一种面向航迹处理与电磁分析的分布式实时处理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种面向航迹处理与电磁分析的分布式实时处理系统，由信息存储管理软件、实时处理软件、系统管理软件、扩展开发软件和实时数据总线组成，可通过配置处理流程及处理算法提供对武器装备训练/试验鉴定、作战指挥和航天发射等任务中目标测量数据的航迹处理、电磁分析等功能；信息存储管理软件完成业务数据和管理数据的存储和检索，扩展支持多品牌数据库；实时处理软件可分布式部署，通过灵活配置各模块协同工作，完成航迹、电磁等数据的处理；系统管理软件支持流程方案、流程任务、部署方案等管理；扩展开发软件用于生成算法扩展开发环境，实现算法库的便捷扩展；实时数据总线实现系统内部软件间、系统与外部系统间的数据实时通信。

A Distributed Real-time Processing System for Track Processing and Electromagnetic Analysis

The invention relates to a distributed real-time processing system for track processing and electromagnetic analysis, which is composed of information storage management software, real-time processing software, system management software, extended development software and real-time data bus. It can provide training/test identification and combat for weapon equipment by configuring processing flow and processing algorithm. Track processing and electromagnetic analysis of target measurement data in command and space launch missions; information storage management software completes the storage and retrieval of business data and management data, expands support for multi-brand databases; real-time processing software can be deployed in a distributed manner, and completes track by flexibly configuring modules to work together. The system management software supports the management of process plan, process task, deployment plan and so on; the extended development software is used to generate the extended development environment of algorithm and realize the convenient expansion of algorithm library; the real-time data bus is used to realize the real-time data communication between the software inside the system and between the system and the external system.

【技术实现步骤摘要】
一种面向航迹处理与电磁分析的分布式实时处理系统
本专利技术涉及一种面向航迹处理与电磁分析的分布式实时处理系统。该系统基于国产操作系统、数据库及基础应用软件开发与运行，可独立完成基于流程定制的航迹处理、基于电磁监测数据的统计分析。该专利技术属于指挥控制应用软件领域。
技术介绍
现代化的战争中光电装备、雷达、卫星等组成的信息网起着决定性的作用，战争一旦打响，该信息网所搜集的信息远远大于和平时期，而且掺杂着大量的敌方干扰信息及其他干扰噪声。快速、准确地从探测的目标信息中分辨、筛选出有价值的重要信息，对战场决策至关重要。实时航迹处理系统是典型的航迹处理软件，往往作为指挥控制系统的组成部分，为指挥官的指挥决策提供有效支撑。目前，自动化、平台化和国产化已成为军用信息系统的发展方向。由于历史原因，我国的复杂电磁环境下的航迹处理系统还远未达到全体系自动化和平台化的程度。长期以来，受制于国产软硬件的技术发展水平，现有系统中大量使用了国外软硬件产品，系统软件不具备跨平台的能力，安全性难以得到保障。此外，随着目标探测技术的快速发展，传统处理模式很难及时满足相应的处理需求。因此，设计一种可跨平台分布式运行，可灵活扩展，且具备全体系自动化和平台化特点的分布式实时处理系统具有非常重要的意义。
技术实现思路
1、目的：本专利技术的目的是提供一种面向航迹处理与电磁分析的分布式实时处理系统，它克服了现有技术的不足，能够完成处理流程及处理能力的动态扩展、复杂电磁环境下的航迹处理及电磁分析等功能，具备自动化、平台化和国产化典型特点。2、
技术实现思路
：如图1所示，本专利技术一种面向航迹处理与电磁分析的分布式实时处理系统81，系统对外与测量设备80、信息存储45互联，对内则包含5个部分：信息存储管理软件40、实时处理软件41、系统管理软件42、扩展开发软件43和实时数据总线44，可通过配置处理流程及处理算法提供对武器装备训练/试验鉴定、作战指挥和航天发射等任务中目标测量数据的航迹处理、电磁分析等功能。它们之间的连接关系如下所述：系统管理软件42完成面向航迹处理与电磁分析的分布式实时处理系统81内部各软件处理流程、处理数据主题、运行主机的配置和管理工作。实时数据总线44直接或通过适配代理汇集电磁监测数据60、雷达探测数据61、光电探测数据62等，对内完成信息存储管理软件40、实时处理软件41、系统管理软件42、扩展开发软件43间的信息交互。实时处理软件41在初始化时识别主机信息，并据此加载系统管理软件42配置的处理流程及模型、加载订阅的处理数据主题，在数据处理过程中，根据配置的处理数据主题订阅数据，完成数据解析，根据事先配置的处理流程处理数据，最终将处理结果封装，发送到实时数据总线44上，供其他主机部署的实时处理软件41或信息存储管理软件40使用。信息存储管理软件40在初始化时加载订阅主题及数据存储插件，在数据处理过程中，订阅数据，完成数据的解析与存储。扩展开发软件43实现处理算法的开发、生成、提交，实现对系统处理算法的扩展，从而提升系统处理能力，满足技术发展所带来的数据处理新需求。所述的信息存储管理软件40包含两部分：业务数据存储和管理数据存储。其中业务数据指的是外部装备测量数据、面向航迹处理与电磁分析的分布式实时处理系统81处理的中间数据及结果数据，管理数据指的是处理模型、处理流程、运行环境配置、数据订阅、系统监控、系统操作日志等。软件采用基于插件的扩展架构，通过插件开发实现对不同类型、品牌数据库的支持。目前支持曙光分布式存储、神通国产数据库、达梦国产数据库。所述的实时处理软件41由模型加载模块10、数据装载模块11、数据封装模块12和实时计算引擎13组成。其中，模型加载模块10主要功能是识别主机信息，据此通过存储管理软件40加载处理模型、处理流程、数据订阅信息，初始化数据装载模块11、数据封装模块12和实时计算引擎13。数据装载模块11主要功能是从实时数据总线44实时接收所处理数据，完成数据解析。数据封装模块12的主要功能是将处理好的数据封装，并发送到实时数据总线上。实时计算引擎13采用“微内核+插件”的架构设计，主要功能是解析处理流程、初始化处理模型，完成航迹处理或电磁分析。所述的系统管理软件42由流程管理模块20、引擎监控模块21和引擎管理模块22组成。其中，流程管理模块20主要功能是实现实时处理引擎处理流程的可视化配置，以及各个流程的算法设置，支持的航迹处理流程包括坐标转换、时空对齐、野值筛选、数据平滑、交互定位、航迹关联、数据融合、预测引导等，针对每个处理流程制定了标准化数据接口，采用标准化接口，每个流程内置了2-3个处理算法，基于此标准化接口开发的软件插件，均可被系统识别并配置，支持的电磁分析算法包括频段干扰分析、频谱占用度统计、频段场强统计、脉冲流密度、雷达脉冲分选、辐射源定位、综合统计分析等，电磁分析结果为航迹处理结果选择提供辅助决策。引擎监控模块21提供一个全系统运行状态的图形化展示工具，支持处理节点(服务器主机)状态、处理引擎状态、Qos策略、网络状况、系统错误等不同信息监控。引擎管理模块22主要功能是配置系统分布式运行的物理环境及信息流程，首先配置系统的节点数量(服务器主机)、节点IP等信息，接下来为每个数据处理节点分配处理流程，最后通过图形化连线方式，为节点上的处理流程分配输入输出数据源，实现整个分布式系统定制与部署。所述的扩展开发软件43由主题建模30、代码生成31和算法库提交32组成。其中，主题建模30用于生成实时数据总线标准化接口，定义模型的输入输出能力，为模型使用提供输入输出描述。代码生成31用于根据生成的主题模型，结合选择的模型类型，生成模型开发的工程环境，支持Java、C++等编程语言，支持Qt、Eclipse、VisualStudio等开发环境。算法库提交32主要功能是将编译好的算法模型提交到系统中，供系统管理软件42配置使用。所述的实时数据总线44包含两部分：外部协议适配代理和数据实时分发服务。从功能层面而言，通过外部协议适配代理将外部测量设备80数据转换为系统内部可以识别和处理的数据主题，同时为面向航迹处理与电磁分析的分布式实时处理系统81内各软件提供数据分发服务。从设计理念而言，该软件对外部参训设备80通信协议的配置管理，实现协议适配代理功能的灵活可扩展；采用我单位自研的实时数据中间件技术，通过订阅/分发机制来完成系统内部软件之间的低延时通信；同时，引入了质量控制策略，来监测与统计分发数据的传输质量。总体而言，面向航迹处理与电磁分析的分布式实时处理系统81中系统管理软件42的引擎监控模块11在Eclipse平台下采用Java开发，支持浏览器访问，其余软件采用C++基于QT开发，算法库支持C++、java开发，数据支持国产神通数据库和国产达梦数据库。整个系统具备在windows和麒麟操作系统下兼容运行能力。3、优点及效果：从以上的描述可以看出，该面向航迹处理与电磁分析的分布式实时处理系统和现有的技术相比，具备以下优点：(1)系统运行涵盖了武器装备训练/试验鉴定、作战指挥和航天发射等任务中目标测量数据的航迹处理、电磁分析，对各种处理方法深入分析后，梳理处理了细粒度的通用处理流程，并完成流程接口的标准化工作，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向航迹处理与电磁分析的分布式实时处理系统，该系统对外与测量设备和信息存储互联，对内则包含5个部分：信息存储管理软件、实时处理软件、系统管理软件、扩展开发软件和实时数据总线，可通过配置处理流程及处理算法提供对武器装备训练/试验鉴定、作战指挥和航天发射等任务中目标测量数据的航迹处理、电磁分析等功能。

【技术特征摘要】
1.一种面向航迹处理与电磁分析的分布式实时处理系统，该系统对外与测量设备和信息存储互联，对内则包含5个部分：信息存储管理软件、实时处理软件、系统管理软件、扩展开发软件和实时数据总线，可通过配置处理流程及处理算法提供对武器装备训练/试验鉴定、作战指挥和航天发射等任务中目标测量数据的航迹处理、电磁分析等功能。2.如权利要求1所述的信息存储管理软件包含两部分：业务数据存储和管理数据存储，其中业务数据指的是外部装备测量数据、面向航迹处理与电磁分析的分布式实时处理系统处理的中间数据及结果数据，管理数据指的是处理模型、处理流程、运行环境配置、数据订阅、系统监控、系统操作日志等，软件采用基于插件的扩展架构，通过插件开发实现对不同类型、品牌数据库的支持，目前支持曙光分布式存储、神通国产数据库、达梦国产数据库。3.如权利要求1所述的实时处理软件由模型加载模块、数据装载模块、数据封装模块和实时计算引擎组成，其中，模型加载模块主要功能是识别主机信息，据此通过存储管理软件加载处理模型、处理流程、数据订阅信息，初始化数据装载模块、数据封装模块和实时计算引擎，数据装载模块主要功能是从实时数据总线实时接收所处理数据，完成数据解析，数据封装模块的主要功能是将处理好的数据封装，并发送到实时数据总线上，实时计算引擎主要功能是解析处理流程、初始化处理模型，完成航迹处理或电磁分析。4.如权利要求1所述的系统管理软件由流程管理模块、引擎监控模块和引擎管理模块组成，其中，流程管理模块主要功能是实现实时处理引擎处理流程的可视化配置，以及各个流程的算法设置，支持的航迹处理流程包括坐标转换、时空对齐、野值筛选、数据平滑、交互定位、航迹关联、数据融合、预测引导等，针对每个处理流程制定了标准化数据接口，采用标准化接口，每个流程内置了2-3个处理算法用于测试...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦冬冬，康卫，王磊，敖富江，房志奇，靳书云，史铮铮，赵翰奕，
申请(专利权)人：中国电子信息产业集团有限公司第六研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11