序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程，我們?yōu)槟扑]十篇航空航天發(fā)展方向范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。

篇（1）

一、美國(guó)的航天工業(yè)

美國(guó)的航天工業(yè)經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展已形成了龐大的科研生產(chǎn)體系，從事航天工業(yè)的員工人數(shù)近百萬(wàn)人，其中科研和工程技術(shù)人員約占到總數(shù)的近80%。美國(guó)從事與航天有關(guān)的研究與咨詢(xún)活動(dòng)的研究機(jī)構(gòu)及學(xué)會(huì)等約有200多家。按照航天產(chǎn)品和導(dǎo)彈的總體、動(dòng)力系統(tǒng)和電子設(shè)備三大部分的主要承包商統(tǒng)計(jì)，約有370多家公司；如果將有關(guān)設(shè)備、儀器儀表、地面設(shè)備、電子元器件及原材料企業(yè)也計(jì)算在內(nèi)，則為航天產(chǎn)品配套的公司有1000多家。美國(guó)大型航天和導(dǎo)彈公司大多從事航空航天業(yè)務(wù)，同時(shí)經(jīng)營(yíng)多種業(yè)務(wù)，有雄厚的技術(shù)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)能力。

美國(guó)將空間開(kāi)發(fā)與利用作為綜合國(guó)力新的增長(zhǎng)點(diǎn)，確立了發(fā)展空間能力為基本國(guó)策，不斷加強(qiáng)國(guó)家對(duì)航天工業(yè)的協(xié)調(diào)，實(shí)施商業(yè)化空間政策，對(duì)民用和軍用航天計(jì)劃在技術(shù)開(kāi)發(fā)、發(fā)射和服務(wù)支持方面進(jìn)行最大限度的協(xié)作，并廣泛參與世界范圍的競(jìng)爭(zhēng)。美國(guó)已形成了一套比較完善的航天與導(dǎo)彈工業(yè)管理體制。總統(tǒng)與國(guó)會(huì)為決策層，總統(tǒng)負(fù)責(zé)航天和導(dǎo)彈工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略決策和方針政策，國(guó)會(huì)進(jìn)行航天和工業(yè)管理的立法，監(jiān)督政府有關(guān)部門(mén)的航天和導(dǎo)彈工業(yè)管理工作，并通過(guò)預(yù)算撥款和政策對(duì)航天和導(dǎo)彈工業(yè)進(jìn)行宏觀調(diào)控。國(guó)防部與國(guó)家航空航天局（NASA）為計(jì)劃層，國(guó)防部是軍用航天和導(dǎo)彈的主管部門(mén)，NASA是美國(guó)民用航天活動(dòng)的政府主要管理部門(mén)，并承擔(dān)部分軍用航空航天計(jì)劃，NASA還與其它政府部門(mén)負(fù)責(zé)商業(yè)航天規(guī)劃的實(shí)施。承包商（工業(yè)界）、科研部門(mén)、大學(xué)等為實(shí)施層。

美國(guó)在航天工業(yè)上的投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其它國(guó)家，2001年達(dá)到288億美元，約占世界所有國(guó)家航天預(yù)算總和的75%。

到目前為止，美國(guó)不僅形成了龐大的航天和導(dǎo)彈研發(fā)、生產(chǎn)和管理體系，而且不論是航天運(yùn)載工具和航天器、還是各類(lèi)導(dǎo)彈，均形成種類(lèi)齊全、型號(hào)繁多的體系。美國(guó)具有世界上最強(qiáng)大的航天運(yùn)載能力，擁有重型、大、中、小型等多種系列運(yùn)載火箭，目前只有美國(guó)的航天飛機(jī)是世界上唯一投入使用的可重復(fù)使用的運(yùn)載器，在研的及預(yù)研的可重復(fù)使用的運(yùn)載器數(shù)量最多時(shí)達(dá)到十幾種；美國(guó)載人航天和空間探測(cè)技術(shù)發(fā)展成熟，目前領(lǐng)導(dǎo)和管理著龐大而復(fù)雜的國(guó)際空間站工程，數(shù)十個(gè)空間探測(cè)器探測(cè)了月球、行星和星際，各類(lèi)在軌的衛(wèi)星門(mén)類(lèi)齊全。自人類(lèi)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星以來(lái)，各國(guó)發(fā)射了5000余顆衛(wèi)星，其中美國(guó)占了將近一半。

美國(guó)的航天和導(dǎo)彈技術(shù)始終處于世界領(lǐng)先地位，這與其長(zhǎng)期保持雄厚的航天工業(yè)基礎(chǔ)和持續(xù)的創(chuàng)新能力分不開(kāi)。航天與導(dǎo)彈技術(shù)屬于綜合技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)，需要以各專(zhuān)業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)。美國(guó)十分重視國(guó)防技術(shù)基礎(chǔ)的發(fā)展，國(guó)防部制訂的15項(xiàng)國(guó)防關(guān)鍵技術(shù)，其中12項(xiàng)都用于航天和導(dǎo)彈的研發(fā)。而這些關(guān)鍵技術(shù)的絕大多數(shù)在世界居領(lǐng)先地位。

二、俄羅斯航天工業(yè)

俄羅斯繼承了蘇聯(lián)大部分航天與導(dǎo)彈工業(yè)的科研設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)和工業(yè)企業(yè)，保留了規(guī)模巨大航天與導(dǎo)彈工業(yè)的基礎(chǔ)，以及雄厚的科研、生產(chǎn)、試驗(yàn)和應(yīng)用能力。獨(dú)立后，俄聯(lián)邦政府給航天與導(dǎo)彈工業(yè)的財(cái)政撥款銳減，許多已列入航天與導(dǎo)彈計(jì)劃的研制和生產(chǎn)項(xiàng)目被取消或推遲，航天與導(dǎo)彈工業(yè)受到巨大的影響。但由于蘇聯(lián)航天與導(dǎo)彈工業(yè)的龐大規(guī)模和堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使俄羅斯至今仍然保持著一個(gè)實(shí)力僅次于美國(guó)、許多領(lǐng)域可以與美國(guó)并駕齊驅(qū)的航天與導(dǎo)彈工業(yè)強(qiáng)國(guó)的地位。

俄羅斯非常重視航天工業(yè)的發(fā)展，在經(jīng)費(fèi)有限，航天與導(dǎo)彈發(fā)展規(guī)模縮小的情況下，突出保證國(guó)家航天與導(dǎo)彈重點(diǎn)項(xiàng)目的實(shí)施和發(fā)展，繼續(xù)保持重點(diǎn)航天與導(dǎo)彈技術(shù)在世界的領(lǐng)先地位。俄羅斯將核威攝力量做為國(guó)家安全的基石，保持和發(fā)展包括新型戰(zhàn)略導(dǎo)彈在內(nèi)的戰(zhàn)略核力量，確保獨(dú)立研制、生產(chǎn)先進(jìn)戰(zhàn)略導(dǎo)彈系統(tǒng)的能力。鼓勵(lì)航天與戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈產(chǎn)品的出口，積極開(kāi)展國(guó)際航天合作。

目前，俄羅斯航空航天局直接管理著從事航天與導(dǎo)彈系統(tǒng)及相關(guān)部件研制的研究設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)一百多家，另有航空航天局內(nèi)外的45家企業(yè)通過(guò)合作參與航天器與導(dǎo)彈的研制生產(chǎn)，還有一些俄羅斯與國(guó)外合資的航天企業(yè)。從事航天與導(dǎo)彈研制與生產(chǎn)的雇員近30萬(wàn)。從獨(dú)立后的1992年至2000年底，俄羅斯共進(jìn)行了316次航天發(fā)射，先后發(fā)射了454個(gè)各種軌道的航天器。近5年來(lái)，俄羅斯平均每年約進(jìn)行20～30次航天發(fā)射，發(fā)射數(shù)量大約是蘇聯(lián)時(shí)期的1/3。俄羅斯的航天產(chǎn)品包括各種航天運(yùn)載器、衛(wèi)星和深空探測(cè)器、載人飛船與空間站，建立了完整的航天飛行控制與測(cè)量系統(tǒng)，開(kāi)展了全面的航天應(yīng)用與豐富空間科學(xué)研究活動(dòng)，是美國(guó)之外全球航天產(chǎn)品最齊全、設(shè)施最配套的國(guó)家。俄羅斯已經(jīng)形成種類(lèi)齊全、產(chǎn)品配套的導(dǎo)彈武器系統(tǒng)。總體上說(shuō)，在許多領(lǐng)域俄羅斯導(dǎo)彈武器系統(tǒng)在品種、技戰(zhàn)術(shù)水平上都可與美國(guó)匹敵。

三、歐洲航天工業(yè)

法國(guó)是西歐第一航天大國(guó)，也是美國(guó)和俄羅斯之后的世界第三航天大國(guó)。它擁有強(qiáng)大的運(yùn)載火箭與航天器制造能力和類(lèi)型較齊全、規(guī)模較龐大的導(dǎo)彈研制生產(chǎn)能力。法國(guó)航天和導(dǎo)彈工業(yè)的規(guī)模在西歐居第一位，從業(yè)人數(shù)和銷(xiāo)售額均高居西歐各國(guó)之首。法國(guó)能獨(dú)立或?yàn)橹餮兄聘鞣N大型運(yùn)載火箭，通信、偵察和對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，較大型航天器以及各種類(lèi)型的導(dǎo)彈，共研制過(guò)或正在研制約5個(gè)系列的運(yùn)載火箭、約15種型號(hào)的衛(wèi)星、3種型號(hào)的航天器和約60種型號(hào)的導(dǎo)彈，具備總體設(shè)計(jì)、推進(jìn)、制導(dǎo)、結(jié)構(gòu)、防熱等分系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研制以及電池、火工品等零部件研制能力。法國(guó)研制生產(chǎn)的各種運(yùn)載火箭、衛(wèi)星 、航天器和導(dǎo)彈具有較高的技術(shù)和應(yīng)用水平。其中，通信和遙感衛(wèi)星性能接近世界先進(jìn)水平，并帶頭打破了美國(guó)對(duì)國(guó)際商業(yè)通信衛(wèi)星研制市場(chǎng)的壟斷，成為“阿拉伯衛(wèi)星”和“土耳其衛(wèi)星”的主承包商；反艦導(dǎo)彈、防空導(dǎo)彈、空空導(dǎo)彈的性能基本接近或達(dá)到美國(guó)同類(lèi)武器系統(tǒng)的水平。法國(guó)航天大型企業(yè)的基礎(chǔ)雄厚、設(shè)備精良、技術(shù)先進(jìn)，如在“阿里安”火箭總裝車(chē)間擁有現(xiàn)代化的機(jī)器人、加工中心、CAD／CAM、數(shù)學(xué)仿真、模擬仿真等設(shè)備，其設(shè)計(jì)、研制、管理手段均非常先進(jìn)。

英國(guó)航天和導(dǎo)彈工業(yè)的規(guī)模，在西方國(guó)家中處于前列。英國(guó)有比較配套的航天工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，研發(fā)、生產(chǎn)能力與水平在西方國(guó)家中處于前列。英國(guó)航天工業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)注重選擇重點(diǎn)發(fā)展方向，主要是在對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星、小衛(wèi)星和衛(wèi)星軟件等領(lǐng)域的研發(fā)、生產(chǎn)中具有很強(qiáng)的實(shí)力；在通信衛(wèi)星技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)中處于世界先進(jìn)水平；能獨(dú)立研發(fā)、生產(chǎn)衛(wèi)星整星和探空火箭，但不能獨(dú)立研發(fā)、生產(chǎn)運(yùn)載火箭。英國(guó)雖然缺乏戰(zhàn)略導(dǎo)彈生產(chǎn)能力，但在戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈領(lǐng)域，除了不具備獨(dú)立研制生產(chǎn)巡航導(dǎo)彈的能力外，其它戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈不僅可以獨(dú)立研發(fā)和生產(chǎn)，而且其水平位居世界先進(jìn)行列，至今已經(jīng)生產(chǎn)了30多種型號(hào)的戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈。英國(guó)的航天與導(dǎo)彈產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力，其中每年戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的出口貿(mào)易額達(dá)10多億英鎊。

德國(guó)近年來(lái)在航天器系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、管理和工程總承包方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，掌握了許多領(lǐng)域的關(guān)鍵先進(jìn)技術(shù)。在單、雙組元液體推進(jìn)系統(tǒng)，硅太陽(yáng)電池及復(fù)合材料電池板，衛(wèi)星姿控系統(tǒng)，行波管放大器，光學(xué)儀器，電火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域擁有世界一流技術(shù)。在大型運(yùn)載火箭第二級(jí)液體芯級(jí)、液體捆綁助推器、上面級(jí)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、姿控發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭結(jié)構(gòu)件的研制上具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。德國(guó)具有應(yīng)用衛(wèi)星和科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星整星研制的能力，并擁有很高衛(wèi)星制造水平，尤其在衛(wèi)星太陽(yáng)電池系統(tǒng)、姿控系統(tǒng)、光學(xué)儀器、衛(wèi)星通信有效載荷、衛(wèi)星單組元和雙組元推力器及電推進(jìn)系統(tǒng)領(lǐng)域擁有先進(jìn)水平。德國(guó)近年來(lái)積極參與了歐洲阿里安4、阿里安5運(yùn)載火箭的研制和生產(chǎn)，并自己研制了哥白尼德國(guó)郵政衛(wèi)星。德國(guó)不生產(chǎn)戰(zhàn)略導(dǎo)彈產(chǎn)品，研制的導(dǎo)彈產(chǎn)品主要有地空導(dǎo)彈、空地導(dǎo)彈、空空導(dǎo)彈、反艦導(dǎo)彈、反坦克導(dǎo)彈等。

篇（2）

作為老牌世界軍事強(qiáng)國(guó)，俄羅斯的航天實(shí)力不容小覷。在蘇聯(lián)的光環(huán)下，俄羅斯航天業(yè)有著得天獨(dú)厚的既有條件，使得其在諸多航天領(lǐng)域獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。

航天基礎(chǔ)設(shè)施體系完善 莫斯科郊外的航天中心內(nèi)，用于宇航員模擬太空練習(xí)的離心機(jī)正在工作。

20世紀(jì)美蘇的“星球大戰(zhàn)”推進(jìn)了蘇聯(lián)航天業(yè)的快速發(fā)展，催生了強(qiáng)大完善的航天力量體系。蘇聯(lián)解體后，俄羅斯繼承了蘇聯(lián)85%以上的航天工業(yè)，這使得俄在航空航天領(lǐng)域的起點(diǎn)較高，起步較快。諸如航天與導(dǎo)彈工業(yè)的科研機(jī)構(gòu)、空天武器裝備的生產(chǎn)制造單位、航天器的發(fā)射及監(jiān)測(cè)基地等一整套完整的基礎(chǔ)設(shè)施體系為俄羅斯航天業(yè)的發(fā)展鋪平了道路。

空天核心技術(shù)較為成熟 1961年4月12日，蘇聯(lián)航天員尤里?加加林搭乘“東方”號(hào)載人航天飛船遨游太空，書(shū)寫(xiě)了人類(lèi)探索太空的新篇章。蘇聯(lián)時(shí)期的叱咤雄風(fēng)并未隨蘇聯(lián)的解體而消散，其領(lǐng)先的核心技術(shù)在俄得以繼承。目前，在運(yùn)載火箭、反導(dǎo)武器方面，俄可以說(shuō)獨(dú)領(lǐng)。自1995年以來(lái)，美國(guó)軍方一直使用俄制RD-180火箭發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)發(fā)射軍事和間諜衛(wèi)星。迄今為止，“質(zhì)子”-M大型運(yùn)載火箭也運(yùn)載了50多顆美國(guó)商用衛(wèi)星。另外，俄正在發(fā)展的S-500防空反導(dǎo)系統(tǒng)，可攔截500千米外以5千米/秒速度高速飛行的彈道導(dǎo)彈或戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈，以及大氣層外的各種高速飛行器，其整體作戰(zhàn)效能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)全球任何一種現(xiàn)役的防空系統(tǒng)。 追夢(mèng)路上困難重重

雖然俄羅斯在空天領(lǐng)域占有一定優(yōu)勢(shì)，但較蘇聯(lián)來(lái)說(shuō)，卻一直在走下坡路，體制機(jī)制上的詬病積重難返，基礎(chǔ)設(shè)施上的損耗也日益嚴(yán)重，這無(wú)形中給俄航天業(yè)的發(fā)展增加了巨大的阻力。

資金不足成為“拖油瓶” 此前，俄總統(tǒng)普京曾痛心疾首地指出，俄航天事業(yè)有淪為“航天馬車(chē)夫”的危險(xiǎn)。現(xiàn)在看來(lái)，這種形勢(shì)依然不容樂(lè)觀。從俄羅斯航天集團(tuán)公司在2016年1月公布的2016～2025年俄聯(lián)邦航天計(jì)劃草案來(lái)看，俄未來(lái)10年的航天預(yù)算將比此前計(jì)劃大幅縮水。受?chē)?guó)際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)低迷和盧布匯率持續(xù)下跌影響，2016～2025年俄聯(lián)邦航天預(yù)算將由此前計(jì)劃的2萬(wàn)億盧布降至1.4萬(wàn)億盧布，降幅達(dá)30%。由此，俄未來(lái)10年的航天計(jì)劃將被迫大幅“瘦身”。例如通過(guò)重型運(yùn)載火箭實(shí)施“繞月”探測(cè)的時(shí)間，將從此前計(jì)劃的2025年推遲到2025～2030年間實(shí)施;首次載人上月球的飛行時(shí)間將從2030年推遲至2035年;未來(lái)10年研制和發(fā)射的航天器數(shù)量也由此前計(jì)劃的185個(gè)降至150個(gè);此外，還有數(shù)個(gè)研究計(jì)劃被從太空計(jì)劃中砍掉。由于經(jīng)費(fèi)問(wèn)題，俄空天領(lǐng)域老化的舊武器系統(tǒng)得不到有效改進(jìn)，先進(jìn)的新裝備也無(wú)法列裝部隊(duì)。可以說(shuō)，資金的短缺已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了俄航天工業(yè)的發(fā)展。

腐敗問(wèn)題成為“攔路虎” 近年來(lái)，俄航天工業(yè)效率低下，航天事故頻發(fā)，多枚火箭發(fā)射失敗，俄目前在建的大型航天發(fā)射場(chǎng)―所謂的“東方航天港”也屢次因?yàn)橘Y金問(wèn)題而導(dǎo)致工程陷入停滯。在2014年，根據(jù)俄羅斯相關(guān)監(jiān)管機(jī)構(gòu)的調(diào)查結(jié)果，聯(lián)邦航天局內(nèi)部被發(fā)現(xiàn)的金額竟超過(guò)18億美元。俄副總理羅戈津也直言：“在這樣的道德腐化程度之下，我們的航天發(fā)射屢屢發(fā)生事故也就不足為奇了。”所以，俄高層決心根除航天部門(mén)久治不愈的頑疾，俄航天集團(tuán)公司也由此應(yīng)運(yùn)而生。

人才流失成為“絆腳石” 近年來(lái)，由于在政治、經(jīng)濟(jì)等方面的保障及待遇不完善，使得俄國(guó)防科技人才大量外流。俄羅斯齊奧爾科夫斯基航天科學(xué)院專(zhuān)家卡拉什表示，許多一流專(zhuān)家沒(méi)有在一線工作，他們的興趣點(diǎn)也不在加速俄航天技術(shù)發(fā)展方面，而更關(guān)注自己的職位和薪水。雖然政府最近幾年在航空航天產(chǎn)業(yè)投入了大量資金支持其發(fā)展，但這些費(fèi)用大都投給了新的研發(fā)項(xiàng)目，而投入到人才培養(yǎng)上的資金相對(duì)不足，造成了目前俄羅斯大部分掌握尖端技術(shù)的科學(xué)家仍都是年過(guò)半百的老科學(xué)家，年輕科學(xué)家和技術(shù)人員的比例越來(lái)越低，甚至出現(xiàn)“斷崖”。 砥礪前行，只為空天夢(mèng)

俄羅斯曾是雄霸一時(shí)的世界大國(guó)，自然不甘愿淪當(dāng)“航天馬車(chē)夫”。同時(shí)，俄羅斯也清楚，隨著新時(shí)期戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)的深刻變革，空天領(lǐng)域?qū)⑹俏磥?lái)敵我較量的主要戰(zhàn)場(chǎng)。因此，俄羅斯十分重視空天力量的發(fā)展，不斷采取措施以實(shí)現(xiàn)孜孜以求的空天夢(mèng)。

整合結(jié)構(gòu)，聚焦精干 未來(lái)作戰(zhàn)是體系間的作戰(zhàn)，構(gòu)建完善的空天作戰(zhàn)防御體系顯得十分必要。俄羅斯從1993年就已經(jīng)開(kāi)始著手籌建太空作戰(zhàn)、預(yù)警和偵察系統(tǒng)，并于1997年合并完成了火箭部隊(duì)、軍事航天部隊(duì)和導(dǎo)彈防御部隊(duì)建設(shè)，到2001年已正式創(chuàng)建了“天軍”―航天部隊(duì)。2006年4月5日，俄羅斯總統(tǒng)批準(zhǔn)了新的《空天防御構(gòu)想》，明確了俄軍空天防御體系的建設(shè)原則、結(jié)構(gòu)組成、作戰(zhàn)目標(biāo)、建設(shè)步驟、未來(lái)發(fā)展方向等一系列重要的事宜。近年來(lái)，乘著“新面貌”軍改的浪潮，俄在2011年開(kāi)始建立“集防空、反導(dǎo)和太空防御為一體”的“國(guó)家空天防御系統(tǒng)”，組建空天防御兵，并于2015年8月正式成立空天軍，整合了戰(zhàn)略預(yù)警、導(dǎo)彈防御、要地防空、外空監(jiān)控、航天支援保障等力量，大大提升了空天作戰(zhàn)能力，實(shí)現(xiàn)了防空、反導(dǎo)、太空防御“三位一體”的目標(biāo)要求。在2016年1月，俄又將國(guó)家航天局改為俄羅斯國(guó)家航天集團(tuán)公司，旨在進(jìn)一步精簡(jiǎn)組織編制、改善指揮能力、增強(qiáng)作戰(zhàn)能力，加速落實(shí)“空天一體”的戰(zhàn)略構(gòu)想。這一路走來(lái)，俄羅斯披荊斬棘，乘風(fēng)破浪，不斷朝著精簡(jiǎn)、高效的空天作戰(zhàn)防御體系邁進(jìn)，大大推動(dòng)了航天事業(yè)的發(fā)展。

防御為主，瞄準(zhǔn)打贏 現(xiàn)今武裝斗爭(zhēng)的重心已轉(zhuǎn)向空天領(lǐng)域，未來(lái)武裝沖突的結(jié)局將主要由空天領(lǐng)域的對(duì)抗決定。2001年，美國(guó)單方面退出《反導(dǎo)條約》，在外空攻防對(duì)抗中采取“先發(fā)制人”的進(jìn)攻戰(zhàn)略原則。近年來(lái)，美國(guó)不斷試飛X-37B空天飛機(jī)，使得全球快速打擊不再遙不可及，隱身飛機(jī)、精確制導(dǎo)武器的廣泛應(yīng)用又給各國(guó)空天安全帶來(lái)嚴(yán)重挑戰(zhàn)。面對(duì)來(lái)自美國(guó)及其盟友咄咄逼人的空天威脅，俄羅斯結(jié)合目前的政治經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀，認(rèn)為優(yōu)先發(fā)展空天防御、避免陷入軍備競(jìng)賽、保證國(guó)家安全是當(dāng)下的首要任務(wù)。為此，根據(jù)俄航天10年計(jì)劃，反衛(wèi)星武器將是重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象，積極推進(jìn)反衛(wèi)星武器的研究和部署，壓制和削弱美國(guó)的反導(dǎo)體系成為了工作的主要目標(biāo)。目前，俄羅斯航天導(dǎo)彈防御部隊(duì)可監(jiān)視8500個(gè)太空目標(biāo)，能對(duì)美國(guó)全境內(nèi)所有洲際彈道導(dǎo)彈發(fā)射場(chǎng)進(jìn)行全天候監(jiān)視，已建成15個(gè)快速反低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)射臺(tái)，擁有100部導(dǎo)彈發(fā)射裝置。在武器系統(tǒng)上，俄羅斯主攻的“白楊”-M導(dǎo)彈及主守的S-400“凱旋”反導(dǎo)系統(tǒng)提供了尖銳的利器和堅(jiān)實(shí)的盾牌，讓美國(guó)精心部署的空天攻防武器顯得“力不從心”。

篇（3）

衛(wèi)星除了通信即信息傳遞外，還有對(duì)地觀測(cè)、感知太空和導(dǎo)航定位等用途。其中導(dǎo)航定位最為復(fù)雜，它靠建立幾十顆按一定規(guī)律運(yùn)行的衛(wèi)星組成的星座來(lái)實(shí)現(xiàn)。而北斗將會(huì)給人們提供超出想象的導(dǎo)航定位服務(wù)。

北斗的導(dǎo)航服務(wù)包括兩種類(lèi)型，即開(kāi)放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)。開(kāi)放服務(wù)包括在服務(wù)區(qū)內(nèi)免費(fèi)提供定位、測(cè)速和授時(shí)服務(wù)，定位精度可以到米級(jí)。授權(quán)服務(wù)可以向授權(quán)用戶(hù)提供更安全、精度更高的定位、測(cè)速、授時(shí)和通信服務(wù)以及系統(tǒng)完好性信息。所以從時(shí)間到空間，北斗導(dǎo)航可以提供基準(zhǔn)，可針對(duì)不同用戶(hù)的需求提供服務(wù)，滿(mǎn)足各種不同用戶(hù)的需求，而今后高精度全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)毫米級(jí)定位技術(shù)成熟，將大大促進(jìn)專(zhuān)業(yè)和科學(xué)研究應(yīng)用的發(fā)展。

根據(jù)計(jì)劃，到2020年左右，我國(guó)將建成由30余顆衛(wèi)星組成的北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，提供覆蓋全球的高精度、高可靠定位導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)，北斗將與全球定位系統(tǒng)（GPS）一樣，成為向全球提供服務(wù)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。為人類(lèi)貢獻(xiàn)了“司南”的中華民族，通過(guò)北斗計(jì)劃，進(jìn)入了定位和授時(shí)的宇航時(shí)代。

超越想象力的導(dǎo)航應(yīng)用

當(dāng)前，中國(guó)衛(wèi)星定位產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度有目共睹，數(shù)十年來(lái)，中國(guó)一直致力于研制自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗計(jì)劃從最初的“最高機(jī)密”，到如今已逐步推廣應(yīng)用。如今全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，上至航空航天，下至工業(yè)、漁業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活，可謂無(wú)所不在，甚至說(shuō)是“僅受人類(lèi)想象力的制約”。而當(dāng)區(qū)域系統(tǒng)和全球系統(tǒng)建成以后，北斗的威力會(huì)成倍增加，將具備和GPS完全一樣的功能，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

據(jù)悉，海南省自2010年11月開(kāi)始，投資7915萬(wàn)元在全省6000多艘大中型漁船上安裝了北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，對(duì)大中型漁船實(shí)施有效監(jiān)控管理，系統(tǒng)運(yùn)行一年以來(lái)，通過(guò)北斗監(jiān)控平臺(tái)先后發(fā)送熱帶氣旋等危險(xiǎn)氣象信息1.25萬(wàn)余次，為漁民挽回經(jīng)濟(jì)損失上億元。

位置云時(shí)代的發(fā)展機(jī)遇

我國(guó)導(dǎo)航領(lǐng)域的另一個(gè)重要發(fā)展方向是與移動(dòng)通信結(jié)合的基于衛(wèi)星導(dǎo)航的位置服務(wù)和集成應(yīng)用。如今，全球的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入了百姓生活，基于衛(wèi)星導(dǎo)航的位置服務(wù)是具有社會(huì)特性的新興產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)意型產(chǎn)業(yè)，機(jī)遇極多，且產(chǎn)值非常高，產(chǎn)業(yè)前景巨大。位置服務(wù)市場(chǎng)包含了國(guó)家地理信息基礎(chǔ)設(shè)施投入、電子地圖、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、空間地理數(shù)據(jù)庫(kù)等各領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)跨平臺(tái)、跨網(wǎng)絡(luò)、跨行業(yè)的全新市場(chǎng)。在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，位置云會(huì)像水和電一樣普通，每個(gè)行業(yè)、企業(yè)乃至個(gè)人都會(huì)頭頂“云朵”，從云中摘取想要的信息，位置云也會(huì)覆蓋全社會(huì)的各個(gè)角落，從專(zhuān)業(yè)應(yīng)用到行業(yè)應(yīng)用，再到特殊應(yīng)用，導(dǎo)航與位置服務(wù)將徹底改善我們的生活。

（2012年3月24日《人民日?qǐng)?bào)海外版》，有刪改）

[閱讀訓(xùn)練]

1.文章開(kāi)頭一段主要告訴我們什么信息？

2.請(qǐng)根據(jù)語(yǔ)段內(nèi)容在文章中的括號(hào)內(nèi)填上適當(dāng)?shù)男?biāo)題。

3. 根據(jù)文章內(nèi)容說(shuō)說(shuō)北斗導(dǎo)航的開(kāi)放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)的不同之處。

篇（4）

1　對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化技術(shù)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀

目前各類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)工作的共同重點(diǎn)包括降低油耗、減少排放、減輕質(zhì)量以及減少磨損等，為了達(dá)到這些目標(biāo)，在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)是一個(gè)重要的手段。當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化工作主要在發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、材料、燃料及燃燒、排放以及多學(xué)科優(yōu)化等幾個(gè)方面展開(kāi)。

第一方面對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及材料優(yōu)化技術(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要是優(yōu)化關(guān)鍵零部件的形狀以改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能。新型復(fù)合材料如碳化硅、氮化硅、氧化鋯、石墨及合成石墨等不斷用于發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)。通過(guò)建立發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合材料葉片各截面應(yīng)力應(yīng)變解析式和最大應(yīng)力準(zhǔn)則，對(duì)葉片進(jìn)行最大強(qiáng)度的優(yōu)化分析。第二方面是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒優(yōu)化技術(shù)：隨著世界能源問(wèn)題和環(huán)境污染問(wèn)題的日趨嚴(yán)重，汽車(chē)作為污染環(huán)境和消耗能源的大戶(hù)，備受人們的關(guān)注。發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程直接影響節(jié)能和環(huán)保，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程優(yōu)化的研究越來(lái)越受到重視。主要是從噴射系統(tǒng)、進(jìn)氣管系、燃燒室形狀等幾方面對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒噴射系統(tǒng)方面，借助于先進(jìn)電子控制技術(shù)，能準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)燃油供給，優(yōu)化噴油定時(shí)和噴油次數(shù)，控制氣缸內(nèi)的混合狀態(tài)、燃燒室內(nèi)的燃油分布，降低排放污染。對(duì)新型脈動(dòng)式電控燃油噴射系統(tǒng)的噴射定時(shí)問(wèn)題，研究了發(fā)動(dòng)機(jī)直接噴射技術(shù)的優(yōu)化問(wèn)題。第三方面是發(fā)動(dòng)機(jī)多學(xué)科優(yōu)化技術(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)以結(jié)構(gòu)、熱力、燃燒、強(qiáng)度、振動(dòng)、流體、傳熱等多個(gè)學(xué)科為基礎(chǔ)，可變因素多，隨機(jī)性大，是一個(gè)可變互耦系統(tǒng)的優(yōu)化問(wèn)題。多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化通過(guò)充分利用各個(gè)學(xué)科之間的相互作用所產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)，獲得系統(tǒng)的整體最優(yōu)解，主要體現(xiàn)在在以下幾個(gè)方面。第一是：多目標(biāo)優(yōu)化，發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化涉及到多個(gè)目標(biāo)，與單目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題不同的是這些目標(biāo)函數(shù)往往耦合在一起，且每一個(gè)目標(biāo)具有不同的物理意義和量綱。它們的關(guān)聯(lián)性和沖突性使得對(duì)其優(yōu)化變得十分困難。多目標(biāo)優(yōu)化方法可以分為如下兩大類(lèi)并且已在發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中得到了應(yīng)用；第二是不確定性?xún)?yōu)化：在發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)及實(shí)際使用中，總是存在著材料特性、制造、裝配及載荷等方面的誤差或不確定性。雖然在多數(shù)情況中，誤差或不確定性很小，但這些誤差或不確定性結(jié)合在一起可能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和可靠性產(chǎn)生很大的影響。對(duì)于此類(lèi)不確定性問(wèn)題的優(yōu)化，傳統(tǒng)的優(yōu)化方法已無(wú)法解決，而必須求助于不確定性?xún)?yōu)化方法。第三方面是多學(xué)科優(yōu)化的方法與策略多學(xué)科優(yōu)化的主要思想是在設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中集成各個(gè)學(xué)科的知識(shí)，應(yīng)用有效的設(shè)計(jì)優(yōu)化策略及相應(yīng)的優(yōu)化方法，組織和管理設(shè)計(jì)過(guò)程。其目的是通過(guò)充分利用各個(gè)學(xué)科之間的相互作用所產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)，獲得系統(tǒng)的整體最優(yōu)解。第四方面是優(yōu)化算法：在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中用到的優(yōu)化算法，既有常規(guī)優(yōu)化算法，也有遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能優(yōu)化方法。

2　發(fā)展方向

篇（5）

1.引言

隨著信息媒體的數(shù)字化，特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，為信息的存取和傳遞提供了極大的便利，同時(shí)也提高了信息表達(dá)的效率和準(zhǔn)確性。但是隨之而來(lái)的數(shù)字作品的版權(quán)問(wèn)題和信息安全問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。數(shù)字水印（digital watermarking）技術(shù)[1]作為新興的信息安全技術(shù)，為解決數(shù)字作品的侵權(quán)問(wèn)題提供了一個(gè)有效的解決途徑。近年來(lái)，數(shù)字水印技術(shù)研究取得了很大進(jìn)展，并陸續(xù)提出了一系列優(yōu)秀的水印嵌入算法。進(jìn)而關(guān)于彩色圖像的水印嵌入算法、多功能水印嵌入算法等也相繼出現(xiàn)，以及數(shù)字水印與其它技術(shù)相結(jié)合的研究也取得了一些重要成果。這使得數(shù)字水印技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛而受到人們的關(guān)注。

2.數(shù)字水印技術(shù)

2.1 數(shù)字水印概念

數(shù)字水印技術(shù)[2]是利用數(shù)字作品中普遍存在的冗余數(shù)據(jù)與隨機(jī)性，將數(shù)字、序列號(hào)、文字、圖像標(biāo)志等版權(quán)信息嵌入到被保護(hù)的數(shù)字作品本身中，通過(guò)檢測(cè)和提取水印，可以標(biāo)識(shí)和驗(yàn)證出數(shù)字化圖像、視頻和音頻作品的作者、擁有者、發(fā)行者或授權(quán)消費(fèi)者的信息，還可以追溯數(shù)字作品的非法傳播，從而起到版權(quán)保護(hù)、秘密通信、數(shù)據(jù)文件的真?zhèn)舞b別和產(chǎn)品標(biāo)識(shí)等作用。

水印技術(shù)中，隱蔽性和魯棒性是最基本的要求，影響隱蔽性和魯棒性的因素主要是水印的結(jié)構(gòu)和嵌入方法。水印容量與魯棒性構(gòu)成了一對(duì)基本矛盾，即嵌入的水印信息越多，算法的魯棒性越差。

2.2 應(yīng)用

數(shù)字水印主要在以下幾個(gè)領(lǐng)域[3]：

（1）版權(quán)保護(hù)

（2）篡改提示

（3）票據(jù)、證件防偽

（4）隱蔽通信

2.3 數(shù)字水印典型算法

數(shù)字水印算法大致可以分為兩類(lèi)：空域算法和變換域算法。空域算法直接修改圖像像素值的數(shù)值，將數(shù)字水印直接加載在載體上。常見(jiàn)的有LSB（least significant bits）算法、拼湊算法（Patchwork）和紋理映射算法、文檔的結(jié)構(gòu)微調(diào)算法。空域算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，而且可以根據(jù)信號(hào)的局部特征進(jìn)行自適應(yīng)，但魯棒性差，難以抵抗各種攻擊。

變換域算法也即頻域算法，由于頻域中能量分布集中，有利于保證水印算法的隱蔽性，逐漸成為研究重點(diǎn)。常見(jiàn)的變換域算法有離散傅里葉變換算法（DFT）、離散余弦變換算法（DCT）、離散小波變換算法（DWT）及提升小波變換算法（LWT）。本文重點(diǎn)介紹離散小波及提升小波變換算法在數(shù)字水印中的應(yīng)用。

3.提升小波變換

3.1 提升小波變換基本原理

1995年Sweldens提出一種不依賴(lài)于傅里葉變換的新的小波構(gòu)造方法—提升格式（Lifting Scheme）[4]，稱(chēng)之為第二代小波變換。基于提升方法的小波變換既保持了傳統(tǒng)小波的優(yōu)點(diǎn)，又克服了它的局限性，正好可以將它的這些特點(diǎn)應(yīng)用到數(shù)字水印技術(shù)中。提升小波變換很容易實(shí)現(xiàn)整數(shù)小波變換，可以使小波變換用于信號(hào)的無(wú)損壓縮。一個(gè)完整的提升小波方案包含了三個(gè)步驟，即分裂（Split）、預(yù)測(cè)（Predict）和更新（Update）。

3.2 提升小波變換的分解

（1）分裂：將原始數(shù)據(jù)列分解為兩個(gè)互不相交的子集，通常為偶數(shù)列和奇數(shù)列，表達(dá)式如下：

（2）預(yù)測(cè)：利用數(shù)據(jù)間的相關(guān)性，用偶序列預(yù)測(cè)奇數(shù)序列，預(yù)測(cè)過(guò)程表達(dá)式為：

（3）更新：通過(guò)算子產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)子集來(lái)代替，表達(dá)式為：

通過(guò)上述三個(gè)過(guò)程，可將原始信號(hào)分解為下一級(jí)分辨率的低頻信號(hào)和高頻信號(hào)。至此，完成了一次提升，相當(dāng)于小波的一層分解。對(duì)于低頻信號(hào)可繼續(xù)進(jìn)行同樣的分解。

一個(gè)完整的提升小波分解如圖1所示。

與傳統(tǒng)的第一代小波變換相比，LWT具有以下優(yōu)點(diǎn)[11]：a）繼承了第一代小波的多分辨率特征；b）不依賴(lài)于傅里葉變換；c）效率高，利用復(fù)合幅值，減少了浮點(diǎn)運(yùn)算量，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)將更簡(jiǎn)單，運(yùn)算速度快；d）小波變換后的系數(shù)是整數(shù)，可方便實(shí)現(xiàn)整數(shù)到整數(shù)的小波變換；e）圖像的恢復(fù)質(zhì)量與變換時(shí)邊界采取何種延拓方式無(wú)關(guān)；f）計(jì)算時(shí)無(wú)須額外的存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo)，實(shí)現(xiàn)了本位操作，節(jié)省了內(nèi)存。

4.現(xiàn)有算法分析

Kundun等人[5]提出一種按照小波分解層次自適應(yīng)的數(shù)字水印算法，水印信號(hào)是一個(gè)二值圖像，但原圖是水印圖像大小的2m次方倍。原圖經(jīng)過(guò)L層小波變換，水印圖像也經(jīng)過(guò)一層的小波變換。Kundun等人在嵌入水印時(shí)還考慮了（HVS），加入了與局部HVS特征相關(guān)的水印強(qiáng)度系數(shù)，提高了算法的性能。但是此水印檢測(cè)時(shí)仍需要原圖，為非盲水印。文獻(xiàn)[6]也是基于DWT的數(shù)字水印，且考慮了HVS特征。它用一個(gè)全局閾值來(lái)選取需要嵌入水印的系數(shù)，且實(shí)現(xiàn)了盲水印。

單純的基于小波變換在內(nèi)的各種時(shí)頻分析的水印算法，如果不輔以其他改進(jìn)措施，很難抵抗剪切、旋轉(zhuǎn)、放縮等幾何攻擊。2004年，圖像的奇異值分解[7]對(duì)于幾何失真（轉(zhuǎn)置、鏡像、旋轉(zhuǎn)、放大、平移）具有不變性的理論一經(jīng)證明，奇異值分解便很快被應(yīng)用于數(shù)字水印技術(shù)中，并取得了一些重要的科研成果。

Liu等[8]提出了一種基于奇異值的水印算法，具有較好的魯棒性。

文獻(xiàn)[9]提出了一種改進(jìn)型的基于分塊奇異值分解（Block—SVD）的數(shù)字水印算法，該方法采取了分塊的思想，將原始圖像矩陣分成8×8的小塊，因此無(wú)需計(jì)算整個(gè)圖像矩陣的SVD，從而縮短了水印嵌入和提取的時(shí)間，尤其對(duì)大圖像效果明顯。同時(shí)文獻(xiàn)[9]引入了檢測(cè)器失真補(bǔ)償技術(shù)來(lái)提高取出的水印的視覺(jué)質(zhì)量。

奇異值矩陣可以作為嵌入水印的宿主信號(hào)，而正交矩陣中同樣也可以嵌入水印信息[10]。

王麗佳[11]設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的基于提升小波的彩色水印算法，在彩色的Cb分量上嵌入二值水印信息，采用自適應(yīng)閾值調(diào)整的方法在中低頻子帶分塊嵌入水印，提取時(shí)采用集合校正提高算法的魯棒性，并且不需要原始圖像，實(shí)現(xiàn)了盲提取。仿真實(shí)驗(yàn)證明該算法不僅有較好的隱蔽性，而且對(duì)噪聲攻擊、JPEG壓縮、旋轉(zhuǎn)、剪切攻擊等具有很強(qiáng)的魯棒性，但是難以抵抗低通濾波操作的破壞。

上述算法都只實(shí)現(xiàn)了一種水印嵌入，具有單一的功能，安全性、保密性都不能滿(mǎn)足實(shí)際需求。多頻道或多功能水印嵌入算法在早期的國(guó)外研究中就已經(jīng)出現(xiàn)[12]。Rashmi Agarwal等[13]提出基于奇異值的多頻道數(shù)字水印算法。首先分離彩色圖像的R，G，B三個(gè)顏色通道，然后分別作奇異值分解，提取正交矩陣。第二步將三幅不同的水印圖像分別作奇異值分解，同樣提取正交矩陣，最后將三個(gè)不同的正交矩陣按順序分別嵌入到宿主圖像的三個(gè)顏色通道的正交矩陣中。該算法的新穎之處在于不僅在一幅圖像中嵌入了不同的水印圖像，實(shí)現(xiàn)最大數(shù)量水印信息的嵌入，還同樣適用于一種水印的嵌入，而且仿真實(shí)驗(yàn)證明該算法的魯棒性較好，同樣又兼顧了水印的不可見(jiàn)性。但在水印檢測(cè)時(shí)需要原圖像，為非盲水印。

國(guó)內(nèi)關(guān)于多種水印的嵌入算法研究也取得了一些重要成果。[14]首先對(duì)每個(gè)顏色通道進(jìn)行三級(jí)離散小波變換（DWT），然后修改不同分辨率層間小波系數(shù)，并利用它們之間的相關(guān)性來(lái)嵌入版權(quán)保護(hù)和操作跟蹤數(shù)字水印。該算法對(duì)有損壓縮攻擊具有很好的穩(wěn)健性，而且在數(shù)字水印的提取過(guò)程中不需要原始圖像。該算法不僅嵌入多種水印，且實(shí)現(xiàn)了多種功能，仿真實(shí)驗(yàn)表明該算法具有較強(qiáng)的魯棒性，并對(duì)區(qū)域認(rèn)證和完整性驗(yàn)證更為有效。

王向陽(yáng)[15]等提出了一種半脆弱水印算法，該算法同時(shí)具備版權(quán)保護(hù)及內(nèi)容認(rèn)證功能。首先將原始彩色圖像轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr彩色空間，然后對(duì)亮度Y進(jìn)行小波分解，用混沌序列對(duì)分解后的小波近似系數(shù)調(diào)制生成基于圖像內(nèi)容的數(shù)字水印信號(hào)，最后對(duì)亮度及色度均進(jìn)行小波分解，結(jié)合HVS及局部系數(shù)相關(guān)特性，通過(guò)分塊量化將水印信號(hào)嵌入到載體圖像的小波域中，從而實(shí)現(xiàn)了版權(quán)保護(hù)和內(nèi)容認(rèn)證。在選取量化步長(zhǎng)時(shí)，引入反映人眼視覺(jué)系統(tǒng)的感知計(jì)算模型，依據(jù)小波域相鄰子帶的相關(guān)性，利用相同分解級(jí)的兩個(gè)相鄰子帶內(nèi)相同位置的視覺(jué)感知特性值來(lái)預(yù)測(cè)小波系數(shù)上嵌入的量化步長(zhǎng)值。但是，該算法只實(shí)現(xiàn)了一種嵌入算法，安全性不夠高，同時(shí)又主要是用于內(nèi)容認(rèn)證，版權(quán)保護(hù)功能不能充分發(fā)揮。

陳光喜等[16]結(jié)合提升小波設(shè)計(jì)出一種新的多功能水印算法。首先將圖像進(jìn)行一級(jí)LWT，選取低頻子帶嵌入版權(quán)水印，選取中頻子帶嵌入認(rèn)證水印。具體步驟為：首先對(duì)低頻子帶系數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)量化取整，選取量化取整后的較高比特位（如第4到第6六位中的一位）異或運(yùn)算，結(jié)果和待嵌入的水印對(duì)應(yīng)位再進(jìn)行異或運(yùn)算，得到密鑰，通過(guò)可以驗(yàn)證并恢復(fù)出水印。這樣不直接將版權(quán)水印嵌入圖像，并未改變?cè)瓐D像內(nèi)容，從而提高了圖像的質(zhì)量。在嵌入內(nèi)容認(rèn)證水印時(shí)，則采用系數(shù)抖動(dòng)調(diào)制的方法。首先將中頻子帶分塊，在每個(gè)子塊中任意選取一個(gè)系數(shù)，用量化步長(zhǎng)量化，再根據(jù)量化結(jié)果將系數(shù)重新調(diào)整到區(qū)間中心，在每個(gè)子塊嵌入1比特的水印信息。這樣水印比特不僅具備了一定的抗干擾能力，且能夠被正確檢測(cè)出來(lái)。這里量化步長(zhǎng)的選取仍采用了文獻(xiàn)[15]的方法。該算法實(shí)現(xiàn)了多功能水印的不同算法嵌入，實(shí)驗(yàn)表明能夠很好地實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像版權(quán)保護(hù)、篡改檢測(cè)和定位，提取出的雙水印的峰值信噪比（PSNR）高于文獻(xiàn)[15]的，同時(shí)兼顧了隱蔽性和魯棒性之間的平衡。但是因?yàn)橄禂?shù)的選取是隨機(jī)的，如果選取了一些不重要的、較大的或者很小的系數(shù)，水印信息很容易遭到濾波、幾何攻擊的操作破壞。

通常，嵌入的水印信息越多，圖像的質(zhì)量就越受到影響。因此，多功能（多種）水印的嵌入算法仍然需要完善和改進(jìn)，特別是如何減小對(duì)原始圖像質(zhì)量的影響以及提高水印的魯棒性。

另外，一些作者還將數(shù)字水印技術(shù)與其他技術(shù)領(lǐng)域相結(jié)合，也取得了一些重要成果，主要有以下幾方面：

（1）與生物識(shí)別技術(shù)的結(jié)合。生物特征具有唯一性、與生俱來(lái)、易于識(shí)別等特點(diǎn)，安全性高。因此，將生物特征作為水印，可以作為身份、版權(quán)的唯一標(biāo)識(shí)，達(dá)到更好的版權(quán)保護(hù)。郭小晉[18]設(shè)計(jì)一種基于指紋的數(shù)字水印方案。首先將原始圖像和加密后的水印圖像分別分成8×8的小塊，然后對(duì)每一個(gè)小塊分別進(jìn)行離散余弦變換（DCT），對(duì)個(gè)子塊的DCT系數(shù)按Zigzag排序，取出水印圖像排序后的前20個(gè)系數(shù)作為水印嵌入原始圖像中。在嵌入水印時(shí)，根據(jù)人眼視覺(jué)系統(tǒng)（HVS）的特性選取嵌入水印的DCT系數(shù)位置，再根據(jù)嵌入公式嵌入水印信息。這里分別進(jìn)行了不同嵌入強(qiáng)度的仿真實(shí)驗(yàn)，最后確定嵌入強(qiáng)度為0.8。該方案因采用分塊的方法，嵌入的水印信息量較大；水印是能夠表明身份的指紋圖像，安全性高；有很強(qiáng)的抗剪切、抗JPEG壓縮能力。

（2）數(shù)字水印處理技術(shù)與壓縮編碼算法的結(jié)合。喬社娟，張菊香等[18]提出基于PDF417和提升小波的數(shù)字圖像水印算法。首先對(duì)原始圖像進(jìn)行三級(jí)提升小波變換，選取低頻子帶嵌入水印信息。水印預(yù)處理過(guò)程則是先用PDF417對(duì)其編碼，結(jié)合密鑰采用混沌序列進(jìn)行置亂加密，得到加密后的二值水印信息嵌入到原始圖像低頻子帶中。該算法利用PDF417編碼特性，采用Reed—Solomon校驗(yàn)碼，具有強(qiáng)檢錯(cuò)、糾錯(cuò)功能，提高了水印的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)水印信息的雙重安全保護(hù)。但是水印是嵌在低頻子帶中，抗幾何攻擊的能力不高，且很可能在經(jīng)過(guò)低通濾波時(shí)水印信息就被濾掉。

除了PDF417編碼技術(shù)，Vongpradhip，S.等提出基于QR編碼的水印算法。首先對(duì)原始圖像進(jìn)行QR編碼，再進(jìn)行離散余弦變換將其分解成不同的頻帶，選取中頻子帶嵌入水印信息。仿真實(shí)驗(yàn)證明該算法具有較強(qiáng)的抗JPEG壓縮和抗噪聲攻擊的能力。

基于壓縮編碼技術(shù)的數(shù)字水印在抗擊壓縮方面有著突出的優(yōu)勢(shì)，但是難以抵抗濾波操作（低通和高通），而水印信息通常是在濾波的時(shí)候被去掉的。因此，僅僅靠壓縮編碼技術(shù)提高水印的魯棒性是不夠的，可以根據(jù)實(shí)際情況輔以其他措施，來(lái)提高水印的安全性和穩(wěn)健性。

5.結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字水印技術(shù)是近年來(lái)信息隱藏技術(shù)中興起的一個(gè)前沿研究領(lǐng)域，與信息安全、數(shù)據(jù)加密等有著密切的關(guān)系，應(yīng)用也非常廣泛，特別是針對(duì)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，更具現(xiàn)實(shí)意義。而提升小波變換因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)也會(huì)越來(lái)越被廣泛應(yīng)用于數(shù)字水印技術(shù)中。今后數(shù)字水印技術(shù)仍將著重于多功能（多種）數(shù)字水印、水印信息加密技術(shù)、穩(wěn)健性、穩(wěn)健性與隱蔽性之間的平衡以等方向，如何將這些技術(shù)運(yùn)用到音頻水印、視頻水印中也值得去探討。因此，數(shù)字水印技術(shù)仍是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)的研究課題。

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