內容簡介
本書主要介紹了次聲波偵察地震波偵察及電磁脈衝波偵察等核爆炸偵察技術的基本原理,系統闡述了核爆炸偵察信息的獲取、事件檢測、性質鑑別、源參數計算等關鍵方法,以及相應的波形信號融合處理技術,並簡要介紹了天基核爆炸偵察、放射性及水聲偵察等其他核爆炸偵察技術。本書可作為核爆炸偵察及禁核試核查方向的專業教材,也可作為從事相關領域教學、科研的工作者和工程技術人員的參考書。
圖書目錄
第一章 緒論1
1.1 引言1
1.2 核爆炸偵察研究內容3
1.3 核爆炸偵察的基本要求4
1.4 核爆炸偵察系統及技術發展概況4
1.4.1 美國核爆炸監測系統發展現狀5
1.4.2 其他國家核爆炸監測系統的發展現狀5
1.4.3 核爆炸偵察技術發展趨勢7
1.5 禁止核試驗條約的發展歷程7
參考文獻10
第二章 核爆炸及其物理效應11
2.1 核裂變和聚變反應11
2.1.1 裂變反應和核子彈爆炸11
2.1.2 聚變反應和氫彈爆炸12
2.2 核武器的種類及等級劃分13
2.2.1 核武器的種類13
2.2.2 核武器的威力及等級劃分13
2.3 核武器爆炸的過程14
2.3.1 核武器爆炸物理過程14
2.3.2 核爆炸發展過程17
2.4 核爆炸方式與外觀景象17
2.4.1 核爆炸方式17
2.4.2 核爆炸的外觀景象18
2.5 核爆炸的殺傷破壞作用20
2.5.1 核爆炸的殺傷破壞因素20
2.5.2 核爆炸的殺傷破壞特點23
2.7 核爆炸偵察方式24
2.7.1 核爆炸偵察方式的分類24
2.7.2 地基近程核爆炸偵察24
2.7.3 地基中遠程核爆炸偵察25
2.7.4 天基核爆炸偵察26
2.7.5 其他核爆炸偵察技術27
參考文獻27
第三章 核爆炸次聲波偵察技術28
3.1 次聲波基礎28
3.1.1 聲學基本概念30
3.1.2 次聲源32
3.1.3 次聲波的套用34
3.2 核爆炸聲波和次聲波的形成35
3.3 次聲波的傳播35
3.3.1 次聲波的傳播介質36
3.3.2 次聲波的傳播39
3.4 核爆炸次聲波的測量與接收40
3.4.1 次聲波接收器41
3.4.2 次聲波接收陣43
3.5 核爆炸次聲波降噪系統及性能評估45
3.5.1 丹尼爾斯降噪濾波器45
3.5.2 玫瑰型管道濾波器46
3.5.3 多微孔軟管濾波器47
3.5.4 光纖次聲波傳聲器47
3.5.5 多孔介質過濾器48
3.5.6 風障49
3.5.7 降噪方法的對比分析49
3.5.8 典型降噪方法的降噪性能評估50
3.6 核爆炸次聲波信號的綜合處理54
3.6.1 核爆炸次聲波的檢測55
3.6.2 爆心方位角的計算59
3.6.3 核爆炸次聲波的識別60
3.7 IMS次聲台站及數據處理技術63
參考文獻64
第四章 核爆炸地震波偵察技術67
4.1 地震波基礎67
4.1.1 地震學中常用的基本概念67
4.1.2 地震波68
4.1.3 爆炸激發地震波71
4.1.4 地震波的運動學與動力學特徵76
4.2 核爆炸地震波偵察的任務及簡要歷史80
4.2.1 地震波偵察的任務80
4.2.2 核爆炸地震波偵察的簡要歷史81
4.3 核爆炸地震波的形成與傳播83
4.3.1 核爆炸地震波的形成83
4.3.2 近核爆炸地震波的傳播83
4.4 地震波探測技術88
4.4.1 地震儀、台陣與台網88
4.4.2 數據獲取及預處理93
4.5 核爆炸地震波信號的綜合處理94
4.5.1 地震事件的檢測94
4.5.2 地下核爆炸的當量計算97
4.5.3 地下核爆炸的爆炸零時計算101
4.5.4 地下核爆炸源位置計算101
4.5.5 IDC中地震信號處理技術104
4.6 核爆炸地震波信號的鑑別技術104
4.6.1 核爆炸與天然地震識別的特徵提取方法105
4.6.2 核爆炸與化學爆炸的鑑別現狀113
4.7 基於多分類器組合的地震信號判別115
4.7.1 分類器組合方法的優點115
4.7.2 分類器輸出結果融合規則116
4.7.3 基於樣本重採樣的分類器組合116
4.7.4 基於差異性度量的分類器組合117
參考文獻123
第五章 核爆炸電磁脈衝偵察技術127
5.1 引言127
5.1.1 核爆炸電磁脈衝偵察的優勢127
5.1.2 核爆炸電磁脈衝偵察的主要缺點127
5.1.3 核爆炸電磁脈衝探測理論的發展128
5.2 核爆炸電磁脈衝的產生129
5.2.1 核爆炸γ輻射源129
5.2.2 γ源與物質的相互作用130
5.2.3 康普頓電流模型131
5.2.4 核爆炸電磁脈衝的產生機理132
5.2.5 核爆炸電磁脈衝波形的特點135
5.3 核爆炸電磁脈衝的傳播137
5.3.1 遠區核爆炸電磁脈衝的特點138
5.3.2 核爆炸電磁脈衝的地波傳播139
5.3.3 核爆炸電磁脈衝的波跳理論140
5.4 核爆炸電磁脈衝的接收143
5.4.1 鞭狀天線對電場信號的接收143
5.4.2 環天線對變化磁場的感應144
5.5 核爆炸電磁脈衝信號的綜合處理145
5.5.1 爆炸源位置計算145
5.5.2 爆炸當量及爆高計算147
5.5.3 關於彈種的確定150
5.6 核爆炸電磁脈衝信號的鑑別150
5.6.1 形態與頻譜特徵151
5.6.2 小波包能量譜特徵153
5.6.3 小波包分量盒維數特徵153
5.6.4 Hilbert譜區域能量比特徵154
參考文獻155
第六章 其他核爆炸偵察技術157
6.1 天基核爆炸偵察技術157
6.1.1 星載核爆炸探測及其發展157
6.1.2 衛星遙感技術在核試驗偵察中的套用159
6.2 水聲偵察技術159
6.2.1 水聲的物理特性及其傳播環境160
6.2.2 核爆炸水聲的產生及傳播161
6.2.3 水聲偵察中的關鍵技術161
6.3 放射性核素偵察技術162
6.3.1 放射性核素的產生及輸運162
6.3.2 放射性核素的監測163
參考文獻163
第七章 多源核爆炸偵察數據的融合處理164
7.1 核爆炸源位置的綜合計算164
7.1.1 源位置綜合確定方法164
7.1.2 精度分析165
7.2 基於分類器融合的核爆炸性質鑑別技術166
7.2.1 普通投票法融合168
7.2.2 加權投票法融合169
7.2.3 貝葉斯推理170
7.3 多源核爆炸偵察數據融合處理系統設計171
7.3.1 總體設計思路171
7.3.2 關鍵技術172
7.3.3 系統綜合集成173
參考文獻179