机载合成孔径雷达数据集群式处理方法技术

本发明专利技术公开了一种机载合成孔径雷达数据集群式处理方法，该方法基于服务器端、客户端集群和磁盘阵列组成的C/S体系构架，包括：服务器端设置SAR成像处理任务；服务器端监听、接受客户端集群中的客户端的连接请求，并为建立连接的客户端创建专享服务线程；服务器端在创建的服务于该客户端的专享服务线程中按序为该客户端分配唯一的数据批次号；服务器端的专享服务线程将存储于磁盘阵列的该批次号对应的批次任务数据及批次任务信息下发到其服务的该客户端；该客户端对批次任务数据进行成像处理并将结果图像通过FTP方式上传至批次任务信息中指定的结果图像存放路径下。本发明专利技术实现了机载SAR成像处理过程的集群式、无人值守式作业。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子行业合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)数据处理
，尤其涉及一种机载SAR数据集群式处理方法。
技术介绍
SAR是一种全天时、全天候的主动式微波成像雷达，具有观测范围广，观测周期短，空间分辨率高等优点，广泛应用于灾害监测、军事侦察、抢险救灾等领域。根据系统载荷平台划分，SAR系统通常分为星载SAR系统和机载SAR系统。其中，机载SAR因其具有的数据时效强、操作灵活、分辨率高等特点，在应对突发性事件的侦查和监测方面应用广泛。基于获取高分辨率SAR图像的机载SAR数据处理主要分为两个阶段:一个是SAR原始数据回放，另一个是SAR成像处理。前者是将机载SAR系统获取的原始(条带)数据从机载记录器中回放出来，条带数据经“切块”处理，形成文件大小相同、序号连续的SAR原始数据文件。SAR成像处理是基于回放形成的SAR原始数据文件进行微波信号的合成处理，由多个原始数据文件合成处理出一幅SAR图像，顺序依次合成处理全部原始数据文件，最终形成多幅连续的条带SAR图像。上述过程的处理耗时历来是制约机载SAR图像应用时效性的主要因素。随着机载高分辨率SAR系统的快速发展，高分辨率SAR图像应用需求日益增强，快速、高质量的SAR成像处理日益得到应用领域的重视。然而，分辨率的提高直接导致获取的SAR原始数据量数倍增大，给SAR成像处理带来极大压力，进而严重影响高分辨率SAR图像获取的时效性。目前，针对高分辨率机载SAR数据，现有的处理模式为:首先进行SAR原始数据回放处理。一般情况下，飞行I?2小时获取的数据量，回放处理耗时通常需要几个小时，等待SAR原始数据回放处理结束后，再开展SAR成像处理。其中，就SAR成像处理过程而言，现有的处理方式有两种:一、单机处理模式。即采用一台计算机(或工作站)进行数据串行成像处理。由于是单机串行处理，在时效性方面很难满足应用要求，以Im分辨率的机载SAR系统为例，I?2小时获取的数据量，其成像处理耗时通常要I天左右。二、多机处理模式。即将SAR原始数据回放处理后生成的SAR原始数据文件人工的划分为多段，然后，将划分好的多段数据分别拷贝至多台处理设备，利用多台设备同时开展SAR成像处理，处理完毕后，再将结果图像人工拷贝到同一台设备上。在实现本专利技术的过程中， 申请人:发现现有技术SAR数据多机处理方式存在如下技术缺陷:(I)需要人工同时操控和监视多台设备，数据分配和结果图像收集需要全程人工干预(拷贝)完成，对于作业式处理，工作强度大，无法实现无人值守，不能被用户所接受；(2)由于数据配置人工干预强度大，SAR成像处理通常须在SAR数据回放处理完成后开展，不利于高时效性要求的边回放边成像同步作业模式的实现；(3)结果图像的汇集采用人工拷贝图像到同一台设备上，这种方式不利于图像汇集与成像处理的同步开展，不能保障结果图像序号的连续性，进而无法实现同步于成像处理的结果图快速、连续显示与监测需要；(4)由于机器间性能差异，长时间的差异积累会导致设备间处理进度差异较大，最后出现只等待个别设备的情况；(5)对于任务执行过程中临时需要增、减处理设备的需求，很难保证其数据再分配均衡和连续，且人工干预强度增加。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为解决上述的一个或多个问题，本专利技术提供了一种机载SAR数据集群式处理方法，以减少机载SAR数据处理过程中人工的参与，提高自动化处理的程度。(二)技术方案根据本专利技术的一个方面，提供了一种机载SAR数据集群式处理方法，该方法基于服务器端、客户端集群和磁盘阵列组成的C/S体系构架，包括:步骤A，服务器端设置SAR成像处理任务，保存为总任务信息并执行任务加载，总任务信息为单个或多个单任务信息的集合；步骤B，服务器端监听、接受客户端集群中的客户端的连接请求，并为建立连接的客户端创建服务于该客户端的专享服务线程；步骤C，服务器端根据存储的总任务信息依次按序执行各单个任务，针对各单个任务，在创建的服务于该客户端的专享服务线程中按序为该客户端分配唯一的数据批次号；步骤D，服务器端的专享服务线程将存储于磁盘阵列的该批次号对应的批次任务数据及批次任务信息下发到其服务的该客户端，任务下发完毕后，服务器端终止并释放掉该客户端的专享服务线程；步骤E，该客户端对批次任务数据进行成像处理并将结果图像通过FTP方式上传至批次任务信息中指定的结果图像存放路径下。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术机载SAR数据集群式处理方法具有以下有益效果:a、本专利技术技术特征之一是实现了机载SAR成像处理过程的集群式、无人值守式作业。采用了 C/S体系结构、TCP/IP通讯协议构建了集群式SAR成像管理与监控系统，任务数据组织、调配采用批次数据自动调配方案，结果图像的汇集采用FTP自动上传方式，节点工作状态监视采用客户端节点实时反馈刷新方式，使得机载SAR成像处理过程实现了全程的自动化处理，从而极大的降低了人工干预程度，减轻了工作强度，实现了成像处理全过程的可监可控；b、本专利技术技术特征之二是支持高时效性要求的边回放边成像同步作业模式。本专利技术技术方案中任务数据的组织、调配采用批次数据自动调配方案，其中，批次数据的分配由服务端根据客户端节点的连接响应前后统一指派其任务、数据批次号，并由服务端数据检测步骤来判别批次数据的存在与否，若不存在，则系统处于数据等待(监听、接收、检测循环执行)，一旦有被检测的批次数据生成，则进行数据处理，从而当SAR原始数据回放处理设置的数据回放目录为本系统任务数据所在目录时，就可以实现机载SAR数据处理的边回放边成像同步作业；C、本专利技术技术特征之三是支持高时效性图像快速监测需求的边成像边同步连续显示成像结果图像的作业模式。其技术方案分析如下:本专利技术技术方案中任务数据处理采用批次数据自动调配方案，实现了任务数据的逐批接续处理，结果图像的汇集采用FTP自动上传方式，保证了逐批接续处理的数据产生连续的图像并存放在指定目录下，从而当SAR图像同步显示需求设置的图像获取目录为本系统结果图像汇集目录时，就可以实现SAR数据处理的边成像边同步连续显示结果图像和开展监测应用；d、本专利技术技术特征之四是可以保证SAR成像处理任务在各数据处理客户端节点的同步进行和准同步截至。本专利技术技术方案中任务数据的调配和处理采用批次数据自动调配方案，其特征是客户端每隔一定时间请求一批数据进行处理，其数据组织和调配都是基于客户端节点的任务请求为驱动，因此，保证了同步工作的各客户端节点在任何时刻任务量差异的极限为I批数据，从而实现了基于客户端节点自身处理性能的任务量自动调配和处理，保证了 SAR成像处理任务的同步开展和准同步结束，不受节点间设备性能差异影响，进而也保证了边成像边同步连续显示条带图像的应用需求；e、本专利技术技术特征之五是系统支持在任务执行过程中临时增、减客户端节点的需求。由于本专利技术技术方案中任务数据的调配和处理采用批次数据自动调配方案，其数据组织和调配都是基于客户端节点的任务请求为驱动，因此，对服务器端而言，在任务执行过程中的随意增、减客户端节点(在系统设定的最大服务客户端节点上限之内)对其任务的分配和数据调配丝毫没有影响，增加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机载合成孔径雷达数据集群式处理方法，该方法基于服务器端、客户端集群和磁盘阵列组成的C/S体系构架，包括：步骤A，服务器端设置合成孔径雷达SAR成像处理任务，保存为总任务信息并执行任务加载，所述总任务信息为单个或多个单任务信息的集合；步骤B，服务器端监听、接受所述客户端集群中的客户端的连接请求，并为建立连接的客户端创建服务于该客户端的专享服务线程；步骤C，服务器端根据存储的总任务信息依次按序执行各单个任务，针对各单个任务，在创建的服务于该客户端的专享服务线程中按序为该客户端分配唯一的数据批次号；步骤D，服务器端的专享服务线程将存储于磁盘阵列的该批次号对应的批次任务数据及批次任务信息下发到其服务的该客户端，任务下发完毕后，服务器端终止并释放掉该客户端的专享服务线程；步骤E，该客户端对所述批次任务数据进行成像处理并将结果图像上传至所述批次任务信息中指定的结果图像存放路径下。

【技术特征摘要】
1.一种机载合成孔径雷达数据集群式处理方法，该方法基于服务器端、客户端集群和磁盘阵列组成的C/S体系构架，包括: 步骤A，服务器端设置合成孔径雷达SAR成像处理任务，保存为总任务信息并执行任务加载，所述总任务信息为单个或多个单任务信息的集合； 步骤B，服务器端监听、接受所述客户端集群中的客户端的连接请求，并为建立连接的客户端创建服务于该客户端的专享服务线程； 步骤C，服务器端根据存储的总任务信息依次按序执行各单个任务，针对各单个任务，在创建的服务于该客户端的专享服务线程中按序为该客户端分配唯一的数据批次号； 步骤D，服务器端的专享服务线程将存储于磁盘阵列的该批次号对应的批次任务数据及批次任务信息下发到其服务的该客户端，任务下发完毕后，服务器端终止并释放掉该客户端的专享服务线程； 步骤E，该客户端对所述批次任务数据进行成像处理并将结果图像上传至所述批次任务信息中指定的结果图像存放路径下。2.根据权利要求1所述的机载合成孔径雷达数据集群式处理方法，其中，所述单任务信息至少包括:批次数据处理方案、任务首文件编号； 所述步骤C中服务器端在创建的服务于该客户端的专享服务线程中按序为该客户端分配唯一的数据批次号包括:服务器端根据每个单任务信息中设置的批次数据处理方案，由所述任务首文件编号起依次标记等量的文件编号区段为递增的任务批次号，在该客户端的专享服务线程中按照客户端节点连接的先后顺序按序为该客户端分配唯一的数据批次号。3.根据权利要求2所述的机载合`成孔径雷达数据集群式处理方法，其中，所述单任务信息还包括:原始数据存放路径、原始数据文件名、任务终止文件编号； 所述步骤D中服务器端将存储于磁盘阵列的该批次号对应的任务数据及批次任务信息下发到其服务的该客户端包括:服务器端的专享服务线程根据单任务信息中原始数据存放路径、原始数据文件名、任务首文件编号、任务终止文件编号、批次数据处理方案及批次号，获得该批次号对应批次任务数据在磁盘阵列的存储位置；服务器端的客户专享服务线程生成该批次任务对应的批次任务信息，并将批次任务信息与存储于磁盘阵列的该批次号对应的批次任务数据发送至相应的客户端。4.根据权利要求3所述的机载合成孔径雷达数据集群式处理方法，其中，所述服务器端的专享服务线程获得该批次号对应任务数据在磁盘阵列的存储位置的步骤之前还包括: 服务器端通过数据判别步骤判断该批次号对应的任务数据在磁盘阵列上是否存在，若不存在，则服务端器端处于数据等待状态，直至该批次号对应任务数据生成。5.根据权利要求3所述的机载合成孔径雷达数据集群式处理方法，其中，所述批次数据处理方案为以下方案中的一种:I+J、I+2J和I+3J; 其中，I为处理出I幅图像所需原始数据文件的个数，J为处理出2幅连续图像重叠使用的原始数据文件个数。6.根据权利要求3所述的机载合成孔径雷达数据集群式处理方法，其中，所述单任务信息还包括:结果图像存放路径、结果图像命名规则；所述步骤D中服务器端的客户专享服务线程生成该批次任务对应的批次任务信息，并将批次任务信息发送至相应的客户端的步骤中，所述批次任务信息包括:结果图像存放路径、结果图像文件命名规则； 所述步骤E中该客户端对所述任务数据进行成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小龙，高鑫，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：