作者：周万幸
出版社：电子工业出版社
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弹道导弹雷达目标识别技术试读：
前言
弹道导弹雷达目标识别是20世纪60年代发展起来的，其任务是从由大量的诱饵、弹体碎片等构成的威胁管道中识别出真弹头，是弹道导弹防御系统中最为关键的核心问题之一，直接关系到弹道导弹防御的成败。因此，研究反导系统雷达目标识别技术，对于提高反导防御系统的防御能力，有着十分重要的意义。
弹道导弹雷达目标识别根据雷达回波来鉴别目标，相关技术涉及目标特性、信号处理、模式识别、图像处理、数据融合等多学科和技术，通过目标特征提取和分类识别技术，分析回波的幅度特性、频谱特性、时间特性、极化特性等，以获取目标的运动参数、形状、尺寸等信息，从而达到辨别真伪、识别弹头的目的。
本书围绕弹道导弹目标识别，从目标运动特征、目标RCS时间序列、目标微动特性、高分辨一维距离像、二维ISAR成像、目标极化特征等多个角度，全面、系统地阐述了弹道导弹雷达目标特征提取与识别技术，在理论推导的基础上，基于电磁仿真、暗室测量以及实测数据，对各种方法进行了实验验证，并给出了大量曲线、图表和数据，而使本书具有实用性和参考价值。
全书共分9章，第1章概述了导弹防御系统、雷达目标识别和弹道导弹识别方法。第2章介绍了弹道导弹目标特性的基本概念，包括运动特征、雷达散射截面、散射中心、一维距离像、二维像以及极化等。第3章论述了窄带跟踪识别、目标的时间-多普勒以及利用目标RCS时间序列提取目标运动特征的方法。第4章论述了导弹目标微多普勒特征提取，包括导弹目标微多普勒特征的基本概念、弹道导弹目标的微动模型、导弹目标微动特征分析以及提取方法。第5章论述了弹道导弹目标一维距离像识别技术，包括一维距离像的特性分析、双谱特征和一维散射中心的提取。第6章论述了导弹ISAR成像识别技术，包括弹道导弹目标ISAR成像、多运动目标ISAR成像和二维散射中心提取。第7章论述了导弹再入特征识别，包括利用公式法和滤波法提取目标质阻比。第8章论述了导弹目标极化特征提取，包括弹道导弹目标的极化散射特性、极化散射中心提取、基于极化技术的弹道导弹目标识别。第9章论述了弹道导弹综合识别技术，通过多层次、多特征的信息融合技术，提高雷达目标识别的性能。
本书可作为高等院校电子信息工程及信息与通信工程等专业的教师、学生参考用书，也可供从事雷达系统研究与设计的科技工作者和雷达使用人员参考。由于弹道导弹突防与反突防技术不断发展，雷达目标识别的新理论、新方法不断涌现，加上作者水平有限，书中难免存在不足和错误，殷切希望广大读者提出批评指正。第1章 绪论1.1 引言
弹道导弹具有速度快、威力大、打击精度高、突防能力强等特点，已成为现代战争中最具威胁的攻击性武器之一。以美、俄为首的军事大国，已装备了大量不同射程、不同型号的弹道导弹，具备对全球任何国家或地区、任意固定军事目标的攻击能力。除美、俄等军事强国之外，欧洲、日本、以色列、印度、朝鲜等地区和国家，也竞相开展核技术及各种射程的弹道导弹的研究工作。目前全世界至少有40个国家拥有弹道导弹，弹道导弹防御已成为紧迫的现实问题。
伴随着弹道导弹制造技术在全球的扩散，以美国为首的世界军事强国一直在寻找对付弹道导弹的途径，大力研制和部署各种类型的弹道导弹防御系统，即反导系统，它是“反弹道导弹系统”或“导弹防御（Missile Defense，MD）系统”一词的简称，用于拦截和摧毁在飞行弹道的弹道导弹或其组成部分。反导系统有多种结构形式，是一个庞大复杂的系统。
弹道导弹攻防之间的交互、竞争过程，推进了弹道导弹总体技术和导弹防御技术的发展。为了突破反导系统，现代弹道导弹都具备先进的突防措施，其中一项重要措施是释放多种形式的诱饵或假弹头，使反导系统无所适从或增加拦截负荷。另外，弹头周围还存在大量其他伴飞物，包括导弹末级助推器残骸、火箭分离后产生的碎片等，这些物体形成的目标群在弹头周围以相近的速度伴飞，反导系统中的目标识别就是在大量伴飞目标存在的条件下将真弹头识别出来。
自20世纪60年代以来，弹道导弹防御系统中的研究热点几经调整，但目标群中真弹头的识别问题一直是其核心难题之一。弹道导弹攻防的强对抗和分阶段拦截的要求，决定了导弹防御系统中的目标识别需要建立在弹道导弹不同阶段呈现出来的物理特性和对抗条件基础之上，识别需求决定了探测器的配置、类型及技术指标，因此，目标识别属于导弹防御系统顶层设计范畴。真假弹头的识别贯穿整个探测阶段，是天基预警雷达系统（Space Based Radar，SBR）、远程预警雷达（Early Warning Radar，EWR）、地基雷达（Ground Based Radar，GBR）以及大气层外拦截器（Energy Kill Vehicle，EKV）识别系统综合能力的体现。
本章在介绍弹道导弹特点的基础上，借鉴美国反导系统的发展历程对弹道导弹防御系统的组成、作战过程进行详细描述。在对雷达目标识别的发展进行系统阐述后，将深入分析弹道导弹雷达目标识别的特点和可能采取的策略。1.2 弹道导弹简介
根据飞行方式和飞行弹道的不同，导弹通常可以分为弹道导弹和［1］巡航导弹两种类型。巡航导弹在大气层内飞行，弹体附有弹翼、尾翼和舵面，而弹道导弹的飞行轨迹主要在大气层以外，无弹翼。弹道导弹利用火箭将导弹送到预定的飞行轨道并达到预定的速度，火箭熄火后在地球重力作用下沿抛物线弹道飞行。弹道导弹发射时要穿越大气层，在大气层外飞行一定的距离，然后弹头重返大气层对目标实施攻击。
弹道导弹按照射程可以分为近程弹道导弹或战术弹道导弹（射程小于1000km）、中程弹道导弹（射程介于1000km～3000km）、远程弹道导弹（射程介于3000km～8000km）和洲际弹道导弹（射程大于8000km）；按作战用途可分为战略弹道导弹和战术弹道导弹；按发射点位置和目标位置可以分为地地弹道导弹和潜地弹道导弹；按推进剂可以分为液体推进弹道导弹和固体推进弹道导弹；按结构可以分为单级弹道导弹和多级弹道导弹。1.2.1 弹道导弹飞行阶段
不同类型的弹道导弹，其飞行轨迹、速度和加速度的具体数值差异较大，但总体的变化规律是一致的，其整个飞行过程分为助推段、中段和再入段。相关特性如图1.1和表1.1所示。图1.1 弹道导弹的典型弹道
助推段以导弹离开发射架作为起点，以助推器最后一级火箭熄火，有效载荷与推举它的装置分离为终点。远程弹道导弹助推段时间约为3min～6min，战术弹道导弹约为2min。助推段是弹道导弹最脆弱的阶段，其红外和雷达特性非常明显，火箭燃料箱受打击易遭摧毁，而且飞行速度也较慢，这个阶段还没有产生碎片，也没有释放诱饵等突防装置，目标识别问题不突出。表1.1 标准弹道下的弹道导弹飞行特性
中间飞行段主要是指弹道导弹助推火箭关闭发动机后，导弹在大气层外飞行的过程。典型远程弹道导弹中间段的飞行时间约为15min～20min，是弹道中最长阶段，防御方有足够的时间做出决策，甚至可以人工参与，以便确定是否发射拦截弹，以及发射几枚。先进的远程战略弹道导弹一般采用多种突防措施提高弹头的突防能力，如采用各种隐身措施减小弹头的雷达截面积，在中间飞行段还经常采用投放干扰箔条和模拟弹头的假目标（诱饵，见图1.2），或将末级火箭炸成碎片形成干扰碎片云等突防措施。由于没有大气阻力，这一阶段弹头、诱饵、整流罩、母舱和碎片残骸等，均在弹道附近伴随弹头高速运动，在整个中间飞行阶段形成一个目标群，这个目标群扩散的范围可达几千米。要实现中段拦截，预警探测系统必须从目标群中识别出真弹头，并引导拦截武器打击目标。如何从大量干扰团及随弹头一起飞行的诱饵中识别出真弹头，并实施有效拦截，是反导系统的核心任务。图1.2 民兵Ⅲ型导弹的充气诱饵和真弹头
再入段是指弹头及其伴飞物进入大气层向打击目标飞行的阶段，再入段又称末段，持续时间一般为60s～90s。在该阶段，由于大气阻力作用，目标群中伴随弹头飞行的碎片、轻质诱饵、箔条等会因摩擦产生高温，从而被烧毁或降低速度而被大气过滤掉，这个现象称为大气过滤。经过大气过滤，只有少数专门设计的重诱饵呈现出类似弹头的运动轨迹，弹道目标及重诱饵再入大气层时，不同质阻比的目标表现出不同的减速特性，可以通过质阻比对真假弹头目标进行识别。在再入段，反导系统的目标识别压力大大降低，但反应时间很短，对拦截系统提出了更高的要求。1.2.2 弹道导弹突防手段
在弹道导弹飞行过程中，伴随弹头飞行的目标群包括弹头和母舱，［2］另外还可能包括各种形式的发射碎片和释放的诱饵或干扰机。
随着弹道导弹技术的发展，在中段各类目标趋于复杂，并在飞行管道中具有一定的扩散范围，如图1.3和图1.4所示。图1.3 突防群目标扩散范围示意图图1.4 弹道导弹突防过程中反导系统所面临的复杂环境
构成中段目标的物体有下面几种。
1.发射碎片。所有的导弹都有一定的碎片，它们在大气层外与再入飞行器一起飞行。碎片可能包括助推火箭、保护罩、废弃的母舱、帮助再入飞行器脱离母舱的弹簧以及各种爆炸螺栓部件等。即使没有突防装置，防御系统也必须从这些目标中识别出真正具有杀伤力的进攻弹头。
2.诱饵。包括涂有金属层的气球（可保护飞行器或增强诱饵的信号特征）、轻型充气或刚性复制诱饵、箔条等（见图1.5）。更加先进的诱饵还包括一个与再入飞行器非常相仿的红外热源。
3.金属箔条及采用雷达隐身和特征变换措施的目标。弹头可在中段抛撒金属箔条，将各种目标隐藏在箔条云的后面。另外，弹头的设计者可以通过隐身技术和特征变换来改变再入飞行器的信号特征，例如，进攻方可将再入飞行器包在金属气球中。
4.干扰机。进攻弹头可以通过噪声干扰对雷达进行压制，缩短雷达的探测距离，还可以进行欺骗干扰，通过对雷达信号调制后转发，使雷达接收到虚假回波信号，不能跟踪真实的目标，从而使雷达不能区分真假目标。图1.5 美国弹道导弹的弹头及各种诱饵
这些突防措施无论对雷达还是对红外探测器都会形成有源和无源干扰，引起雷达和红外探测器的“过载”，给反导系统中探测器的部署、探测能力、识别能力和抗干扰能力等方面带来了极大的挑战，表现如下。
1.大范围覆盖和前置部署的挑战。目前，美国、俄罗斯、朝鲜、印度等国家和台湾地区都拥有多种类型的弹道导弹，而核潜艇的隐蔽性更增加了潜射弹道导弹发射位置的不确定性。为了有效预警，需要建设覆盖全境的预警探测网络和多层拦截支撑体系，美国和俄罗斯已经形成了基本覆盖全球的预警网络，美国正在研制和建设包括预警卫星、前置的远程预警和精密跟踪识别雷达在内的多层拦截信息保障体系，覆盖了导弹的助推段、中段和再入段。由于威胁目标位置的不确定性，多层拦截体系要求预警探测系统能够大范围覆盖并尽量前置部署。
2.小目标检测能力的挑战。减小雷达目标截面积是对付防御雷达的首要技术，是各种突防技术的基础，使用隐身技术可使弹头RCS缩小10dB～20dB，使预警雷达的探测距离显著下降，预警时间大幅减少，作战效能大大降低。弹头的RCS越来越小，要求雷达具有更大的功率孔径积和更强的小目标检测能力。
3.识别能力和抗干扰能力的挑战。实施与弹头相似的诱饵技术，是形成多目标进攻、分散拦截火力的有效措施。分布在弹头前后的诱饵将大大增加雷达识别难度，从而降低拦截成功率。需要雷达具有多种信号特征提取手段和综合识别能力。在弹头隐身的基础上实施伴随式干扰，是弹道导弹突防的重要措施，干扰使远程预警雷达无法有效截获目标，使精密跟踪识别雷达难以正确识别弹头。必须提高雷达的目标识别能力、先进的自适应处理能力和抗干扰能力。
面对上述挑战，导弹防御系统必须综合考虑各种因素，建立合理的防御系统配置和有效的拦截过程。1.3 弹道导弹防御系统简介
世界主要大国一直非常重视弹道导弹防御系统的构建，美国发展［3］反导系统已历经50多年。1955年，美国贝尔实验室的仿真研究表明可以用一个导弹拦截另外一个弹道导弹。1962年7月19日，奈基—宙斯导弹成功拦截了一个洲际弹道导弹的弹头。总体看来，美国弹道导弹防御系统的发展从技术层面可以分为如下三个阶段。
1.早期反导发展阶段，从20世纪50年代到70年代中期，当时采用无线电指令制导，制导精度不高，通常采用核杀伤技术，只要进入杀伤范围就可将真弹头在内的目标群一起摧毁，目标识别问题不突出。
2.中期反导发展阶段，从20世纪70年代到90年代，开始发展寻的制导，精度大大提高，转向追求直接碰撞动能杀伤反导技术，目标识别问题开始出现。
3.近期反导发展阶段，从20世纪90年代到现在，其特点是发展多层次、多手段的一体化反导系统，但随着弹道导弹突防技术的不断发展，目标识别问题日益突出。
美国历届政府都积极构建弹道导弹防御系统，布什政府更是发展了弹道导弹防御思想，希望构建一个陆基、海基、空基和天基的全方位防御系统，对处于助推段、中段和再入段的来袭导弹进行“全程观测、分层拦截”。本节将借鉴美国弹道导弹防御系统，对弹道导弹防御系统的组成和作战流程进行系统阐述，进而引出目标识别在导弹防御中的重要性。1.3.1 弹道导弹防御系统组成
根据拦截弹发射平台的不同，可以分为地基弹道导弹防御系统、海基弹道导弹防御系统、空基弹道导弹防御系统和天基弹道导弹防御系统。按照拦截阶段，可以分为助推段弹道导弹防御系统、中段弹道导弹防御系统和末段弹道导弹防御系统。按照功能，可分为预警探测2系统、拦截武器系统和指挥、控制、作战管理与通信系统（CBMC）三个部分。
预警探测系统是弹道导弹防御系统的“感知系统”和决策依据，主要由天基预警卫星、海基雷达、超视距雷达、地基远程预警雷达、地基多功能雷达等不同平台、不同类型传感器组成。预警探测系统在弹道导弹飞行过程的不同阶段，需要采用不同的探测设备，完成目标的搜索、捕获、确认、跟踪、发落点预报、制导、识别、拦截效果评估等。其中，搭载红外、光学设备的天基预警卫星和天波超视距雷达主要用于对弹道导弹的主动段进行预警、发点估算、威胁评估。地基远程预警雷达，可在尽可能远的距离上对中段飞行的弹道导弹进行搜索、截获、跟踪，提供发点、落点预报及威胁评估信息；地基多功能雷达主要完成中末段飞行弹道导弹目标的精确跟踪、识别，提供武器制导和杀伤评估；海基雷达由于其机动性可通过灵活部署，对助推段、中段或末段弹道导弹进行探测、跟踪、识别。这些设备分别如图1.6所示。图1.6 美国弹道导弹预警探测系统主要传感器图1.7 动能杀伤飞行器（EKV）
拦截武器系统是弹道导弹防御系统的射手，主要任务是利用自身携带的多波段红外导引头对目标进行终极识别，对来袭弹道导弹实施拦截和摧毁。图1.7为动能杀伤飞行器示意图。
指挥、控制、作战管理与通信系统（见图1.8）是弹道导弹防御系统的大脑，可将预警探测系统和拦截武器系统两部分功能有效地联系起来，确保高效完成弹道导弹防御，是弹道导弹防御系统的重要组成部分，其主要负责搜集处理各种预警信息、优化管理作战资源、进行信息融合和综合识别、制定拦截预案、武器分配和目标指派、在授权情况下指挥全系统进行拦截作战和拦截效果评估等。图1.8 指挥、控制、作战管理与控制系统1.3.2 弹道导弹防御系统的作战流程
弹道导弹防御系统需要实现全程监视、逐层交替探测、跟踪，并能够防御带有复杂突防措施的来袭弹道导弹，如图1.9所示。图1.9 弹道导弹防御系统作战流程
其作战过程可以想定如下。
1.导弹发射段监视与探测。利用天基预警卫星或地基超视距雷达及时探测全球范围内弹道导弹的发射，向指挥、控制、作战管理与通2信（CBMC）系统发出弹道导弹的攻击警报。
2.预警及引导信息的分发。指控中心收到攻击警报后，引导海基或地基雷达在预测的弹道上搜索来袭弹道导弹。
3.前沿部署的舰载多功能雷达对来袭导弹进行搜索、确认和跟踪。前沿部署的海军战舰收到来袭导弹发射通知后，利用舰载雷达在可能的区域内对目标进行搜索。一旦检测到目标，对预警卫星的预警进行确认，然后跟踪来袭导弹，基于跟踪信息，海基反导系统的指控中心制定拦截路线及方案，指挥海基拦截弹实施拦截，并进行效果评估，2或通过CBMC系统向地基中段防御系统提供更加精确的目标跟踪信息。
4.地基远程预警雷达（EWR）对目标群进行鉴别、跟踪，并为地基多功能雷达（GBR）提供目标指示。当来袭的弹道导弹进入地基远程预警雷达（EWR）的探测范围内时，EWR雷达处于警戒状态，对包含弹头、诱饵、末修仓等在内的目标群进行鉴别和跟踪，并通过2CBMC系统对地基多功能雷达（GBR）进行引导。在此阶段，识别系统需要根据弹道信息进行星弹识别，判定目标是卫星还是导弹，也可以使用雷达窄带回波系列特征信息实现对包含弹头、诱饵、末修仓等群内的目标初步识别。由于地基远程预警雷达分辨率低，不能获得目标群内的精细图像，只能提供较粗的目标队列文件（Target Of Array，TOA），目标识别问题逐渐显现。
5.弹头的精确跟踪与拦截弹发射。GBR在EWR的引导下，对包2含弹头的目标群进行截获和更为精确的跟踪，CBMC判断这些跟踪2信息是否满足拦截弹的发射条件，如果满足，CBMC将利用这些跟踪信息制定拦截策略，确定拦截弹的飞行路线，为拦截弹装订目标数据并在适当时候下达发射命令，继而拦截弹发射。
6.弹头的持续跟踪与识别。拦截弹发射后，GBR将继续对目标群进行跟踪，并利用其距离和方位的高分辨能力对目标群中的真假弹头进行进一步的分辨和识别，识别过程一直持续到与地基拦截弹（Ground Based Interceptor，GBI）的末制导交班。与此同时，GBR还要对拦截弹进行跟踪。
7.拦截弹飞行路线修正及目标物体图。GBR的精确跟踪数据将通过飞行中拦截弹通信系统传送给拦截弹，提供拦截弹飞行路线修正（In-Flight Target Update，IFTU）和目标物体图（Target Object Map，TOM），拦截弹利用IFTU数据修正飞行路线，机动接近目标，以便在合适的位置上释放导引头。在此情况下，GBR提供的TOM图是GBI最初阶段对视角内物体进行识别的重要依据。
8.拦截弹的导引头截获目标群、对弹头进行更为精确的识别。拦截弹进入到预定交战空域后，利用其自身携带的红外导引头对准目标方向，开始捕获、跟踪目标群，同时从GBR已经分辨出的包含弹头在内的威胁目标和感兴趣的目标中，对真弹头进行更为精确的识别。如图1.10和图1.11所示。图1.10 EKV导引头捕获目标过程示意图
9.依靠动能撞击来袭弹道导弹。导引头利用其上的小火箭提供最后精确的飞行弹道修正。其制导系统根据导引头获得的目标数据控制拦截弹导引头精确地飞向再入弹头，最后通过直接碰撞摧毁目标。为了提高拦截率，对每一个来袭导弹的弹头可同时发射多枚拦截弹进行拦截。
10.拦截效果评估与再次打击决策。GBR持续跟踪拦截弹与来袭弹头，图1.11 红外探测器获得的TOM图
在两者发生直接碰撞后的几秒钟内，以碎片云的尺寸大小、相对位置、碎片云扩散程度及RCS回波散射特性等来评估拦截效果，为实施第二次拦截提供重要依据。
从弹道导弹防御系统的作战流程可见，目标识别是决定反导成败的关键环节，从来袭导弹的发射开始，到拦截弹进行拦截后的效果评估和再次打击决策，都必须进行目标识别工作。越早拦截，系统拦截成功的概率就越大，因为即使首次拦截不成功，还留有后续手段进行弥补，所以弹道导弹防御系统的先进概念是提前拦截、多层拦截。尽管如此，助推段拦截也存在下面这些局限性。
●弹道导弹发射点距离防区很远，由于地球曲率，目标基本位于防御方地基雷达的视线之外，只有利用卫星预警系统进行探测。
●助推段时间短，探测到目标后，指挥控制系统的决策时间和拦截武器的反应时间很少，而且拦截武器的部署距离导弹发射点不能太远，拦截武器的速度必须足够快。
●可能的拦截武器有天基激光拦截器和机载激光拦截器。目前，天基激光武器还处于关键技术研究阶段。采用机载激光拦截，作战时载机必须在导弹发射阵地附近巡逻，且需要空中保护，不能被对方击落，在一般情况下很难做到。
因此，综合考虑技术的成熟度、部署地理位置和系统反应时间的限制，目前弹道导弹防御系统主要采用中段和末段拦截，且由于弹道导弹中段飞行时间长，尽可能在中段拦截。因此，在飞行中段，各种预警探测雷达必须具备相应的目标识别能力，为拦截系统提供目标指示。1.4 雷达目标识别发展概况
雷达用于目标识别的最初构想始于1934年。当时，前苏联列宁格勒无线电物理学院的B.K.Shembel，利用耳机监听从Rapid连续波雷达的目标回波中解调出来的“声音”信号，可在3km～7km的距离上识别不同类型的飞机目标。
在第二次世界大战期间，类似的“声音”监听识别装置在其他雷达上也得到应用。而直接利用目标回波进行雷达目标识别的工作可追溯至1958年，当时，美国的D.K.Barton通过分析AN/FPS-l6型跟踪雷达记录的前苏联人造卫星Sputnik II的回波信号，推断出该人造卫星上带有角反射器，并由此推断当时前苏联的卫星跟踪网是由第二次世界大战时使用的低威力雷达所组成。Barton的推断标志着雷达目标识别的开始，从而使雷达的功能从单纯的发现和定位进入了目标识别阶段。
雷达目标识别是指根据雷达回波获取目标的特征信息，利用已掌握的各种目标的先验知识判别未知目标的类别属性。它的研究主要包括目标特征分析和提取方法，以及基于目标特征的分类识别方法的研究。按目标是否与雷达合作，目标识别可分为合作式目标识别和非合作式目标识别。合作式目标识别最常见的是采用敌我识别器，通过雷达和敌我识别器的配合，既可获得目标的位置和运动特征，也可获得目标的敌我属性特征。合作式目标识别以外的其他目标识别都称为非合作式目标识别，我们通常所说的雷达目标识别，均指非合作式目标识别。
雷达目标识别是现代雷达技术的一个十分重要的发展方向，经过国内外学者的不懈努力，雷达目标识别的理论和技术应用都取得了许多重要的进展。
雷达目标识别是根据目标雷达回波中所携带的信息来鉴别目标。原则上，一个目标识别系统均可表示为如图1.12所示的基本结构，图中上半部分为实时识别过程，下半部分为训练过程。训练过程的目的是对实际工作中可能遇到的各种目标，获取探测数据，进行目标识别的特征提取和判别算法研究，为上半部分的实时识别过程提供支持。在实际作战使用过程中，就可以按照训练时预先得到的有效特征和判决算法进行实时提取和判决。图1.12 雷达目标识别基本功能框图
总体而言，目标识别主要在四个空间开展研究：目标空间、参数空间、特征空间和判决与分类空间。目标空间表征目标的物理参数，如形状、体积、质量、介电常数、导磁率、导电率、运动姿态以及动力学参数等；参数空间为雷达获得目标散射的幅度、相位与极化信息等；参数空间经特征提取得到的目标特征构成特征空间，再经过空间映射变换、压缩特征空间维数等处理后，得到更高的同类聚合性和异类可分离性，便于判决和分类；最后进入判决空间，根据各种判别算法和准则进行目标的分类与识别。
训练过程首先要对已知目标进行测量，取得目标的训练数据。获取训练数据有多种手段，如目标的靶场动态测量、外场静态测量、微波暗室缩比模型和风洞模型测量等。这些训练数据经特征提取与特征空间变换，存入样本空间供分类判决使用。一般来说，训练中的目标要覆盖实际作战中可能遇到的目标，目标识别系统也需要具备自我学习的功能，如图1.12中的虚线部分，通过对新数据进行处理，调整分类器参数及样本空间目标的类域范围，优化识别分类性能，并适应新的目标类型和识别环境。
目标特征信号提取技术包括RCS起伏特征、多频测量、目标瞬态响应特征、波形综合技术、高分辨成像技术（一维距离高分辨、逆合成孔径雷达技术、三维成像技术）、极化特征、目标运动调制与非线性散射特征等。
特征空间变换是目标识别中的重要环节。应用各种优化的变换技术可以改善特征空间中不同目标模式下的数据分布结构，使特征信号更有效地应用于目标识别。把参数空间的信息映射到特征空间，不但要解决维数压缩问题，还要把每类统计上最有用的特征保留下来，实现高速与高效分类。特征空间变换技术主要包括卡南—洛伊夫（K-L）变换、沃尔什（Walsh）变换、梅林（Melin）变换、基于离散度准则（Fisher准则）的维数压缩方法等。
雷达目标分类器的结构有许多种，主要包括贝叶斯（Bayes）分类器、线性分类器、最近邻分类器、序贯分类器等。
随着信息融合、模式识别等技术的不断发展，再加上雷达信息获取能力逐渐提高，当前反导系统雷达目标识别技术发展迅速。概括起来，主要朝以下几个方向发展。
一是大力丰富信息获取技术。准确、充分的信息获取技术是雷达目标识别的前提和基础。随着硬件性能的不断提高，反导系统雷达信息获取能力不断增强。日渐丰富的信息获取手段是中段雷达目标识别发展的重要方向，不论是硬件还是软件目前均处于快速的发展阶段，它们将为目标识别的方案设计和选择提供更大的空间。
二是深入挖掘有效特征。有效、稳健的特征提取是雷达目标识别的关键技术环节。随着研究的深入，人们认识到，采用先进的信号处理技术，可以从回波中获得更多的运动信息和结构信息。例如采用微多普勒技术，可以获得目标运动的细节信息，这对识别具有复杂空间运动的弹头类目标具有重要的借鉴意义。另外，研究利用极化信息提取目标结构的形体特征，同样具有非常重要的意义。
三是采用稳健的模式识别技术。快速、高效的模式识别技术是雷达目标识别的中心环节。雷达目标识别是模式识别技术的一个具体应用领域，因此也受益于模式识别技术的快速发展。例如，从20世纪90年代初发展起来的支持矢量机（Support Vector Machine，SVM）技术在雷达目标识别中获得了良好的应用。此外，关于采用隐马尔可夫模型（Hidden Markov Model，HMM）、自适应高斯分类器的雷达目标识别算法也有报道。雷达目标识别算法的多样性有利于选择高效、稳健的识别器。
四是努力采用先进的信息融合技术。多层次、多传感器的信息融合技术是改善雷达目标识别性能的重要手段。单传感器提取的特征往往是待识别目标的不完全描述，而利用多个传感器提取独立、互补的特征有利于提高正确识别率，降低错误率。由于信息融合技术的特有优势，可以预见，这将是反导系统目标识别中一个极具魅力的发展方向。1.5 弹道导弹目标识别
目标识别技术是弹道导弹防御系统的关键技术之一，其任务是从大量的诱饵、弹体碎片等构成的威胁管道中识别出真弹头。雷达目标识别主要根据目标的回波来鉴别目标，相关技术涉及雷达目标特性、目标特征提取方法和分类识别技术。识别的基本过程就是从目标的幅度、频率、相位、极化等回波参数中，分析回波的幅度特性、频谱特性、时间特性、极化特性等，以获取目标的运动参数、形状、尺寸等信息，从而达到辨别真伪、识别目标的目的。弹道导弹防御系统的目标特性测量雷达均具有窄带和宽带信号形式，窄带信号用于目标搜索、截获和跟踪，宽带信号用于目标特性测量和高分辨率成像。
美国一直在开展弹道导弹雷达目标识别方面的研究工作。20世纪60年代，美国弹道导弹预警系统中的AN/FPS-49弹道导弹预警和跟踪雷达采用轨迹比较法进行目标识别。
20世纪80年代的“星球大战计划”（SDI）将收集弹道导弹各部分和再入飞行体的特征数据列为重要项目，设想利用AN/SPQ—11相控阵雷达和新研制雷达来获取目标的微波特性数据，以实时成像识别为重点，建立目标特性的模型和数据库。20世纪90年代以来，随着NMD和TMD的提出，雷达目标识别再度成为热点。
美国的多目标特性测量雷达主要朝着相控阵技术与逆合成孔径成像技术相结合，并形成模型和数据库的方向发展，用以解决多目标跟踪和多目标识别两大问题。为了研究有效的识别算法和识别特征，美国专门研制了很多先进的高性能雷达，来录取弹道导弹数据以供研究，包括观测前苏联等国家弹道导弹试验，以及在夸贾林靶场组织反导试验。为了测试反导系统雷达的目标识别性能，到2006年9月为止，美国共进行了11次国家导弹防御（NMD）系统拦截试验，其中6次成功，5次失败。
总而言之，美国反导系统的雷达目标识别技术处于国际领先水平，并由早期的基于单一传感器的目标识别向多传感器融合识别发展。其中，利用高分辨率雷达的目标识别，已开始进入实用阶段；基于ISAR的雷达目标识别已得到验证；基于GBR的真假弹头目标识别已［4］突破许多关键技术。
综合起来，对于弹道导弹目标的识别大致有三个途径：一是特征识别，通过辨认信号特征来推演目标的特征信息，例如：利用回波信号的幅度、相位、极化等特征及其变化来估计目标的飞行姿态、结构特征、材料特征等；二是成像识别，通过高分辨率雷达成像，确定目标的尺寸、形状等；三是再入识别，通过获取目标的弹道参数（质阻比），确定质量特性。1.5.1 弹道导弹运动特征提取及识别
弹道导弹通过助推段、中段和再入段的飞行到达地面目标区。助推段又称为主动段，这时导弹在发动机的推动作用下加速升空，其尾部有一个较长的火焰区，可以通过相应的光学探测器对主动段飞行的弹道导弹进行观测，利用目标的光学特征进行识别。天基预警雷达和超视距雷达可以观测到导弹的发射，并提供预警。地基远程预警雷达可以观测到弹体和助推火箭飞行过程中回波强度的变化，并利用其统计特征进行识别。
中段称为自由飞行段，此时弹头与弹体分离，弹头常常携带诱饵，诱饵可分为重诱饵和轻诱饵两种，由于诱饵在外形、红外辐射特性和电磁散射特性、运动特性等方面不可能与真实导弹完全相同，因此在该段可以应用多种传感器对飞行的弹头、诱饵和碎片进行探测，从而区分真假目标，并估计出真目标的运动参数等特征。
再入段是指弹头返回大气层至弹头到达目标区的阶段，在该阶段，轻诱饵由于大气过滤作用而分离，弹头和重诱饵在大气层中高速飞行，它们与周围气体间产生非常复杂的物理、化学和电离反应。产生的烧蚀产物以及高温条件下被电离的空气会形成很长的等离子尾迹，尾迹长度可达再入体底部直径的数百倍。此时，雷达观测到再入体及其尾迹总的回波，从中可以分析再入体及其尾迹的散射特性。同时，目标或重诱饵的运动特性发生变化，可以提取目标质阻比、目标的振动、再入体的加速度和再入轨迹等特征参量。这些特征是区分重诱饵和弹头的重要依据。
1.5.1.1 早期的轨道特征识别
在主动段和中段早期，识别任务是从飞机、卫星等空中、空间目标中识别出弹道导弹，迅速实现正确预警。弹道导弹在大气层内飞行时，可利用弹道导弹与飞机目标之间的运动特性，如速度、高度、纵向加速度及弹道倾角等差异来识别。在大气层外飞行时“主要实现导弹与卫星的区分”，它们基本上都是沿椭圆轨迹飞行，椭圆近地点与地心的距离称为最小矢径。导弹由于要返回地面，其最小矢径小于地球半径，而卫星的最小矢径大于地球半径。因此，可利用雷达、预警卫星跟踪经目标定轨后估计最小矢径来实现区分。
1.5.1.2 RCS特征提取及识别
目标的雷达截面积（Radar Cross Section，RCS）反映了目标对雷达信号散射能力。空间目标沿轨道运动时其姿态相对于雷达视线不断发生变化，从而可获得其RCS随视角变化的数据，其中的变化规律反映了目标形体结构的物理特性。
为了突防，弹头在飞行过程中均采用姿态修正技术，该技术的采用可以使得弹头与敌方雷达保持一定的姿态范围，使得弹头在此姿态角度范围中RCS尽可能小。而助推火箭和诱饵一般不具备姿态控制功能，这就为目标识别提供了可能。因为在这种情况下，弹头的RCS较小且变化幅度稳定，而其他的具有翻滚等不规则运动的目标，RCS的变化很大。通过对各个目标的RCS序列进行分析，提取合理特征，就可以对目标进行区分。
基于目标的RCS数据提取目标的相关信息可用于目标识别，可提取的目标RCS信息主要有RCS的大小、起伏程度及随时间的变化规律［5］等，具体特征主要有下面几个。
1.RCS位置特征参数，包括均值、极大极小值、中值及分位数等。
2.RCS散布特征参数，包括极差、标准差、标准均差及变异系数等。
3.RCS相关特征参数，包括线性相关系数、线性时关系数等。
4.RCS分布特征参数，包括标准偏度系数、标准峰度系数等。
5.RCS时间序列的统计分布，包括累积概率分布、直方图、概率密度函数等。
6.RCS变换特征参数，包括傅里叶变换系数等。
1.5.1.3 中段的微动特征提取及识别
目标微动特征反映了目标的电磁散射特性、几何结构特性和运动特性。进动是自旋目标的自旋轴线环绕自身的中心轴缓慢转动。中心轴线与自旋时产生的自旋轴线的夹角称为进动角。目标的这种运动特性可以为真假目标识别提供重要的依据。
来袭弹道导弹为确保其弹头与助推器分离后弹头能稳定、安全、有效地命中目标，必须在释放完突防设备后，在弹头上施以自旋转技术及其姿态控制技术，使其进入自身旋转稳定状态。否则，弹头在近似真空的中段会出现发散式翻滚，这不仅会导致自身的RCS大大增加，而且对弹头突防极为不利。但对于轻、重诱饵或外投式电子干扰机的载体等假目标不存在这种自我调整能力，故一旦发生由进动趋向摆动或翻滚现象时，就只能听之任之，无法挽救。
从以上分析可知，弹头由于具有姿态控制系统，其飞行相对稳定。虽然有进动角及进动现象伴随，但其进动角一般不大，因而其目标回波受进动的调制度小。但是假目标或其他诱饵由于存在翻滚、进动角大或摆动，其目标回波受进动的调制度必然很大，这种由调制引起的回波起伏，是识别真假目标很好的信息和依据。
美国在1990年进行了两次Firely火箭探测试验。第一次，Firepond激光雷达在NASA的C波段和X波段雷达Haystack的引导下，在700km以外成功地观测到了可膨胀锥体气球的展开和膨胀过程。在第二次Firebird的飞行试验中，成功采集到了目标展开过程和几类再入诱饵特征的数据，验证了利用微动特性进行弹道导弹中段真假弹头识别的可行性。
基于弹头微动特性识别弹头的关键是对微多普勒的精确估计和提取，一种思路是利用激光雷达得到的目标ISAR像序列，进行进动参数的估计，在某些特殊情况下也可以利用RCS序列估计进动参数；另一种思路是建立目标回波信号与章动角、进动周期的关系，通过周期信号检测得到调制周期，并估计章动角。另外，目标的进动特性与其运动惯量相联系，弹头和锥体气球的进动特性不同，导致运动惯量存在差异，因此，通过目标运动惯量的比较也可以进行弹头目标的识别。1.5.2 成像特征提取及识别
雷达成像的基本原理是提高雷达分辨率，使得距离分辨单元的尺寸远小于目标，分离出目标的散射中心，描述目标的结构特性（散射中心的概念将在第2章详细介绍）。一般情况下，成像雷达通过发射宽带信号获取高的径向分辨率，利用大型实孔径或合成孔径技术获得方位（以及俯仰）高分辨，实现雷达目标高分辨成像。
1.5.2.1 一维距离像
目标的一维距离像（或一维散射中心）是光学区雷达目标识别的重要特征，与目标实际外形之间有着紧密的对应关系，可以作为识别真假弹头的依据，在弹道导弹目标识别中具有十分重要的意义。
利用一维距离像对目标进行识别的过程中，必须首先解决以下三个问题：平移敏感性、姿态敏感性和幅度敏感性。直接利用目标一维距离像作为特征具有较大的随机性，但只要对目标一维距离像进行适当处理，例如在时域、频域或时频域提取目标强散射中心位置和幅度特征，可得到反映目标内在特性的特征。
弹道导弹飞行速度较快，会使宽带一维距离像产生展宽、畸变，对目标一维散射中心的位置、形状和分辨率均有一定影响。目标的自旋运动也会造成各散射中心位置在雷达视线上的投影发生变化，引起目标一维距离像的畸变。弹头与弹体分离后，它们各自的运动特点又有所不同，需精确估计出目标运动速度，进行速度补偿，校正距离像畸变。
1.5.2.2 ISAR成像
雷达目标ISAR成像是电磁散射的一个逆问题，其实质是利用目标回波信息估计目标反射系数在二维平面上的分布。ISAR成像识别方法不但有很高的测量精度，而且能观察目标结构上的微小细节，从而分辨出假目标，是比较可靠的目标识别方法。
反导雷达中的ISAR成像有别于一般的目标成像，导弹、诱饵及碎片等组成的目标群具有运动速度高、自身运动形式复杂（常伴有自旋、进动等自身运动，以及机动等）、多目标等特点，给二维成像处理造成困难，在成像过程中需综合考虑这些运动特点，才能得到较为满意的图像，从而进行分类识别处理。
因导弹运动速度快且有机动现象，导弹目标ISAR成像需要较大的转角和较小的相干积累时间，并校正目标边缘越距离单元走动现象。同时，针对导弹平稳飞行和机动飞行情形，分别采用横向FFT和瞬时成像方法对运动补偿后的回波数据进行处理，从而获取目标横向距离信息，最终得到目标的二维图像。目标机动、自旋运动增加了精确补偿的难度，会造成目标ISAR像模糊、散焦，甚至无法成像，需要精确跟踪目标运动特性变化，进行高精度补偿和瞬时成像。
对于二维ISAR像，其分辨率越高，从图像中获取的关于目标的信息就越丰富，后续的目标检测和识别性能就越好。由于ISAR像距离向和方位向理论分辨率分别受限于系统的带宽和成像积累角，而且在探测和处理过程中存在一些非理想因素也会造成ISAR像的模糊、散焦等，从而降低图像的分辨率。
改善图像分辨率的手段主要有两种：一是提高系统带宽和成像积累角，但是该方法周期长、成本高，且受技术水平的限制；二是采用数据处理方法，主要采用运动补偿、自聚焦等技术，使得ISAR像分辨率接近或者达到理论分辨率。
带宽外推技术是以当前测量数据作为初始值，对距离和方位向空间谱带宽进行外推，得到较大带宽的空间谱估计值。数据外推后可以直接采用FFT进行二维成像以满足成像实时性的要求。美国的林肯实验室从20世纪70年代就开始了增强宽带图像分辨率的研究，提出了带宽外推处理技术，通过多个不同波段的稀疏子带外推合成超宽带雷达图像。1.5.3 极化特征提取及识别
极化特性是雷达目标电磁散射的基本属性之一，为雷达系统削弱恶劣电磁环境影响、对抗有源干扰、目标分类与识别等方面提供了颇具潜力的技术途径。如何准确获取目标的极化特性信息，并加以有效利用，长期以来一直是雷达探测技术领域备受关注的问题。
导弹目标的极化识别主要基于极化检测技术、目标极化散射矩阵、极化不变量、全极化技术等方面。利用不同目标与有源干扰的极化散射矩阵之间的差异，提取各自对应的极化不变量和极化散射中心分布，从而对导弹和诱饵等目标实现分类识别。1.5.4 弹道导弹再入特征提取及识别
由于大气过滤作用，只有导弹弹头和重诱饵进入再入段，重诱饵和弹头表现出不同的质阻比。质阻比主要取决于其质量与迎风面积的比值，一定程度上可认为是质量的面分布量纲。因此，再入段导弹防御系统目标识别的关键问题是在较高的高度上快速准确地估计出再入目标的质阻比。
再入目标质阻比估计主要有两种方法：一是利用公式法，直接利用雷达测量信息和多项式拟合等方法，根据再入运动方程计算质阻比；另一种方法为滤波法，是基于再入运动方程将质阻比作为状态矢量的一个元素，利用非线性滤波方法实时估计质阻比。1.5.5 综合目标识别技术
根据导弹防御系统的传感器配置和工作流程可知：信息融合是导弹防御系统目标识别流程中的重要组成部分。以NMD系统为例，天基、地基和拦截弹上各传感器获得目标的光、热、电等信息，都传送到作战管理中心进行融合处理，得到对目标群一致完整的描述，进而确定下一步作战指令。导弹防御系统中融合目标识别的另外一个重要方面是智能化的目标威胁评估与排序。威胁评估作为一个多指标决策问题，其中既有定性指标又有定量指标。结合现代防空作战特点和指挥自动化系统工作流程，可对影响目标威胁评估的各种因素进行分析，利用模糊综合评判方法，构造威胁评估的因素集和评价集，建立相应的数学模型，研究威胁评估与排序的方法、步骤和一般准则。并以弹道导弹防御系统指挥决策为背景，对威胁判断及排序、拦截可行性、目标分配、发射决策和杀伤效果评定等进行物理分析及数学建模。
根据作战流程，反导系统对目标综合识别的要求有以下四个方面。
1.实时性。对于中程弹道导弹，整个导弹飞行时间不到20分钟，在20分钟内要完成目标检测、跟踪、识别、拦截、打击评估、再次打击一系列动作，对雷达和目标识别的实时处理能力要求非常高。
2.准确性和可靠性。由于弹道导弹的破坏力非常大，在导弹防御中的任何失误都会造成无法估量的损失。因此，要求目标识别能够可靠、准确地识别目标，并对目标威胁程度进行排序。
3.融合识别。由于弹道导弹的突防手段越来越多，单靠一种识别方法很难进行有效识别，需要进行融合识别，包括一部雷达的多特征融合、多部雷达的融合、雷达与其他传感器的融合、陆海空天的多平台融合等，利用多种手段，进行识别验证。
4.多层识别。成熟的反导系统应该是多层结构的。至少两层才能提高命中目标概率，并在目标逃脱了第一层的攻击时进行二次打击。一般来说，上层系统覆盖相对广阔区域，低层系统（即终端防御）防卫较小点目标，如机场等被上层防御系统漏失的目标。识别时需要根据传感器的信息进行分层识别，不断更新识别结果，为拦截器提供可信的识别结果。1.6 本书各章内容简介
雷达目标识别是反导防御系统中最为关键的核心技术之一，本书围绕目标识别这一雷达新功能，以弹道导弹作为雷达的探测对象，从目标运动特征、目标RCS时间序列、目标微动特性，高分辨一维距离像、二维ISAR成像、目标极化特征等多个角度，全面、系统地阐述了弹道导弹雷达目标特征提取与识别技术。
全书基本按照特征识别-成像识别-再入识别-综合识别的思路安排，并且尽量和反导作战顺序保持一致。
第1章为绪论，阐述导弹防御系统概况，介绍雷达目标识别发展概况和反导识别方法。
第2章论述弹道导弹目标特性的基本概念，如运动特征，雷达截面积（RCS），散射中心，一维距离像，二维像以及极化。
第3章论述窄带跟踪识别、目标的时间—多普勒以及利用目标RCS时间序列提取目标运动特征的方法，并给出相关结论。
第4章论述导弹目标微多普勒特征提取，包括导弹微多普勒特征的基本概念、弹道导弹的微动模型、目标微动特征分析及提取方法。
第5章论述弹道导弹目标一维距离像识别技术，包括一维距离像的特性分析、双谱特征和一维散射中心的提取。
第6章论述导弹目标ISAR成像识别技术，包括弹道导弹目标ISAR成像、距离—瞬时多普勒成像方法研究、多运动目标ISAR成像和二维散射中心的提取。
第7章论述导弹再入特征识别，包括利用公式法和滤波法提取目标质阻比的方法。
第8章论述导弹目标极化特征提取，包括雷达极化信息处理的现状、弹道导弹目标的极化散射特性与极化散射中心提取、基于极化技术的弹道导弹目标识别。
第9章论述弹道导弹综合识别技术，阐述多层次、多特征的信息融合技术，以提高雷达目标识别的性能。
附录A介绍导弹防御系统发展史上的一些重大事件。
附录B介绍美国反导系统发展的历史。
附录C为美国典型反导雷达介绍。参考文献
［1］王林琛.弹道式导弹.北京：宇航出版社，1987.
［2］孙景文，李志民.导弹防御与空间对抗.原子能出版社，2004.
［3］夏新仁.美国导弹防御系统的现状与发展.中国航天，2007，（3）：39-43.
［4］史仁杰.雷达反导与林肯实验室.系统工程与电子技术，2007，29（11）：1781-1799.
［5］Foster T.Application of pattern recognition techniques for early warning radar.Technical report，AD-A299735，1995.第2章 弹道导弹基本特性
本章对弹道导弹运动特性和回波信号特性的关系、RCS特性以及散射中心进行概念性的描述，以便读者阅读后续章节。
雷达可观测的目标特性包括运动特性和目标回波信号特性。运动特性主要包括速度、位置、姿态变化等。对于弹道导弹，由于真假弹头在质量、尺寸、转动惯量比等方面存在差异，相应的运动特性不同，导致其雷达回波信号呈现出相应的差异性，这就为雷达的目标识别提供了途径。
目标的回波信号特征主要反映在雷达回波信息的处理结果上，如目标的RCS大小以及起伏特性、RCS序列的统计特征和周期特征、目标的多普勒频率变化、目标的高分辨一维距离像、二维像、宽窄带极化特征等方面。对于弹道导弹而言，弹头和伴飞物体具有不同的回波信号特征，可作为目标识别的手段。2.1 运动特性和回波特性的基本关系
导弹目标的运动特性的变化是导致目标回波信号特性变化和雷达测量信息变化的直接原因。雷达最基本的功能就是对目标进行探测和定位，目标位置信息可以直接从测量数据中获得，即目标相对于雷达的距离、方位和俯仰。直接利用测量的位置变化可以粗略估计目标的运动速度。要得到目标较精确的速度及加速度等，必须利用雷达回波的强度信息、多普勒频率和微多普勒频率。
导弹目标整体（目标群）的运动特性，可以称为“宏运动”。包括导弹目标的飞行姿态、轨道特征、距离、速度与加速度特征（再入时的减速特性-质阻比特征）。宏运动特征提取依靠雷达观测数据获得的轨道特征、回波的时间—多普勒曲线、RCS序列统计特征和质阻比等。轨道特征用于星弹识别、落点预报和雷达交接班。时间—多普勒曲线反映了目标群内目标的相对运动信息，用于异常事件的检测等。RCS序列的统计特征反映了雷达回波的强度随时间或某些事件而发生的变化过程，其起伏统计特性和周期统计特性可以作为区分不同目标的依据。
微动主要指目标群中各个部分，弹头、弹体、诱饵等相对于各自质心的运动，称为“微运动”。包括活动部件调制、自旋、进动、章［1］动等。微动和微多普勒中的“微”，其含义包括两方面，一是微动产生的速度相对于目标质心的速度非常小。弹道导弹的飞行速度达数每秒数千米，而微动仅仅是导弹飞行中各个部分本身相对于自身质心的姿态变化；二是目标微动产生的多普勒与平动产生的多普勒相比非常小。弹道导弹或者卫星的飞行速度可达10km/s，在X波段产生的多普勒约600kHz，而微动的频率，如自旋，仅仅在10Hz左右或者更低。
要得到目标的微动多普勒特性，首先需要将单个目标从目标群中分离出来，雷达就要具有相应的高分辨特性（径向距离的高分辨和角度的高分辨）。然后通过运动补偿（轨迹拟合）、信号分离等方法，将目标整体的运动带来的多普勒信息从回波中分离出来，剩余的多普勒分量就反映了目标相对于自身质心的微动特性。
微动可以分为简单微动和复合微动。简单微动主要包括：径向机动、振动、转动、摆动、自旋、锥旋等。复合微动包括章动、进动等，它们由简单微动合成，进动由自旋和锥旋合成，章动由自旋、锥旋和［2］摆动合成。微动的详细论述将在第4章进行。
为了提高打击精度，真弹头运动特征具有自旋稳定性，而诱饵乃至与弹头外形一致的重诱饵，一般不具有自旋稳定性，或者由于质量的差异，自旋的频率和真弹头有区别。根据运动特性的差异，通过预设的目标分类和识别算法，可以识别真假弹头、诱饵、弹体、碎片等［3，4］。
根据导弹飞行的过程，我们简要描述导弹飞行各个阶段的运动特征和对应的识别方法。2.1.1 利用早期轨道特性的星弹识别
轨道特征利用雷达测量的位置信息，解算出弹道导弹运动方程中的六个轨道根数，确定相应的弹道运动方程，利用弹道导弹和卫星的轨道与地球表面是否有交点来区分导弹和卫星，同时进行导弹的落点预报以及发点估算，并为反导系统中预警雷达和地基多功能雷达（GBR）的交接班提供必需的数据。
弹道导弹预报是导弹防御系统中非常关键的核心技术，导弹落点是开展弹道导弹预警和防御活动所需要的非常重要的情报之一。弹道导弹落点预报技术的关键是利用有限的雷达测量数据进行最优状态滤波，并外推导弹状态，预测其在地球表面的弹着点位置，弹道导弹运动模型、滤波技术、数值积分预报技术是其核心。
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