專利名稱：一種雷達數據錄取分析設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及雷達系統數據記錄分析處理領域，尤其是一種雷達數據錄取分析設備。
背景技術：
傳統機械掃描雷達功能單一，只需記錄點跡、航跡數據，而相控陣雷達具有搜索、跟蹤、照射等多種功能，波形、頻點、跟蹤數據率等參數實時變化，因此，除了要記錄與目標相關的點跡、航跡信息外，還要記錄雷達系統內部所有的控制信息，只有這樣，才能在后期對數據進行準確的分析。另外，由于相控陣雷達具有對批次目標的同時跟蹤能力，與傳統跟蹤雷達相比，數據量大大增加，必須采用先進的數據管理和存儲技術。傳統的雷達數據錄取設備，存在著來一項試驗就必須為被試雷達系統從底層開發一套數據錄取系統的問題，這樣開發出來的系統具有如下缺點:一是對每個被試對象都從底層開始開發，效率較低；二是當信息采集需求發生變化時無法根據需要增加、調整系統資源，系統不具備開放性和通用性。因此，目前相控陣雷達在多目標跟蹤情況下，存在有實時存儲數據量巨大和和后期數據處理分析管理的問題，還有傳統記錄設備缺乏開放性和通用性的問題。目前沒有發現同本發明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。

發明內容
為了解決相控陣雷達多目標跟蹤情況下，實時存儲數據量巨大和和后期數據處理分析管理的問題，還有傳統記錄設備缺乏開放性和通用性的問題，本發明的目的在于提供一種雷達數據錄取分析設備，本發明具有動態存儲高數據量、靈活檢索存儲的雷達目標信息并進行精度分析的新型通用雷達數據錄取分析設備。利用本發明的產品，不但可以在多目標批數下，實時的記錄下雷達目標的一次點跡和航跡數據還有雷達系統內部的控制信息，而且可以方便的檢索、查閱、復現和分析所關心的數據，并且該設備具有良好的通用性，擴展方便，修改軟件層相應的數據接口模塊和軟件功能模塊，即可將其用于其他雷達設備試驗的數據錄取和處理。為了達到上述發明目的，本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種雷達數據錄取分析設備，該裝置包括:一個安裝有雷達數據錄取分析軟件的通用PC機，通過LAN網絡和CAN網絡與有源相控陣雷達系統連接，接收這兩種網絡的數據；其中，用網線將LAN接口連接到網絡交換機并分配IP地址，實現LAN網絡的連接，與顯控單元、信號處理器、數據處理器連接；通過CAN控制器，將PC機的USB接口轉換成CAN接口連接到CAN總線網絡，與有源相控陣雷達系統的其它設備連接；信號處理器搜索到目標，產生一次點跡，并通過LAN網絡送往數據處理和數據記錄分析軟件，數據處理器根據一次點跡轉到穩定跟蹤后送出航跡點，數據記錄分析軟件接收一次點跡和航跡點，進行實時顯示并連接數據庫，記錄數據。上述雷達數據錄取分析軟件包括:數據接口層，用于實現底層硬件接口 LAN網絡、CAN網絡和應用軟件之間的數據連接，所述的數據接口層包括:總線數據接口和底層驅動模塊；應用軟件層，用于完成數據的錄取、分析處理和顯示，包括:數據接收、數據顯示、數據錄取、數據回放、數據查詢、數據分析和導出模塊；后臺數據庫，提供記錄數據的空間，用于存儲錄取數據，包括ODBC驅動程序和SQLserver數據庫。上述雷達數據錄取分析軟件的應用軟件層包括:數據接收模塊，分LAN網絡數據接收和CAN網絡數據接收，航跡、點跡數據通過LAN網絡采用UDP數據報協議傳輸；作為客戶端，數據接收模塊接收信號處理器發送的點跡信息和數據處理器發送的航跡信息，通過CAN網絡接受控制信息；數據顯示模塊，接收多目標批次的點跡、航跡數據在PPI顯示器界面上進行實時顯示，并監控如信噪比、AGC、噪聲功率等重要信號；數據錄取模塊，把來自信號處理器，數據處理器以及CAN網絡的數據記錄到SQLserver數據庫中；數據查詢模塊，對記錄的數據進行查找、分選和排序；數據回放模塊，將記錄到SQL server數據庫中的點跡、航跡數據提取出來送到PPI顯示器界面上進行回放顯示；數據分析模塊，對記錄的航跡數據進行精度分析，并通過數據導出模塊輸出分析結果。本發明一種雷達數據錄取分析設備，由于采取上述的技術方案，采用通用PC機作為硬件平臺，在此平臺上采用數據庫存儲和查詢技術方案，利用VC++開發應用軟件界面并實現數據顯示、數據錄取、數據查詢、數據回放、數據分析等主要功能，解決了多目標批次、大數據量存儲和數據后期的分析管理問題。實現了雷達數據的實時接收與顯示、數據可靠錄取和大容量存儲、錄取數據的查詢與回放、航跡精度分析與性能評估等功能。能同時記錄多批目標的數據信息和雷達內部傳輸的所有控制命令和數據；能對所有記錄的數據方便的進行查找、分選和排序；能對點跡、航跡數據在PPI顯示器界面上進行回放顯示；能對記錄的航跡數據進行精度分析，并輸出分析結果。本發明還利用層次化和模塊化設計方法使系統具有良好的擴展性和通用性。因此，本發明解決了雷達設備多目標批次、大數據量存儲和數據后期的分析管理的問題，經過設備實際使用證明，本發明具有實時性、穩定性及運行的高效性本發明等特點，取得了硬件通用、擴展方便、適用范圍廣等有益效果。極大地方便了雷達的整體調試與試驗，能夠大大縮短雷達試驗周期，在某相控陣雷達的研制和試驗中發揮了巨大作用。


圖1是本發明雷達數據錄取分析設備與雷達系統網絡連接圖；圖2是本發明雷達數據錄取分析軟件系統結構圖3是數據庫和數據表結構圖；圖4是程序主界面；圖5是CAN控制器的控制界面；圖6是數據查詢界面；圖7是數據分析界面。
具體實施例方式下面結合

本發明的優選實施例。圖1是本發明雷達數據錄取分析設備與雷達系統網絡連接圖，如圖1的實施例所示，本發明雷達數據錄取分析設備硬件平臺是通用PC機，安裝有雷達數據錄取分析軟件，通過LAN網絡和CAN網絡與有源相控陣雷達系統連接，接收這兩種網絡的數據。其中，用網線將LAN接口連接到網絡交換機并分配IP地址就實現了 LAN網絡的連接，與顯控單元、信號處理器、數據處理器連接；通過CAN控制器，將PC機的USB接口轉換成CAN接口就可以連接到CAN總線網絡，與有源相控陣雷達系統的其它設備連接。信號處理器搜索到目標，產生一次點跡，并通過LAN網絡送往數據處理和數據記錄分析軟件，數據處理器根據一次點跡轉到穩定跟蹤后送出航跡點，數據記錄分析軟件接收一次點跡和航跡點，進行實時顯示并連接數據庫，記錄數據。圖2是本發明雷達數據錄取分析軟件系統結構圖，如圖2的實施例所示，該軟件包括:數據接口層、后臺數據庫及應用軟件層；數據接口層實現底層硬件接口(LAN網絡、CAN網絡)和應用軟件之間的數據連接，由總線數據接口和底層驅動模塊組成。應用軟件層完成數據的錄取、分析處理和顯示，包括:數據接收、數據顯示、數據錄取、數據回放、數據查詢、數據分析和導出模塊。后臺數據庫提供記錄數據的空間，主要用來存儲錄取數據，由ODBC驅動程序和SQL server數據庫組成。上述這樣的三層結構將數據源、數據存儲及數據處理區分開來。上述應用軟件層包括:數據接收模塊，分LAN網絡數據接收和CAN網絡數據接收，航跡、點跡數據都是通過LAN網絡采用UDP數據報協議傳輸的，作為客戶端，數據接收模塊接收信號處理器發送的點跡信息和數據處理器發送的航跡信息，通過CAN網絡接受控制信息。數據顯示模塊，接收多目標批次的點跡、航跡數據在PPI顯示器界面上進行實時顯示，并能監控重要信號如信噪比、AGC、噪聲功率等。數據錄取模塊，把來自信號處理器，數據處理器以及CAN網絡的數據記錄到SQLserver數據庫中；數據查詢模塊，對記錄的數據進行查找、分選和排序。數據回放模塊，將記錄到SQL server數據庫中的點跡、航跡數據提取出來送到PPI顯示器界面上進行回放顯示。數據分析模塊，對記錄的航跡數據進行精度分析，并通過數據導出模塊輸出分析結果。
上述應用軟件層的設計和實現是整個系統研制的主要部分，分為界面和功能模塊的劃分。程序的界面主要實現人機交互功能，根據功能劃分為主界面、CAN控制界面、數據查詢界面和數據分析界面。應用軟件層的功能劃分為數據接收、數據顯示、數據錄取、數據回放、數據查詢及數據分析幾個功能模塊。系統既要保證各網絡數據的準確接收、又要保證繪制點跡和航跡曲線及系統狀態的實時顯示，還要將錄取數據可靠存儲到數據庫，只能依靠多線程機制來實現各個模塊的實時性和獨立性。圖3是數據庫和數據表結構圖，如圖3所示，該數據錄取分析設備采用的數據庫為SQL Server數據庫，具有成熟、可靠、高效的優點。首先創建數據庫，然后在數據庫中根據需要錄取的數據類型創建數據表，在數據表中建立需要記錄數據的字段名。最后在管理工具中，打開數據源管理器(ODBC)，添加剛才創建的數據庫為數據源。VC++中可以用兩個MFC類CTatabase和CRecordset來實現對數據庫的訪問。首先建立數據庫對象，建立數據庫連接，然后使用SQL命令實現數據庫操作，將接收到的數據插入到數據庫相應的數據表中。圖4是程序主界面，如圖4所示，界面的最上方是菜單欄，通過下拉菜單可以選擇執行相應的數據查詢、回放、分析等功能。界面左面是PPI顯示界面，顯示當前航跡和點跡的軌跡；點擊右上方的相應按鈕可以執行開始(停止)記錄、清數據庫等功能。按鈕下方是數據顯示欄，可以顯示航跡或點跡的流水號、方位測量值、俯仰測量值、距離測量值數據；數據顯示欄下方為E-R、E-A顯示界面，分別指示俯仰角隨距離和方位角的變化關系；下面是A型顯示區，可以顯示選定批號的點跡的信噪比和幀內最大幅度；右下方顯示雷達的工作狀態，包含作戰方式、工作模式、天線狀態、天線轉速、工作空域、量程、工作頻點、波束形狀、波形編號等狀態信息。圖5是CAN控制器的控制界面，如圖5所示，不僅可以控制CAN控制器，還可以實時顯示CAN網絡上的收發數據。在左上角的設備參數區中可以設置CAN控制器的初始化參數，右上角的按鈕可以連接或斷開、啟動或復位CAN控制器。信息區可以實時顯示CAN網絡上所有的數據，包括數據處理器的廣播信息和各分設備的回告信息。其下面為統計區，可以顯示收發幀數和各設備的回告次數。圖6為數據查詢界面，如圖6所示，通過下拉選項選擇查看不同的數據表，輸入查詢條件，對查詢結果進行篩選，點擊字段名可以按照該字段進行升序或降序排列，點擊導出數據可以將查詢得到的結果導出為dat或exl文件以備后續處理。圖7為數據分析界面，如圖7所示，左上方的圖形顯示區用來顯示航跡的曲線圖。右方為曲線繪圖控制區。左下方為錄取航跡的信息參數，右下方為航跡精度的分析結果。數據分析模塊對選定航跡的測量值進行計算，得到該航跡的距離、方位、俯仰的系統誤差和起伏誤差，實現數據分析功能。如果知道目標航跡的真值，則先對航跡的真值和測量值進行時間上的對準，再求測量值對真值的系統誤差和起伏誤差，然后按3倍精度標準剔除野值，最后按剔野后的數據計算系統誤差和起伏誤差。如果不知道目標航跡的真值，需要先對航跡測量值用最小二乘法進行擬合，再用擬合值來代替真值，求出系統誤差和起伏誤差。由上所述，本發明解決了雷達多目標批次、大數據量存儲和數據后期的分析管理的問題，具有以下功能和特點:1.能對多目標批次的點跡、航跡數據在PPI顯示器界面上進行實時顯示，并能監控系統內重要信號如信噪比、AGC等；
2.能同時記錄多批目標的數據信息和雷達內部傳輸的所有控制命令和數據；3.能對所有記錄的數據方便的進行查找、分選和排序；4.能對點跡、航跡數據在PPI顯示器界面上進行回放顯示；5.能對記錄的航跡數據進行精度分析，并輸出分析結果。
權利要求
1.一種雷達數據錄取分析設備，其特征在于，該裝置包括:一個安裝有雷達數據錄取分析軟件的通用PC機，通過LAN網絡和CAN網絡與有源相控陣雷達系統連接，接收這兩種網絡的數據；其中，用網線將LAN接口連接到網絡交換機并分配IP地址，實現LAN網絡的連接，與顯控單元、信號處理器、數據處理器連接；通過CAN控制器，將PC機的USB接口轉換成CAN接口連接到CAN總線網絡，與有源相控陣雷達系統的其它設備連接； 信號處理器搜索到目標，產生一次點跡，并通過LAN網絡送往數據處理和數據記錄分析軟件，數據處理器根據一次點跡轉到穩定跟蹤后送出航跡點，數據記錄分析軟件接收一次點跡和航跡點，進行實時顯示并連接數據庫，記錄數據。
2.如權利要求1所述的數據錄取分析設備，其特征在于:所述的雷達數據錄取分析軟件包括: 數據接口層，用于實現底層硬件接口 LAN網絡、CAN網絡和應用軟件之間的數據連接，所述的數據接口層包括:總線數據接口和底層驅動模塊； 應用軟件層，用于完成數據的錄取、分析處理和顯示，包括:數據接收、數據顯示、數據錄取、數據回放、數據查詢、數據分析和導出模塊； 后臺數據庫，提供記錄數據的空間，用于存儲錄取數據，包括ODBC驅動程序和SQLserver數據庫。
3.如權利要求1或2所述的數據錄取分析設備，其特征在于:所述的雷達數據錄取分析軟件的應用軟件層包括: 數據接收模塊，分LAN網絡數據接收和CAN網絡數據接收，航跡、點跡數據通過LAN網絡采用UDP數據報協議傳輸；作為客戶端，數據接收模塊接收信號處理器發送的點跡信息和數據處理器發送的航跡信息，通過CAN網絡接受控制信息； 數據顯示模塊，接收多目標批次的點跡、航跡數據在PPI顯示器界面上進行實時顯示，并監控如信噪比、AGC、噪聲功率的信號； 數據錄取模塊，把來自信號處理器，數據處理器以及CAN網絡的數據記錄到SQLserver數據庫中； 數據查詢模塊，對記錄的數據進行查找、分選和排序； 數據回放模塊，將記錄到SQL server數據庫中的點跡、航跡數據提取出來送到PPI顯示器界面上進行回放顯示； 數據分析模塊，對記錄的航跡數據進行精度分析，并通過數據導出模塊輸出分析結果。
4.如權利要求3所述的數據錄取分析設備，其特征在于:所述的應用軟件層分為界面和功能模塊；程序的界面用于實現人機交互功能，劃分為主界面、CAN控制界面、數據查詢界面和數據分析界面；應用軟件層的功能劃分為數據接收、數據顯示、數據錄取、數據回放、數據查詢及數據分析幾個功能模塊。
全文摘要
本發明涉及雷達數據錄取領域，公開了一種雷達數據錄取分析設備，該設備采用通用PC機作為硬件平臺，在此平臺上采用數據庫存儲和查詢技術方案，開發應用軟件，該軟件包括數據顯示、數據錄取、數據查詢、數據回放、數據分析等功能模塊。本發明解決了雷達多目標批次、大數據量存儲和數據的分析管理問題。實現了雷達數據的實時接收與顯示、數據可靠錄取和大容量存儲、錄取數據的查詢與回放、航跡精度分析與性能評估等功能。取得了硬件通用、擴展方便、適用范圍廣、能夠大大縮短雷達試驗周期、極大地方便了雷達的整體調試與試驗等有益效果。
文檔編號G01S7/02GK103116151SQ201110366069
公開日2013年5月22日 申請日期2011年11月17日 優先權日2011年11月17日
發明者陳劍, 于守江 申請人:上海航天測控通信研究所