搜索雷达数据处理辅助分析系统及其工程实现方法技术方案

本发明专利技术公开了一种搜索雷达数据处理辅助数据分析系统及其工程实现方法，该系统包括：雷达数据处理器网络通信与数据缓冲池模块；雷达数据处理器视频高速存储与点航迹存储模块；雷达数据处理器数据回显与可视化分析模块。工程实现方法是基于PC机下VC++开发可视化程序来实现的，包括以下步骤：雷达数据缓冲池实现；雷达点航迹文件存储实现；雷达视频文件存储实现；雷达视频解析实现；点航迹数据回显与可视化分析实现。本发明专利技术的辅助数据分析方法及工程实现方法发明专利技术易于工程实现，性能较好，硬件资源消耗少，使用便捷，利于提升搜索雷达数据处理的调试验证效率。理的调试验证效率。理的调试验证效率。

【技术实现步骤摘要】
搜索雷达数据处理辅助分析系统及其工程实现方法


[0001]本专利技术属于雷达数据处理
，具体为一种搜索雷达数据处理辅助分析系统及其工程实现方法。

技术介绍

[0002]雷达作为一种传感器，已经发展成为计算机控制的信息系统的一个重要组成部分，当今雷达可自适应感知周围环境，作出战斗决策并进行自我校验。雷达按照其组成和功能可划分为：天线和波束扫描产生器、发射机、接收机、信号处理器、数据录取器、数据处理器和用户终端。现代雷达一般都包含信号处理器和数据处理器两大部分，从信号处理器高速率的接收数据，到数据处理器相对低速率的经行数据处理过程，实质上是一个信号宽带压缩的过程，在这个压缩过程中的数据源原始视频中有很多虚假信号，经过信号处理器处理后，数据录取器进一步提取有用目标信息，然后数据处理器识别出目标，并计算出目标的航向、航速等参数信息，以一种标准的信息格式显示，提供给用户判决。(《雷达数据处理第一卷》，A.费利那，F.A.斯塔德著，匡永胜，张祖稷等译)
[0003]数据处理器，其输入数据源为信号处理器检测出目标视频信息，数据处理器将目标视频凝聚为目标点迹，点迹信息一般包含目标的距离、方位角、俯仰角、目标回波幅度值、距离扩展宽度、方位扩展宽度等，经过多个周期扫描后形成目标点迹串，工程上一般使用逻辑法对目标点迹串进行航迹起始，目标起始成功后，通过滤波算法实现对目标的精确估计。雷达持续周期性对目标进行扫描，数据处理器就能够提供稳定的目标信息，如位置、航向、航速等。雷达数据处理包括点迹凝聚，航迹起始，目标跟踪，多目标关联等几个主要环节。从根本上说，雷达数据处理主要完成两个基本任务: 目标航迹起始和目标稳定跟踪。(《基于GPU的雷达数据处理技术研究》，周梦璐)
[0004]伴随雷达技术的飞速发展，越来越多的新技术新方法应用到搜索雷达设计中，如脉冲压缩、动目标检测、杂波图、环境感知等，这些新技术新方法在雷达设计初期，主要靠仿真和设计者经验使用经典算法和数学模型，往往需要在后续试验中进行验证；在雷达设计后期外场试验进行验证，需要耗费大量的人力、物力、财力，既耗费了成本，又延长了研发周期，使得设计功能验证变得较为困难。目前，雷达调试的方法一是通过外场试验验证；一是录取外场数据后期分析，后一种方法因可重复验证，已成为一种主要的辅助分析方法。当前针对雷达数据处理数据录取方式，可分为两种：
[0005]一种是原始数据源视频信号存储。宋杰、何友等人提出以FPGA芯片开发主控板卡，采用服务器作为采集设备，用RAID技术实现高速率、大容量雷达信号存储；刘艳苹选用国产存储器件的SRAM，实现了一种超大容量缓存的高速雷达信号存储方法，实现雷达信号的存储与同步回放。这些方法针对视频信号数据率高、数据量大采用特定的设备、器件完成数据采集与存储，这种方法的优点是可从源头分析、验证算法、模型，定位准确；缺点是设备相对成本较高、不方便携带。
[0006]一种是数据处理产生的点迹和航迹存储。一方面点迹数据可验证点迹凝聚算法是
否有效；另一方面点航迹数据可以用来回放验证数据处理在航迹起始、航迹预测、航迹滤波、航迹终止的算法和逻辑，优化改进使用的算法和逻辑。这种方法优点是数据录取由计算机以文件形式记录，成本低，缺点只能验证内部逻辑方法，不能进一步验证数据源。
[0007]朱思桥等人介绍了一种对录取的雷达点航迹数据的分析方法，主要方法包括：查找点迹与建立的航迹的配对、查找航迹起始前点迹、采用K值表修改点迹俯仰角、航迹精度计算，这种分析方法一是不够直观，二是只能验证数据处理内部处理逻辑，不能进一步验证视频数据源；张元忠提出了一种空管雷达图形化分析方法，采用动态回放的方式，将目标信息动态提取出来并显示到空管地图上，通过雷达对某个目标的探测是否连续、准确，来检测雷达数据传输的质量，这种可视化应用针对空管雷达，对搜索应用意义不大。
[0008]现有的搜索雷达数据处理分析调试方法及工具存在以下两个问题：(1)受制于录取设备，外场关键试验数据处理往往只录取点航迹，不能有效验证数据处理的输入问题； (2)数据分析不能图形化显示，不够直观，调试起来效率不高。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种搜索雷达数据处理辅助数据分析系统。
[0010]实现本专利技术目的的技术方案为：一种搜索雷达数据处理辅助数据分析系统，包括：
[0011]雷达数据网络通信与数据缓冲池模块，用于建立千兆网网络连接，根据搜索雷达视频、点迹和航迹的数据特征、天线扫描周期、脉冲重复频率，设计缓冲数据格式，创建视频数据缓冲池和点航迹数据缓冲池；
[0012]雷达视频高速存储与点航迹存储模块，用于对视频数据缓冲池，采用视频文件存储；对点航迹数据缓冲池，采用文本文件存储，使用多线程写入到文本文件；
[0013]雷达数据回显与可视化分析模块，对雷达视频高速存储与点航迹存储模块录取存储的数据文件中的视频数据根据设计数据格式解析成文本；点航迹数据读取到可视化分析模块内存空间中，进行可视化分析。
[0014]优选地，所述视频数据缓冲池用于接收和缓冲雷达视频数据；所述点航迹数据缓冲池，用于接收和缓冲雷达点迹和航迹数据。
[0015]优选地，对视频数据缓冲池，采用视频文件存储的具体方法为：在文件系统上预分配视频文件和索引文件；取雷达数据网络通信与数据缓冲池模块缓存的视频，使用完成端口，按照操作系统扇区大小对齐，异步写入到视频文件。
[0016]本专利技术还提供了一种搜索雷达数据处理辅助数据分析系统的实现方法，其特征在于，包括：
[0017]雷达数据缓冲池实现：视频数据缓冲池采用单个尺寸大小为32K字节，2048个操作系统内存单元组成；点航迹数据缓冲池采用单个尺寸大小为1500字节，1024个单元操作系统内存单元组成；
[0018]雷达点航迹文件存储实现：对点航迹数据缓冲池中点航迹数据，根据当前系统时间，创建点航迹数据存储目录，使用多线程方式，从点航迹数据缓冲池中将点航迹数据取出，以文本形式写入到文本文件中；
[0019]雷达视频文件存储实现：对视频数据缓冲池中视频数据，在NTFS文件系统下，使用操作系统接口预分配雷达视频文件，并创建1个视频索引文件用于记录当前预分配的雷达
视频文件使用情况；开启CPU核心数量的处理线程数，从视频数据缓冲池中取数据，投递到完成端口进行异步操作，将雷达视频数据异步写入到预分配的雷达视频文件；循环使用雷达视频文件，所有文件写满后从第一个文件开始覆盖，并将雷达视频数据文件的使用情况记录到视频索引文件中；
[0020]雷达视频解析实现：对照雷达视频数据报文格式，在Windows系统下，使用VC++ 程序调用系统文件操作接口，从雷达视频高速存储与点航迹存储模块雷达视频文件中读取二进制格式的视频数据，将数据转换为可读的文本文件；
[0021]点航迹数据回显与可视化分析实现：对照雷达点迹、航迹数据报文格式，在Windows 系统下，使用VC++程序调用系统文件操作接口，从雷达视本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种搜索雷达数据处理辅助数据分析系统，其特征在于，包括：雷达数据网络通信与数据缓冲池模块，用于建立千兆网网络连接，根据搜索雷达视频、点迹和航迹的数据特征、天线扫描周期、脉冲重复频率，设计缓冲数据格式，创建视频数据缓冲池和点航迹数据缓冲池；雷达视频高速存储与点航迹存储模块，用于对视频数据缓冲池，采用视频文件存储；对点航迹数据缓冲池，采用文本文件存储，使用多线程写入到文本文件；雷达数据回显与可视化分析模块，对雷达视频高速存储与点航迹存储模块录取存储的数据文件中的视频数据根据设计数据格式解析成文本；点航迹数据读取到可视化分析模块内存空间中，进行可视化分析。2.根据权利要求1所述的搜索雷达数据处理辅助数据分析系统，其特征在于，所述视频数据缓冲池用于接收和缓冲雷达视频数据；所述点航迹数据缓冲池，用于接收和缓冲雷达点迹和航迹数据。3.根据权利要求1所述的搜索雷达数据处理辅助数据分析系统，其特征在于，对视频数据缓冲池，采用视频文件存储的具体方法为：在文件系统上预分配视频文件和索引文件；取雷达数据网络通信与数据缓冲池模块缓存的视频，使用完成端口，按照操作系统扇区大小对齐，异步写入到视频文件。4.基于权利要求1～3任一所述系统的实现方法，其特征在于，包括：雷达数据缓冲池实现：视频数据缓冲池采用单个尺寸大小为32K字节，2048个操作系统内存单元组成；点航迹数据缓冲池采用单个尺寸大小为1500字节，1024个单元操作系统内存单元组成；雷达点航迹文件存储实现：对点航迹数据缓冲池中点航迹数据，根据当前系统时间，创建点航迹数据存储目录，使用多线程方式，从点航迹数据缓冲池中将点航迹数据取出，以文本形式写入到文本文件中；雷达视频文件存储实现：对视频数据缓冲池中视频数据，在NTFS文件系统下，使用操作系统接口预分配雷...

【专利技术属性】
技术研发人员：余承智，戴霄，齐永梅，高星，徐朝阳，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二三研究所，
类型：发明
国别省市：