标检测雷达系统工作原理为通过检测回波信号的多普勒频移来实现对动目标的检测，对于高速运动的目标，所能够提取的信号相较于慢速目标的信号在处理时会轻松的多，本产品通过核心算法从回波信号中准确提取出目标信息同时将地物的杂波干扰滤除掉，从而实现系统的指标要求。

未来的10年，是建设民航强国的关键时期，中国民航将继续保持较快的发展。航班量的快速增长，使用高涵道比发动机的大型航空器日益增多，同时我国生态环境的逐步改善，诸多因素共同加剧了鸟类对民航飞行安全的威胁，给民用机场鸟击防范工作提出了更高的要求，也更迫切地需要高新技术作为提高安全管理水平的技术支撑。探鸟雷达可以解决鸟类威胁难以监控、机场及周边地区鸟情监控时空区域有限等突出问题，也符合当前市场的规律。

“探鸟雷达” 2006年被中国民航总局确立为民航飞行安全重点科研项目，武汉领先通用航空技术有限公司经过多年持续投入，2015年6月样机开发成功并通过测试，同年7月开始在广西北海福成机场进行试运行，效果得到明航总局的好评与认可。

雷达运动目标检测大作业

非均匀空时自适应处理 摘要 本文首先依次介绍了在非均匀环境下的STAP处理法，包括降维、降秩以及LSMI方法，接着重点分析了直接数据域（DDD）方法的原理及实现过程，最后针对直接数据域方法进行了仿真实验。 引言 机载雷达对运动目标检测时, 面临的主要问题是如何抑制强大的地面杂波和各种类型的干扰，空时自适应处理（STAP）是解决该问题的关键技术。STAP 技术通过对杂波或干扰训练样本分布特性的实时学习来来形成空域—时域二维自适应权值，实现对机载雷达杂波和干扰的有效抑制。 STAP技术在形成自适应权值时，需要计算杂波协方差矩阵R。实际系统的协方差矩阵是估计得到的，即先在待检测距离单元的临近单元测得K个二维数 据矢量样本V i（i=1，2…K），再计算R的估计值?=Σ i=1K V i V i H∕K，然后可得自 适应权值W=μR^-1S，其中μ为常数，S为空时导向矢量。临近训练样本的选择必须满足独立同分布（IID）条件。同时，为了使由杂波协方差矩阵估计引起的性能损失控制在3dB内，要求均匀训练样本数K至少要2倍于其系统自由度（DOF）。如果所选样本非均匀，则形成的权值无法有效对消待检测单元中所含有的杂波和干扰，从而大大降低对运动目标的检测性能。 在实际应用中, 机载雷达面临的杂波环境往往是非均匀的, 这对经典的S T A P 技术带来了极大的挑战。针对这一难题, 许多新的适用于非均匀杂波环境的S T A P 方法不断被提出。 1、解决非均匀样本的方法 1.1、降维方法 降维方法的最初目的是为了减少空时自适应处理时所需的巨大运算量, 但后来发现该类方法同时大大减少了对均匀训练样本数的需求, 对非均匀情况下杂波抑制起到了积极的作用。降维方法将每次自适应处理所需要抑制的杂波范围限制在某一个较小杂波子空间内, 根据RMB准则和Brennan定理, 自适应处理时所需要的均匀训练样本数由2 倍于整体系统自由度减至降维后2 倍于子空间系统自由度。降维程度越高, 对均匀训练样本的需求就越少。降维方法属固定结构方法, 无法充分利用杂波的统计特性。当辅助波束与杂波谱匹配很好时, 处理性能往往很好。反之, 则性能下降。 1.2、降秩方法 与固定结构降维方法相反, 降秩方法充分利用回波中杂波的分布特性, 每次处理选取完备杂波空间来形成自适应权值对消杂波分量, 可看作依赖回波数据的自适应降维方法。该类方法在形成权值过程中利用的信息中不含噪声分量, 所以避免了小样本情况下噪声发散带来的性能下降问题, 故减少了对均匀训练样本数的需求。同样, 该类方法在满足信杂噪比损失不超过 3 d B 条件时所需的训练样本数约为 2 倍的杂波子空间的维数。从处理器结构上来看, 降秩方法可

雷达目标检测性能分析

雷达目标检测实例 雷达对Swerling起伏目标检测性能分析 1.雷达截面积(RCS)的涵义 2.目标RCS起伏模型 3.雷达检测概率、虚警概率推导 4.仿真结果与分析

雷达通过发射和接收电磁波来探测目标。雷达发射的电磁波打在目标上，目标会将入射电磁波向不同方向散射。其中有一部分向雷达方向散射。雷达截面积就是衡量目标反射电磁波能力的参数。

雷达截面积(Radar Cross Section, RCS)定义:22o 2 4π 4π4π4π()4πo i i P P R m P P R σ=== 返回雷达接收机单位立体角内的回波功率 入射功率密度 在远场条件下，目标处每单位入射功率密度在雷达接收机处每单位立体角内产生的反射功率乘以4π。 R 表示目标与雷达之间的距离，P o 、P i 分别为目标反射回 的总功率和雷达发射总功率

?目标RCS和目标的几何横截面是两个不同的概念?复杂目标在不同照射方向上的RCS不同 ?动目标同一方向不同时刻的RCS不同 飞机舰船 目标RCS是起伏变化的，目标RCS大小直接影响着雷达检测性能。为此，需用统计方法来描述目标RCS。基于此，分析雷达目标检测性能。

Swerling 模型是最常用的目标RCS 模型，它包括Swerling 0、I 、II 、III 、IV 五种模型。其中，Swerling 0型目标的RCS 是一个常数，金属圆球就是这类目标。Swerling Ⅰ/Ⅱ型： 1 ()exp()p σ σσσ =- 指数分布 Swerling Ⅰ：目标RCS 在一次天线波束扫描期间是完 全相关的，但本次和下一次扫描不相关（慢起伏），典型目标如前向观察的小型喷气飞机。 Swerling Ⅱ：目标RCS 在任意一次扫描中脉冲间不相关（快起伏），典型目标如大型民用客机。

智能雷达光电探测监视系统单点基本方案..

智能雷达光电探测监视系统单点基本方案
一、 系统概述
根据监控需求： 岸基对海 3~10 公里范围内主要大小批量目标； 主动雷达光电探测和识别； 多目标闯入和离去自动报警智能职守； 系统接入指挥中心进行远程监控管理； 目标海图显示管理； 系统能够自动发现可疑目标、跟踪锁定侵入目标、根据设定条件进行驱散、 同时自动生成事件报告记录，可以实现事故发生后的事件追溯，协助事故调查。 1. 项目建设主要目的 ? 为监控区域安全提供综合性的早期预警信息； ? 通过综合化监测提高处置和应对紧急突发事件的指挥能力。 2. 基本需求分析： 需配置全自动、全量程具备远距离小目标智能雷达探测监视和光电识别系 统，系统具备多目标自动持续稳定跟踪、多种智能报警功能、支持雷达视频实 时存储、支持留查取证的雷达视频联动回放功能等；同时后期系统需具备根据 用户需求的功能完善二次开发能力。同时支持后续相关功能、扩点组网应用需 求。 根据需求和建设主要目的，选型国际同类技术先进水平，拥有相关技术自 主知识产权，具备二次技术深化开发的北京海兰信数据科技股份有限公司 （2001 年成立，2010 年国内创业板上市，股票代码：300065，致力于航海智 能化与海洋防务/信息化的国内唯一上市企业）的智能监视雷达光电系统。该系 统在国内外有众多海事相关成熟应用案例，熟悉国内海事、海监、海警、渔政

公务执法及救捞业务需求特点等。同时，该系统近期成功中标国内近年来相关 领域多套（20 套）雷达光电组网项目，充分说明该系统的技术领先及成熟应 用的市场广泛接受度。
3. 项目建成后的主要特点 ? 全天候、全覆盖、全自动的立体化监控。该系统具备对多传感器信息 融合的能力，确保对探测范围内雷达信息源、光电、AIS、GPS 等设备信号源 进行有机的融合和整合。 ? 系统具备了预警、报警、实时录取回放的综合功能。任何目标物进入 雷达视距时，系统即开始进行监测。目标物触碰警报规则后，指挥室获得报警 信号，同时联动设备综合光电锁定警报目标，以便驱离。整个过程系统实时记 录、方便随时调用回放。 ? 系统技术水平国内领先。该系统中创新地采用了国际先进的“先跟踪 后探测”算法技术对目标进行探测和跟踪，保证了在严苛条件下满足对目标地 探测与持续跟踪能力。 ? 该系统采用先进的设计思想，开放灵活的系统网络架构，能够根据需 求进行不同的组合和配置，系统可扩展性强。 ? 维护便捷，由于采用网络架构，获得用户授权后能连接到用户网络， 可以远程支援维修维护系统，从而提高维护效率，减少维护成本。 ? 可靠性高，充分适应不同的海洋环境。
二、 系统设备清单
序号 1
2
材料名称
规格型号
X 波段雷达，IP65（含安装支架） HLD800/900；8ft，25kw
小目标雷达数据处理器及显示 HLD-STTD-1000
终端软件
Radpro V1.6.0.0
数量 1套
1套

雷达的目标识别技术

雷达的目标识别技术 摘要： 对雷达自动目标识别技术和雷达目标识别过程进行了简要回顾，研究了相控阵雷达系统中多目标跟踪识别的重复检测问题提出了角度相关区算法，分析了实现中的若干问题，通过在相控阵雷达地址系统中进行的地址实验和结果分析表明:采用角度相关区算法对重复检测的回波数据进行处理时将使识别的目标信息更精确从而能更早地形成稳定的航迹达到对目标的准确识别。 一．引言 随着科学技术的发展，雷达目标识别技术越来越引起人们的广泛关注，在国防及未来战争中扮演着重要角色。地面雷达目标识别技术目前主要有-Se方式，分别是一维距离成象技术、极化成象技术和目标振动声音频谱识别技术。 1．一维距离成象技术 一维距离成象技术是将合成孔径雷达中的距离成象技术应用于地面雷达。信号带宽与时间分辨率成反比。例如一尖脉冲信号经过一窄带滤波器后宽度变宽、时间模糊变大。其基本原理如图1所示。 2．极化成象技术 电磁波是由电场和磁场组成的。若电场方向是固定的，例如为水

平方向或垂直方向，则叫做线性极化电磁波。线性极化电磁波的反射与目标的形状密切相关。当目标长尺寸的方向与电场的方向一致时，反射系数增大，反之减小。根据这一特征，向目标发射不同极化方向的线性极化电磁波，分别接收它们反射(散射)的回波。通过计算目标散射矩阵便可以识别目标的形状。该方法对复杂形状的目标识别很困难。 3．目标振动声音频谱识别技术 根据多普勒原理，目标的振动、旋转翼旋转将引起发射电磁波的频率移动。通过解调反射电磁波的频率调制，复现目标振动频谱。根据目标振动频谱进行目标识别。 传统上我国地面雷达主要通过两个方面进行目标识别：回波宽度和波色图。点状目标的回波宽度等于入射波宽度。一定尺寸的目标将展宽回波宽度，其回波宽度变化量正比于目标尺寸。通过目标回波宽度的变化可估计目标的大小。目标往往有不同的强反射点，如飞机的机尾、机头、机翼以及机群内各飞机等，往往会在回波上形成不同形状的子峰，如图2所示。 这类波型图叫作波色图。根据波色图内子峰的形状，可获得一些目标信息。熟练的操作员根据回波宽度变化和波色图内子峰形状，进行目标识别。

雷达动态探测目标的仿真建模

雷达动态探测目标的仿真建模 谢卫，陈怀新 （中国电子科技集团公司第十研究所,成都 610036) 摘要：通过对雷达动态探测目标过程分析，提出了雷达探测目标仿真模型的方法，实现了雷达目标检测、多目标滤波跟踪、资源调度管理等数字模型。实际表明这些模型满足数据融合中雷达探测目标数据的需求，并且建模方法对数据融合传感器模型建立具有实际指导意义。关键词：雷达；建模；仿真；数据融合 Radar detection of targets dynamic simulation modeling XIE Wei，CHEN Huai-xin (CETC No.10th Research Institute, Chengdu, China; ) Abstract:With the analysis of the process of radar dynamic detecting targets, a method of the simulation model based on of radar detect targets is presented, some mathematic models (such as target indication by radar, variable number of targets tracking, resource management based on Scheduling algorithm) are realized. An actual experiment that the simulation data provided by radar detecting model can supply for the study of data fusion was made, simultaneity modeling method has a certain actual instructing meaning at the aspect of sensor detecting model of data fusion. Key words: radar; modeling; simulation; data fusion 1 引言 现代战场上各种目标的出现，要求利用多种传感器组网来采集信息并加以融合，充分利用不同目标各个方向、不同频段的反射特性，最大限度地提取信息，满足战场需要。对于数据融合来说真实的战场目标和传感器探测数据，是检验其有效性的最好条件。然而这样的真实数据很少，而且成本也较高，在融合算法的前期研究和实验阶段，就需要我们较真实的模拟多中传感器的探测数据。雷达是战争中至关重要的侦察手段，本文以雷达为列，分析其数据处理流程，并进行仿真建模。 2 雷达探测仿真建模 雷达探测功能仿真是通过仿真目标回波、接收机噪声、干扰、杂波等信号的幅度信息来复现雷达的检测过程。一般采用基于Monte Carlo的方法来实现，其流程如下图所示：

基于雷达探测的安防检测系统设计说明书

基于雷达探测的安防检测系统 设计说明书 版本号：V1.0

目录 一、背景及意义 (1) 二、基于雷达探测的安防检测系统分析 (2) 2.1 非功能性需求 (2) 2. 2 功能性需求 (2) 2.3 开发环境 (2) 三、基于雷达探测的安防检测系统设计 (3) 3.2 系统业务流程图 (5) 3.2 系统功能结构图 (6) 四、基于雷达探测的安防检测系统模块实现 (6) 4.1 影像采集模块 (6) 4.2 影像信息显示模块 (7) 4.3 雷达运行状态监测模块 (8) 4.4 报警提示模块 (9) 五、小结 (10)

一、背景及意义 随着科技的不断发展，电子防范技术作为安全防范技术的一个 重要发展方向，得到了蓬勃快速的发展。其中，周界入侵探测系统作为电子防范技术的一个发展方向得到了广泛应用。周界安防报警系统是指对被防范区域的边界进行防范，当外来者接近或者跨越防范区域时启动报警。雷达作为一种重要的检测目标手段，以前多用在军事应用上，特点是探测距离很远，体积较大，成本角高。近年来，随着电子水平及制造工艺的不断发展，电子器件不断小型化，低价化，民用小型化雷达被开发出来，并应用于各类安防系统中。 安防雷达是安防市场上兴起的一种新的技术手段，随着技术的发展，低成本高性能的小型雷达被开发出来。其具有抗干扰能力强，灵敏度高，环境适应性强，探测距离远，综合成本低的优点。普通的雷达发射一条直线形波束，凡是被波束照射的活动目标，雷达可以计算出其距离及速度，配合转台可实现360°区域覆盖。一部雷达可以对长度500m，宽度30度的一个区域进行监控，与其它安防手段相比，大大减少了施工量，并且灵敏度极高，哪怕人以很慢很慢的速度蠕行，雷达也能将其发现。而且雷达可以知道入侵者的准确位置，这是其它大多数手段无法比拟的优势。由于雷达工作在微波频段，这个频段的信号不会受到雨雾可见光等自然条件的影响，工作稳定可靠，虚警率低。本文主要介绍基于雷达探测的安防检测系统的开发与实现。

机载雷达

雷达是无线点检测与定位的简称。随着电子技术的发展，雷达技术从开始单一防空设备迅速扩展到侦察、火力控制、空中交通管理、遥感、天文、地质等军用和民用领域。雷达在飞行器上的应用也有很多种。通过这学期的学习，我对雷达有了一定的了解。 六十年来，国外机载雷达已发展成九大类，数百个型号。其中，军用机载雷达占大多数。现在，军用机载达不但已经成为各种军用飞机必不可少的重要电子装备，而且其性能优劣已成为军用飞机性能的重要标志。 军用机载雷达是30 年代诞生的。当时机载雷达使用的是笨重的米波振子阵列天线，而且被安装在飞机机头和机翼的外侧。二战期间，有了空对地轰炸、空对空火控、敌我识别、无线电高度、护尾告警等类型，但它们的技术水平却很低。它们所采用的信号不过是脉冲调制和调频连续波两种；发射管不过是多极真空管和磁控管；天线不过是振子和抛物反射面；显示器全都采用阴极射线管；自动角度跟踪和距离跟踪系统多数用机电式，技术上还不够完善。当时较新的技术只有机械式电扫描天线，动目标显示和传送雷达信号到地面观测站的中继线路这三项。 90年代在各国军用飞机上装备的产品都具有很高的技术水平。雷达波段通常为X与Kｕ波段；预警雷达使用更长波段；直升机雷达使用毫米波段。雷达的波形通常为具有高、中、低脉冲重复频率的全波形脉冲多普勒全相参系统。发射机通常使用功率行波管。天线一般使用平板缝阵天线，并向无源相控阵以至有源相控阵过渡。信号处理已基本实现数字化；数据处理也已实现数字计算机化；由于微处理机的快速发展而使信号处理与数据处理合并在同一个可编程处理机中进行。机载雷达的显示信息均已变换成电视制式信号在飞机的综合显示系统中显示。雷达的可靠性因大规模集成电路的使用和模块化设计而大幅度提高；雷达的维护性则由于机内自检与试验台的广泛使用而得到极大改善。雷达的体积与重量逐年降低；功耗则稳定在合理水平上。 90年代以来，国际形势趋于缓和，因而大大减少了军用飞机用雷达的需求。军用飞机未来发展方向可归纳为隐形、高机动性、多用途化以及武器制导的精确

雷达发展史

利用电磁波探测目标的电子设备。它发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至雷达的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。雷达是英文RADAR(Radio Detection And Ranging)的译音，意为“无线电检测和测距”。雷达的优点是白天黑夜均能检测到远距离的较小目标，不为雾、云和雨所阻挡。雷达是现代战争必不可少的电子装备。它不仅应用于军事，而且也应用于国民经济（如交通运输、气象预报和资源探测等）和科学研究（如航天、大气物理、电离层结构和天体研究等）以及其他一些领域。 发展简史雷达的基本概念形成于20世纪初。但是直到第二次世界大战前后，雷达才得到迅速发展。早在20世纪初，欧洲和美国的一些科学家已知道电磁波被物体反射的现象。1922年，意大利G.马可尼发表了无线电波可能检测物体的论文。美国海军实验室发现用双基地连续波雷达能发觉在其间通过的船只。1925年，美国开始研制能测距的脉冲调制雷达，并首先用它来测量电离层的高度。30年代初，欧美一些国家开始研制探测飞机的脉冲调制雷达。1936年，美国研制出作用距离达40公里、分辨力为457米的探测飞机的脉冲雷达。1938年,英国已在邻近法国的本土海岸线上布设了一条观测敌方飞机的早期报警雷达链。 第二次世界大战期间，由于作战需要，雷达技术发展极为迅速。就使用的频段而言，战前的器件和技术只能达到几十兆赫。大战初期，德国首先研制成大功率三、四极电子管,把频率提高到500兆赫以上。这不仅提高了雷达搜索和引导飞机的精度，而且也提高了高射炮控制雷达的性能，使高炮有更高的命中率。1939年，英国发明工作在3000兆赫的功率磁控管，地面和飞机上装备了采用这种磁控管的微波雷达,使盟军在空中作战和空-海作战方面获得优势。大战后期，美国进一步把磁控管的频率提高到10吉赫，实现了机载雷达小型化并提高了测量精度。在高炮火控方面，美国研制的精密自动跟踪雷达SCR-584,使高炮命中率从战争初期的数千发炮弹击落一架飞机，提高到数十发击中一架飞机。

雷达微弱目标检测的有效方法[1]

49642009,30(21)计算机工程与设计Computer Engineering and Design 0引言 复杂背景下低信噪比运动目标的检测和跟踪是雷达信号处理系统的关键技术之一。在微弱运动目标检测和跟踪的应用中，雷达接收的远距离目标回波强度非常弱，信噪比很低，目标易被噪声淹没，单个脉冲回波的信噪比甚至是负的，若仅对单帧图像处理，不能可靠地检测目标。在预警雷达应用中，由于运动目标距离雷达较远，又处在强杂波环境中，对微弱运动目标的检测与跟踪是雷达信号处理的一个重要课题。早期算法主要有Kalman滤波等方法，主要采用检测后跟踪(detect before track，DBT)方法，这类方法在信噪比较高时可以取得很好的效果，否则不能检测出目标。要想对微弱目标进行有效的检测及跟踪，除了抑制杂波和降低系统噪声等方法外，一种有效的方法是检测前跟踪(track before detect，TBD)方法，即对单次观测信号先不进行判断，而是结合雷达图像特点，对目标进行多次观测，计算出目标在各帧图像之间的移动规律，预测目标在下一帧图像的可能位置，同时在帧与帧之间将多次扫描得到的数据沿着预测轨迹进行几乎没有信息损失的相关处理，从而改善目标的信噪比，提高检测性能，在得到检测结果的同时获得目标航迹。 目前，用于微弱目标检测的TBD方法主要有极大似然法、粒子滤波法、动态规划(dynamic programming，DP)法、Hough变换法，等[1-2]。其中，Hough变换法对检测沿径向做匀速直线运动的目标具有较好的检测性能，目标在直线轨迹上的能量集中在Hough变换后的单点上，目标轨迹的能量远大于其它点的能量，但计算量和存储量都较大[3]，难以实现。动态规划算法对目标信噪比要求较低，可以探测各种运动形式的目标[4-5]。 动态规划算法是美国Y.Barniv于1985年提出的，利用动态规划的分段优化思想，将目标轨迹搜索问题分解为分级优化的问题[6]。将其应用到雷达微弱目标检测中，可将雷达回波信号在多普勒频率和距离二维方向的幅度排列成图像，在多帧相继的图像序列中，运动目标轨迹可看作是一条连续变化的曲线，利用动态规划算法，检测是否存在着这样一条曲线，从而判断目标是否存在。 基于动态规划的检测前跟踪的关键在于沿目标运动航迹积累能量[7-8]，可以看出，搜索目标航迹的计算量非常大，在实际应用中存在不足。在预警雷达中，来袭目标比远离雷达的目标更具有威胁性，更需早期发现和预防，所以单独针对来袭目标进行探测，可以大大减少动态规划法搜索的运算量，提高预警雷达的探测能力。本文针对动态规划算法计算量大的缺 收稿日期：2009-02-26；修订日期：2009-06-10。

目标识别技术

目标识别技术 摘要： 针对雷达自动目标识别技术进行了简要回顾。讨论了目前理论研究和应用比较成功的几类目标识别方法：基于目标运动的回波起伏和调制谱特性的目标识别方法、基于极点分布的目标识别方法、基于高分辨雷达成像的目标识别方法和基于极化特征的目标识别方法，同时讨论了应用于雷达目标识别中的几种模式识别技术：统计模式识别方法、模糊模式识别方法、基于模型和基于知识的模式识别方法以及神经网络模式识别方法。最后分析了问题的可能解决思路。 引言： 雷达目标识别技术回顾及发展现状 雷达目标识别的研究始于"20世纪50年代，早期雷达目标特征信号的研究工作主要是研究达目标的有效散射截面积。但是，对形状不同、性质各异的各类目标，笼统用一个有效散射面积来描述，就显得过于粗糙，也难以实现有效识别。几十年来，随着电磁散射理论的不断发展以及雷达技术的不断提高，在先进的现代信号处理技术条件下，许多可资识别的雷达目标特征信号相继被发现，从而建立起了相应的目标识别理论和技术。 随着科学技术的飞速发展，一场以信息技术为基础、以获取信息优势为核心、以高技术武器为先导的军事领域的变革正在世界范围内兴起，夺取信息优势已成为夺取战争主动权的关键。电子信息装备作为夺取信息优势的物质基础，是推进武器装备信息化进程的重要动力，其总体水平和规模将在很大程度上反映一个国家的军事实力和作战能力。 雷达作为重要的电子信息装备，自诞生起就在战争中发挥了极其重要的作用。但随着进攻武器装备的发展，只具有探测和跟踪功能的雷达也已经不能满足信息化战争的需要，迫切要求雷达不仅要具有探测和跟踪功能，而且还要具有目标识别功能，雷达目标分类与识别已成为现代雷达的重要发展方向，也是未来雷达的基本功能之一。目标识别技术是指：利用雷达和计算机对遥远目标进行辨认的技术。目标识别的基本原理是利用雷达回波中的幅度、相位、频谱和极化等目标特征信息，通过数学上的各种多维空间变换来估算目标的大小、形状、重量和表面层的物理特性参数，最后根据大量训练样本所确定的鉴别函数，在分类器中进行识别判决。目标识别还可利用再入大气层后的大团过滤技术。当目标群进入大气层时，在大气阻力的作用下，目标群中的真假目标由于轻重和阻力的不同而分开，轻目标、外形不规则的目标开始减速，落在真弹头的后面，从而可以区别目标。 所谓雷达目标识别，是指利用雷达获得的目标信息，通过综合处理，得到目标的详细信息（包括物理尺寸、散射特征等），最终进行分类和描述。随着科学技术的发展，武器性能的提高，对雷达目标识别提出了越来越高的要求。 目前，目标识别作为雷达新的功能之一，已在诸如海情监控系统、弹道导弹防御系统、防空系统及地球物理、射电天文、气象预报、埋地物探测等技术领域发挥出很大威力。为了提高

智能雷达光电探测监视系统单点基本方案

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智能雷达光电探测监视系统单点基本方案
一、 系统概述
根据监控需求： 岸基对海 3~10 公里范围内主要大小批量目标； 主动雷达光电探测和识别； 多目标闯入和离去自动报警智能职守； 系统接入指挥中心进行远程监控管理； 目标海图显示管理； 系统能够自动发现可疑目标、跟踪锁定侵入目标、根据设定条件进行驱 散、同时自动生成事件报告记录，可以实现事故发生后的事件追溯，协助事故 调查。 1. 项目建设主要目的 ? 为监控区域安全提供综合性的早期预警信息； ? 通过综合化监测提高处置和应对紧急突发事件的指挥能力。 2. 基本需求分析： 需配置全自动、全量程具备远距离小目标智能雷达探测监视和光电识别 系统，系统具备多目标自动持续稳定跟踪、多种智能报警功能、支持雷达视 频实时存储、支持留查取证的雷达视频联动回放功能等；同时后期系统需具
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备根据用户需求的功能完善二次开发能力。同时支持后续相关功能、扩点组 网应用需求。
根据需求和建设主要目的，选型国际同类技术先进水平，拥有相关技术 自主知识产权，具备二次技术深化开发的北京海兰信数据科技股份有限公司 （2001 年成立，2010 年国内创业板上市，股票代码：300065，致力于航海 智能化与海洋防务/信息化的国内唯一上市企业）的智能监视雷达光电系统。 该系统在国内外有众多海事相关成熟应用案例，熟悉国内海事、海监、海 警、渔政公务执法及救捞业务需求特点等。同时，该系统近期成功中标国内 近年来相关领域多套（20 套）雷达光电组网项目，充分说明该系统的技术领 先及成熟应用的市场广泛接受度。
3. 项目建成后的主要特点 ? 全天候、全覆盖、全自动的立体化监控。该系统具备对多传感器信息 融合的能力，确保对探测范围内雷达信息源、光电、AIS、GPS 等设备信号源 进行有机的融合和整合。 ? 系统具备了预警、报警、实时录取回放的综合功能。任何目标物进入 雷达视距时，系统即开始进行监测。目标物触碰警报规则后，指挥室获得报 警信号，同时联动设备综合光电锁定警报目标，以便驱离。整个过程系统实 时记录、方便随时调用回放。
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机载雷达

领空权对于每一个国家都是非常重要的，而保证领空权的就是飞机性能的强大。我国航空技术已经发展了几十年了，经过这几十年，我国飞机的性能有了很大的提高，虽然与军事强国还存在一些差距，但是我们有能力有时间去赶超他们。 通过这学期的学习，我对飞机的结构及一些简单的工作原理有了一定的了解。 雷达的基本原理：通过无线电设备向空间发射无线电波，无线电波在不同介子表面会向各个方向散射一定的电波能量，其中一部分由目标反射回天线方向，成为目标回波。雷达接收目标回波。雷达接收目标回波后检测出目标的空间位置。 机载雷达就像是飞机的眼睛，利用雷达可以探测飞机、舰艇、导弹以及其他军事目标，除了军事用途外，雷达在交通运输上可以用来为飞机、船只导航，在天文学上可以用来研究星体，在气象上可以用来探测台风，雷雨，乌云。所以说雷达的作用非常巨大。下面我来大概介绍机载雷达。 机载雷达─它是装在飞机上的各种雷达的总称。装在飞机上的各种雷达的总称。主要用于控制和制导武器,实施空中警戒、侦察,保障准确航行和飞行安全。机载雷达的基本原理和组成与其他军用雷达相同，其特点是：一般都有天线平台稳定系统或数据稳定装置；通常采用3厘米以下的波段；体积小,重量轻；具有良好的防震性能。 雷达的发展：雷达是由英国科学家爱德华·鲍恩领导的研究小组于1937年研制成功的。鲍恩等人从1935年开始研制机载雷达。在1937年年中研制出一部小型雷达，并把它安装在一架双发动机的“安桑”式飞机上这架“安桑”式飞机便成为最早载有雷达的飞机。机载雷达进行了多次试验，证明它可探测到16公里以外的水面舰艇。

在现代先进作战飞机上，雷达系统的的造价往往占飞机总造价的1/4─1/3，还出现了综合多种雷达作用的多功能机载雷达。先进机载雷达不仅能发现100多公里以外的敌机，还能对其中最具威胁性的对多个目标同时实施攻击。机载雷达总体上分为5种不同功能的雷达 1、截机雷达，用于提供目标数据。它与火控计算机、飞行数据测量和显示设备等组成歼击机火控系统。截击雷达一般有搜索和跟踪两种功能。在搜索时，雷达发现和测定载机前方给定空域内的目标,截获后即转入跟踪状态,连续提供瞄准和攻击目标所需的数据。有的截击雷达有目标照射装置，用于导引半主动寻的导弹。截击雷达发现空中目标的距离一般为几十公里，有的可达一二百公里；搜索和跟踪角一般为±60度左右；测距精度为几十米；测角精度为十分之几度。脉冲多普勒截击雷达能抑制地（海）面杂波，提取动目标信息，具有下视能力，装备这种雷达的战机能对低空、超低空目标实施攻击。较先进的截击雷达能边搜索边跟踪,即对一定空域搜索的同时,还能跟踪多个目标。有的截击雷达还具有多种功能，既能用于对空中目标的拦截,也能用于对地（海）面目标的攻击。 2、轰炸雷达，主要用来为瞄准轰炸和领航提供目标信息。它可单独工作，也可与光学瞄准具、计算机配合使用，构成轰炸瞄准系统。轰炸雷达按搜索方式可分为前视和环视两类。前视雷达的天线波束指向载机前下方，在一个扇形地区内搜索。环视雷达的天线波束成扇形。它有搜索和瞄准两种工作状态。 3、空中侦察与地形显示雷达，用于提供地（海）面固定目标和移动目标的位置和地形资料。它通常是一种侧视雷达，具有很高的分辨力。其天线安装在机身两侧，波束指向载机左右下方并垂直于航线，随载机飞行向前扫瞄。侧视雷达分为真实口径侧视雷达和合成孔径侧视雷达两类。真实口径侧视雷达的天线沿机身纵向长达8～10米,在飞机机身两侧形成很窄的波束，分辨力较全景雷达高10倍左右。

探鸟雷达(低慢小目标探测雷达)解决方案

传统雷达通常探测高空快速大目标（简称高大快目标），而对低空慢速小目标（简称低慢小目标）无法有效探测，进而无法对低空安全做出有效防范。低慢小目标通常包括：鸟类、无人机、航模、热气球、滑翔伞等等。鸟击航班一直都是航空飞行安全的一大隐患，对机场近空鸟类的防范关系到飞行器与司乘人员的生命安全。近年来随着消费级无人机技术的成熟与成本下降，小型无人机异常活跃，给社会经济与人们生活带来便利的同时也深深的威胁着低空的安全。 低慢小目标探测雷达应运而生，在一定范围内及时发现低慢小飞行目标并且采取相应的处置手段，维护低空空域的安全。 鸟击是指航空器在起降或飞行过程中与鸟类、蝙蝠等动物相撞的事件，或者是因为动物活动影响到正常飞行活动的事件。据统计，仅北美地区每年鸟击所造成的军用和民用航空经济损失就超过5亿美元，欧洲每万次飞机起降平均有5.7次鸟击，严重的鸟击事件甚至可能威胁到乘客的生命安全。根据民航总局发布的《2012年度中国民航鸟击航空器信息分析报告》，中国全行业共发生2553起鸟击事件，其中事故征候148起，占全部事故征候总数的55%；发生在机场责任范围内的鸟击事件429起，共涉及85家机场，带来的经济损失为1.87亿元人民币，主要来自机械维修和航线运营方面的不完全统计数据，不包括航班取消、延误等引起的间接损失。 鸟击分析报告显示，飞机最易遭受鸟击的部位为发动机；起飞、爬升、进近、着陆等低高度阶段为鸟击多发阶段，占确定鸟击飞行阶段报告的86%，其中0～100米发生的鸟击事件超过半数；春秋季为鸟击事件高发季节，夜晚及晨昏的低能见度条件下为鸟击事件高发时段；华东、中南和西南地区为我国鸟击事件高发区域。 目前，我国民航的鸟情观测手段仍非常有限，基本停留在人工处理阶段，但在目测困难的黎明、黄昏和夜晚，恰恰是鸟击事件的高发期，迫切需要相关技术手段的支持来辅助开展驱鸟工作。探鸟雷达系统的优点在于不受能见度和恶劣天气等因素的限制，能够全天候自动运行，与常规鸟类活动监测方法相比，具有速度快、灵敏度高、全天候、自动化、监测面积大、适用范围广等优点，具有非常好的市场发展前景。

雷达信号检测和估计

信号检测与估计理论在 雷达系统方面的应用摘要：随着互联网应用的普及及发展，信号的检测与估计技术的应用也越来越受到人们的 关注。雷达中的信号检测是一个综合性问题，涉及多个学科，多领域知识，所以它是科学领域最为关注的问题。近年来已经开展了大量雷达系统信号实现方法相关的研究课题，其中回波信号的检测和估计是最为重要的方面。本论文就是针对雷达信号检测和估计的精确性问题加以展开的。 关键词：雷达系统，信号估计，信号检测 第一章雷达系统 1.1起源和发展 早期雷达用接收机、显示器并靠人眼观察来完成信号检测和信息提取的工作。接收机对目标的回波信号进行放大、变频和检波等，使之变成能显示的视频信号，送到显示器。人们在显示器的荧光屏上寻找类似于发射波形的信号，以确定有无目标存在和目标的位置。随着雷达探测距离的延伸,回波变弱,放大倍数需要增加。于是，接收机前端产生的噪声和机外各种干扰也随着信号一起被放大，而成为影响检测和估计性能的重要因素。这时,除了降低噪声强度之外,还要研究接收系统频带宽度对发现回波和测量距离精度的影响。这是对雷达检测理论的初期研究。后来，人们开始在各种干扰背景中对各种信号进行检测和估计的理论研究，其中有些结论，如匹配滤波理论，关于滤波、积累、相关之间等效的理论，测量精度极限的理论，雷达模糊理论等，已在实际工作中得到应用.

1.2雷达的概述 雷达的英文名字是radar,是“无线电探测与定位”的英文缩写。雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。 雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。 为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离为：S=CT/2 其中S：目标距离；T：电磁波从雷达到目标的往返传播时间；C：光速 1.3雷达的工作原理 雷达是利用目标对电磁波的反射(或称为二次散射)现象来发现目标并测定其位置的空间任一目标所在位置可用下列三个坐标来确定:1>目标的斜距R;2> 方位角a;3>仰角B。同时也就是说根据雷达接收到的信号检查是否含有目标反射回波，并从反射回波中测出有关目标状态的数据。 第二章雷达中的信号检测 雷达的基本任务是发现目标并测定其坐标通常目标的回波信号中总是混杂着噪声和各类干扰而噪声和各种干扰信号均具有随机持性在这种条件下发现目标的问题属于信号检测的范畴信号检测理论就是要解决判断信号是否存在的方法及其最佳处理方式。 2.1.雷达信号的最佳检测及基本概念 检测系统的任务是对输入信号进行必要的处理和运算然后根据系统的输出来判断输入是否有信号存在它可用门限检测来描述。 检测过程中，由于门限取值的不同产生的错把噪声检测成了目标，这类错误称之为虚警，出现的概率称为虚警概率；反之，错把信号当成了噪声，称为漏检或漏警，相应出现概率为漏检概率。 门限的确定与选择的最佳准则有关。在信号检测中常采用的最佳准则有贝叶斯准则最小错误概率准则最大后验概率准则极大极小化准则以及纽曼—皮尔逊准则等。

机载相控阵雷达模拟器设计与实现

仿真技术 机载相控阵雷达模拟器设计与实现* 梁 红1,高 遐2 (1.南京电子技术研究所, 南京210013; 2.空军装备部, 北京100843) 摘要 机载相控阵雷达模拟器可实现操作员在地面训练空中科目。该文介绍了机载相控阵雷达模拟器的运行计算机网络结构、功能(模拟功能、可控功能、用户界面功能),重点介绍了雷达探测功能仿真软件的模块组成和逻辑流程,着重分析了基于高层体系结构的架构、雷达横截面积和干扰对作用距离的影响等关键技术,最后指出了机载相控阵雷达模拟器今后的研究方向。 关键词 机载相控阵雷达;模拟器;设计;实现 中图分类号:TN958、TN955 文献标识码:A D esi gn and Imp l e m entation for Sim ul ator of A irborne Phased Array R adar LI A NG H ong1,GAO X ia2 (1.Nan ji n g Research I nstitute o fE lectron ics Technology, N anjing210013,Ch i n a) (2.The Equ i p m ent Depart m en,t PLAAF, Be iji n g100843,Ch i n a) Ab stract The s i m u l a t o r o f a irbo rne phased a rray radar can be used t o tra i n the radar operator on ground.Th i s pape r i n troduces the net wo rk arch itecture of the compu ter t hat the s i m u l a t o r run in the f uncti ons(S i m u l a ti on、Contro l、U I)of si m ulato r of a i r borne phased a rray radar,and also i ntroduces the consisti ng of t he m odule and log ica l flo w cha rt o f the s i m u l ation so ft w are o f radar detecti ng,focuses on t he key technology o fHLA(H i gh L evel A rch itecture)a rchitec t ure,the i m pact of RCS(R adar Corss Section) and i n terference on range,a l so i nd i cates the direc ti on o f the research o f the airborne phased array radar si m u lator. K ey w ords airborne phased array radar;si m ulato r;design;i m p l em enta tion 0 引 言 利用模拟器替代实装开展训练,可以实现地面训练空中科目,节省费用、安全可靠,其效果与空中训练相近,在特殊情况处置和高强度训练方面甚至超过实装训练。任务训练模拟器就是任务电子系统在地面的仿真模拟训练系统,用于对任务电子系统的操作人员在地面进行技术、战术训练等,以及对任务电子系统记录的数据进行重放、分析和辅助评估。机载相控阵雷达模拟器是任务训练模拟器中的一部分,该模拟器实时模拟机载相控阵雷达在各种工作方式下对空中、海面各类目标的探测功能,实现操作员在地面训练空中科目。 本文介绍了机载相控阵雷达模拟器的功能、设计和关键技术。 1 机载相控阵雷达模拟器的设计 机载相控阵雷达模拟器运行的计算机网络如图1所示。 它由以下各部分组成: (1)RADARS:雷达探测级模拟器; (2)MCS:任务计算机; (3)OW S:操作员工作站; (4)I FF/SSR:敌我识别/二次雷达设备模拟器; (5)I N S:惯性导航设备模拟器; (6)ES M:电子对抗设备模拟器; (7)COM:通信设备模拟器; (8)TCD:训练管理台, 其上运行训练管理软件。 图1 雷达模拟器运行计算机网络结构 105 第30卷 第8期 2008年8月 现代雷达 M ode rn R adar V o.l30 N o.8 A ugust2008 *收稿日期:2008 04 12 修订日期:2008 07 28

基于多活性代理的“低慢小”目标探测系统浅析

广西通信技术 2012年第2期 Guangxi Communication Technology专论综述基于多活性代理的“低慢小”目标探测系统浅析 张云佐 （北京理工大学 信息与电子学院，北京 100081） 摘 要：多活性代理方法是一种先进的复杂信息系统分析构建方法，“低慢小”目标探测系统是对低空慢速小目标进行探测、识别、处理的综合系统。对多活性代理进行了介绍，运用多活性代理方法简单分析了“低慢小”目标 探测系统的功能和结构组成，对提高系统设计品质和效能具有明显作用。 关键词：多活性代理；“低慢小”目标；探测；复杂信息系统 中图分类号：TN914 文献标识码：A 文章编号：1008-3545（2012）02-0035-03 “低慢小”目标是低空慢速小目标的简称，是指具有“低空超低空飞行（高度低于100 m为超低空，高度在100~1000 m之间为低空）、速度较慢（低于55 m/s）、有效探测面积较小”等特征的各种小型航空器和空中漂浮物的统称。由其特性决定，难于利用单一探测手段对“低慢小”目标实现全天时、全天候的有效探测和监控，是当前国际范围内的技术难题之一，是典型的复杂信息系统。 随着我国低空空域的开放，对“低慢小”目标的监管与防范成为亟待解决的难题，准确探测并拦截此类目标十分重要并有极大的需求，而探测是拦截的必要前提。传统的目标探测方法虽已比较完善，但“低慢小”目标具有飞行高度低、运动速度慢、散射强度弱等特点，给目标探测带来很大困难。在此强约束条件下，如何有效构建系统、促进系统功能正常发挥显得非常重要。 在经典系统理论体系以及钱学森院士“开放的复杂巨系统”系统理论[1]体系框架下，王越院士在多年工程实践的基础上，针对复杂信息系统中人工系统的设计、分析与构建问题，提出了多活性代理（Multi Living Agent，MLA）信息系统理论体系。 多活性代理信息系统理论是复杂信息系统理论的研究分支，按照此理论，信息系统可以从系统功能层面进一步分解为各个层次的活性代理。多活性代理信息系统理论以“活性代理”作为基本元素、 以“活性”作为代理功能发挥的量度来刻画、分析系统，通过协调协商达到系统整体功能的最大限度发挥[2]。以下运用多活性代理信息系统理论来分析“低慢小”目标探测系统，给出了多活性代理系统组成框图，对系统的构建和分析具有重要意义，为完善和优化系统，提高系统探测性能提供理论支撑。 1 多活性代理信息系统理论基本论述 多活性代理信息系统理论是把基础层次的“耗散自组织”理论延伸到应用基础和应用层次形成的认识系统和设计系统的新理论与新方法，是多个具有活性的代理有机结合在一起，通过协商协调发挥各自功能活性，并综合形成整个系统的功能活性。活性代理的内涵是将人的意向，系统的部分功能结构，在“活性”意义上结合在一起最终达到遂行某种功能的目的[3]。 处于强对抗环境下动态生存的信息系统是由人及其各个功能层次上的活性代理所组成，某系统功能层次上代理活性丧失意味着系统功能的丧失。系统内某些活性代理受损代表部分功能受损或预示某些功能将发生问题。复杂信息系统中多活性代理间协商表征高层次的自组织机理，其结果的异常代表系统自组织机理出现异常。在协商模型的构建过程中可预先设置异常处理模式，这些措施代表信息系 35