本書從信息獲取、信息傳輸、信息處理等維度,對雷達、導(dǎo)航與定位、遙感、通信、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈、機器學(xué)習(xí)、人工智能、數(shù)字孿生和仿真、擴展現(xiàn)實和元宇宙等信息技術(shù)進行了比較詳細的介紹,并結(jié)合典型應(yīng)用案例介紹目前信息技術(shù)的工業(yè)、軍事應(yīng)用。本書旨在為讀者提供軍事信息技術(shù)領(lǐng)域較為完整的知識架構(gòu),為讀者今后從事相關(guān)專業(yè)的研究提供必要的軍事信息技術(shù)基礎(chǔ)知識,為繼續(xù)學(xué)習(xí)軍事信息技術(shù)和開展相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。
本書可作為普通高等院校或軍事院校非信息類專業(yè)研究生的教材,也可以作為希望了解軍事信息技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展前景等相關(guān)知識的讀者的參考書。
1.本書體系新穎,視角獨到。與國內(nèi)同類書籍相比,本書吸收了現(xiàn)有教材的優(yōu)點,除包括了傳感器、通信、大數(shù)據(jù)等內(nèi)容外,還涵蓋了云計算、區(qū)塊鏈、人工智能、虛擬現(xiàn)實等內(nèi)容,更加符合新工科的要求和信息技術(shù)課程的特點。
2.本書重案例、重應(yīng)用。本書將軍事應(yīng)用和信息技術(shù)結(jié)合,全面分析了軍事裝備和技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展中的先進技術(shù),在此基礎(chǔ)上加強案例化教學(xué)內(nèi)容,突出信息技術(shù)導(dǎo)論類課程的實踐性,達到學(xué)與用的有機結(jié)合,實用性強。
3.本書內(nèi)容編排有新意。本書是多年以來作者團隊對軍用信息技術(shù)知識的積累,其中大量采用了新的信息技術(shù)成果,且在編寫方法上使用對比式、啟發(fā)式的圖表,加強學(xué)生對大量抽象概念的理解,在內(nèi)容深度和廣度上適合非信息類學(xué)生培養(yǎng)的需要,也適合軍事愛好者作為科普讀物閱讀。
閆文君,博士,海軍航空大學(xué)副教授,研究方向為智能信息處理,主持和參與國家項目10余項,獲得山東省教學(xué)成果獎1項,主持省級精品課程軍事信息技術(shù)及應(yīng)用》。發(fā)表論文52篇,其中SCI/EI檢索論文17篇,授權(quán)專利24項。
第 1章 緒論1
1.1 信息和軍事信息概念1
1.1.1 信息1
1.1.2 軍事信息1
1.1.3 信息的特性2
1.1.4 軍事信息特性3
1.2 軍事信息技術(shù)概念3
1.2.1 信息技術(shù)3
1.2.2 軍事信息技術(shù)含義4
1.3 信息技術(shù)的發(fā)展4
1.3.1 信息技術(shù)發(fā)展簡史4
1.3.2 信息技術(shù)的智能革命6
1.4 軍事信息空間7
1.4.1 電磁空間7
1.4.2 網(wǎng)絡(luò)空間9
1.4.3 認知空間11
1.5 軍事信息技術(shù)對戰(zhàn)爭的影響14
1.5.1 勝負觀14
1.5.2 時空觀14
1.5.3 力量觀15
1.5.4 信息觀15
1.6 現(xiàn)代信息戰(zhàn)爭的發(fā)展趨勢15
1.6.1 態(tài)勢感知16
1.6.2 信息傳輸16
1.6.3 指揮控制17
1.6.4 信息對抗18
1.6.5 打擊評估18
1.7 本章小結(jié)19
1.8 思考題19
第 2章 雷達20
2.1 定義20
2.2 簡易工作原理20
2.3 電磁波波段21
2.3.1 多普勒雷達23
2.3.2 相控陣雷達24
2.3.3 合成孔徑雷達25
2.3.4 毫米波雷達26
2.3.5 無源雷達27
2.4 雷達對抗28
2.4.1 定義28
2.4.2 雷達對抗偵察的地位28
2.4.3 電子對抗情報偵察29
2.4.4 電子對抗支援偵察29
2.4.5 雷達尋的和告警29
2.4.6 引導(dǎo)電子干擾或殺傷武器30
2.5 雷達目標識別30
2.5.1 定義30
2.5.2 雷達目標識別重要性30
2.5.3 回波特性目標識別30
2.5.4 合成孔徑雷達目標識別32
2.5.5 雷達輻射源目標識別32
2.5.6 雷達指紋(個體)識別32
2.5.7 敵我識別詢問應(yīng)答信號識別33
2.6 雷達干擾33
2.6.1 雷達干擾的意義33
2.6.2 雷達干擾的分類34
2.7 本章小結(jié)35
2.8 思考題36
第3章 導(dǎo)航與定位37
3.1 定義37
3.2 導(dǎo)航定位技術(shù)分類37
3.2.1 基于導(dǎo)航信息獲取方式分類37
3.2.2 基于導(dǎo)航信息獲取的自主性分類38
3.3 導(dǎo)航定位技術(shù)發(fā)展39
3.3.1 原始方法39
3.3.2 經(jīng)緯度39
3.3.3 無線電導(dǎo)航和慣性導(dǎo)航41
3.3.4 衛(wèi)星導(dǎo)航定位43
3.4 衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)47
3.4.1 全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)47
3.4.2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要意義49
3.4.3 衛(wèi)星導(dǎo)航的原理50
3.4.4 衛(wèi)星導(dǎo)航定位關(guān)鍵技術(shù)51
3.5 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的典型應(yīng)用52
3.6 本章小結(jié)53
3.7 思考題53
第4章 遙感54
4.1 定義54
4.1.1 遙感的定義54
4.1.2 遙感技術(shù)的分類54
4.1.3 遙感平臺和系統(tǒng)組成55
4.1.4 遙感技術(shù)的優(yōu)越性57
4.2 遙感技術(shù)的發(fā)展58
4.2.1 遙感技術(shù)的發(fā)展歷史58
4.2.2 我國遙感技術(shù)的發(fā)展歷史60
4.2.3 遙感技術(shù)發(fā)展趨勢和未來發(fā)展61
4.3 主要遙感類型63
4.3.1 高空間分辨率遙感63
4.3.2 高光譜分辨率遙感64
4.3.3 高時間分辨率遙感66
4.3.4 熱紅外遙感67
4.3.5 其他遙感系統(tǒng)68
4.4 無人機遙感70
4.4.1 概述70
4.4.2 遙感傳感器70
4.4.3 無人機遙感的應(yīng)用71
4.4.4 無人機遙感的問題和發(fā)展趨勢71
4.5 導(dǎo)航遙感融合技術(shù)72
4.6 遙感技術(shù)的典型應(yīng)用73
4.7 本章小結(jié)75
4.8 思考題75
第5章 通信76
5.1 定義76
5.1.1 通信76
5.1.2 軍事通信76
5.1.3 軍事通信網(wǎng)76
5.1.4 軍事通信的作用77
5.2 軍事通信分類77
5.2.1 按通信手段分類77
5.2.2 按通信任務(wù)分類79
5.2.3 按通信保障的范圍分類80
5.3 典型通信系統(tǒng)81
5.3.1 專網(wǎng)通信81
5.3.2 短波通信82
5.3.3 超短波通信84
5.3.4 微波通信和衛(wèi)星通信85
5.3.5 數(shù)據(jù)鏈88
5.4 信息化戰(zhàn)爭對通信系統(tǒng)的要求91
5.4.1 不同戰(zhàn)爭形態(tài)通信的發(fā)展變化92
5.4.2 信息化戰(zhàn)爭演進93
5.5 通信對抗94
5.5.1 定義和對象94
5.5.2 通信偵察94
5.5.3 通信干擾95
5.5.4 通信防御95
5.6 本章小結(jié)95
5.7 思考題95
第6章 物聯(lián)網(wǎng)96
6.1 定義96
6.1.1 定義和組成96
6.1.2 物聯(lián)網(wǎng)特征97
6.1.3 與大數(shù)據(jù)、AI和云計算的關(guān)系98
6.1.4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展歷程和未來99
6.2 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)101
6.3 物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層102
6.3.1 家庭類局域網(wǎng)(無線端距離通信技術(shù))102
6.3.2 低功耗廣域網(wǎng)102
6.3.3 移動通信網(wǎng)107
6.4 物聯(lián)網(wǎng)生活應(yīng)用107
6.4.1 畜牧業(yè)107
6.4.2 遠程抄表107
6.4.3 井蓋監(jiān)控108
6.4.4 智能家居108
6.4.5 路燈監(jiān)控109
6.4.6 消防系統(tǒng)109
6.4.7 資產(chǎn)定位追蹤109
6.5 物聯(lián)網(wǎng)軍事應(yīng)用110
6.5.1 戰(zhàn)場感知110
6.5.2 武器裝備111
6.5.3 后勤保障112
6.5.4 網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)新模式113
6.6 軍事領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求113
6.7 本章小結(jié)114
6.8 思考題114
第7章 大數(shù)據(jù)115
7.1 定義115
7.1.1 大數(shù)據(jù)定義115
7.1.2 數(shù)據(jù)的分類115
7.1.3 數(shù)據(jù)的產(chǎn)生116
7.1.4 大數(shù)據(jù)的特點117
7.2 大數(shù)據(jù)的作用118
7.2.1 大數(shù)據(jù)的價值118
7.2.2 數(shù)據(jù)智能119
7.3 大數(shù)據(jù)處理架構(gòu)120
7.3.1 擴展式120
7.3.2 分布式120
7.4 大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)121
7.4.1 數(shù)據(jù)采集121
7.4.2 數(shù)據(jù)存儲123
7.4.3 數(shù)據(jù)清洗124
7.4.4 數(shù)據(jù)分析126
7.4.5 數(shù)據(jù)可視化128
7.5 大數(shù)據(jù)典型應(yīng)用129
7.5.1 工業(yè)應(yīng)用129
7.5.2 軍事應(yīng)用130
7.6 本章小結(jié)132
7.7 思考題132
第8章 云計算133
8.1 定義133
8.1.1 云計算的定義133
8.1.2 云計算的分類134
8.2 云計算的原理135
8.2.1 資源管理135
8.2.2 虛擬化和調(diào)度135
8.2.3 容器和容器云136
8.3 云計算的特點138
8.4 云安全139
8.4.1 定義139
8.4.2 云安全的內(nèi)容139
8.4.3 云安全和傳統(tǒng)安全的區(qū)別139
8.5 云計算的應(yīng)用140
8.6 霧計算和邊緣計算142
8.6.1 霧計算142
8.6.2 邊緣計算143
8.6.3 霧計算和邊緣計算的區(qū)別146
8.7 本章小結(jié)146
8.8 思考題147
第9章 區(qū)塊鏈148
9.1 定義148
9.1.1 區(qū)塊鏈的定義148
9.1.2 區(qū)塊鏈的作用150
9.1.3 區(qū)塊鏈的分類150
9.2 區(qū)塊鏈的原理151
9.2.1 “區(qū)塊”和“鏈”151
9.2.2 區(qū)塊鏈運作流程151
9.2.3 激勵機制152
9.2.4 區(qū)塊鏈的計算152
9.3 比特幣153
9.3.1 比特幣的出現(xiàn)153
9.3.2 比特幣的獲取154
9.3.3 比特幣的價值154
9.4 區(qū)塊鏈的關(guān)鍵技術(shù)155
9.5 與傳統(tǒng)分布式系統(tǒng)的區(qū)別156
9.6 區(qū)塊鏈的基本安全158
9.6.1 區(qū)塊鏈安全性與區(qū)塊鏈類型158
9.6.2 網(wǎng)絡(luò)攻擊和欺詐159
9.6.3 欺詐者攻擊區(qū)塊鏈技術(shù)159
9.6.4 典型區(qū)塊鏈攻擊方式160
9.7 區(qū)塊鏈的應(yīng)用和軍事價值162
9.7.1 區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)162
9.7.2 行業(yè)應(yīng)用163
9.7.3 軍事應(yīng)用164
9.7.4 軍事領(lǐng)域的安全問題167
9.8 本章小結(jié)168
9.9 思考題169
第 10章 機器學(xué)習(xí)170
10.1 基本概念170
10.1.1 定義170
10.1.2 機器學(xué)習(xí)的發(fā)展171
10.1.3 機器學(xué)習(xí)算法的分類172
10.2 機器學(xué)習(xí)流程173
10.3 監(jiān)督學(xué)習(xí)174
10.3.1 定義174
10.3.2 監(jiān)督學(xué)習(xí)的優(yōu)缺點175
10.3.3 監(jiān)督學(xué)習(xí)算法175
10.3.4 線性回歸177
10.3.5 邏輯回歸179
10.3.6 決策樹180
10.3.7 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)182
10.4 半監(jiān)督學(xué)習(xí)184
10.5 無監(jiān)督學(xué)習(xí)184
10.6 強化學(xué)習(xí)185
10.6.1 基本概念185
10.6.2 強化學(xué)習(xí)的原理186
10.6.3 強化學(xué)習(xí)的分類187
10.6.4 強化學(xué)習(xí)的應(yīng)用場景188
10.7 機器學(xué)習(xí)面臨的問題188
10.7.1 數(shù)據(jù)集問題189
10.7.2 算法問題189
10.8 本章小結(jié)191
10.9 思考題191
第 11章 人工智能技術(shù)192
11.1 基本概念192
11.1.1 定義192
11.1.2 機器學(xué)習(xí)與人工智能194
11.1.3 人工智能與其他信息技術(shù)的關(guān)系194
11.1.4 人工智能的發(fā)展195
11.2 深度學(xué)習(xí)的主要技術(shù)197
11.2.1 深度學(xué)習(xí)的基本流程197
11.2.2 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)198
11.2.3 循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)202
11.2.4 生成式對抗網(wǎng)絡(luò)204
11.3 人工智能應(yīng)用205
11.3.1 通用應(yīng)用類205
11.3.2 典型軍事應(yīng)用209
11.4 美軍人工智能典型應(yīng)用211
11.4.1 美軍戰(zhàn)略211
11.4.2 對新質(zhì)作戰(zhàn)概念的作用及影響212
11.4.3 重點項目212
11.5 本章小結(jié)214
11.6 思考題214
第 12章 數(shù)字孿生和仿真技術(shù)215
12.1 基本概念215
12.1.1 定義215
12.1.2 作用216
12.1.3 軍用仿真技術(shù)分類218
12.2 發(fā)展現(xiàn)狀219
12.3 關(guān)鍵技術(shù)219
12.3.1 數(shù)字孿生的功能劃分219
12.3.2 仿真的關(guān)鍵技術(shù)220
12.4 仿真工具和方法222
12.4.1 仿真工具222
12.4.2 仿真方法223
12.5 LVC技術(shù)223
12.6 嵌入式仿真224
12.7 仿真和數(shù)字孿生的應(yīng)用225
12.8 本章小結(jié)226
12.9 思考題226
第 13章 擴展現(xiàn)實和元宇宙227
13.1 定義和特點227
13.1.1 什么是XR227
13.1.2 虛擬現(xiàn)實的特點229
13.1.3 什么是元宇宙229
13.2 虛擬現(xiàn)實的發(fā)展歷程230
13.3 典型虛擬現(xiàn)實設(shè)備232
13.3.1 顯示設(shè)備232
13.3.2 交互控制系統(tǒng)233
13.3.3 其他設(shè)備234
13.4 關(guān)鍵技術(shù)234
13.4.1 虛擬現(xiàn)實的關(guān)鍵技術(shù)234
13.4.2 元宇宙的關(guān)鍵技術(shù)235
13.5 優(yōu)勢和瓶頸237
13.5.1 虛擬現(xiàn)實的優(yōu)勢237
13.5.2 虛擬現(xiàn)實目前的瓶頸238
13.6 擴展現(xiàn)實應(yīng)用238
13.7 本章小結(jié)240
13.8 思考題240