一种数据采集方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种数据采集方法及装置，该方法包括：当检测到预先采集的回波数据存在起始数据抖动时，将预先形成的脉冲重复频率PRF脉冲信号延迟预设延迟时间；以延迟后的PRF脉冲信号的下降沿时刻作为采样周期的起始时刻，在各个采样周期内对预先形成的采样数据进行采集；其中，在一个采样周期内采集到的采样数据组成一帧回波数据。
【专利说明】
一种数据采集方法及装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种数据采集方法及装置。
【背景技术】
[0002]星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种以卫星为载体平台的对地观测技术，用来获得地面物体的高分辨率的雷达图像，SAR是现代雷达技术的重大突破，在军事侦查、地质普查、灾情勘察和遥感领域等领域都得到了广泛的应用。
[0003]在SAR系统中，数据形成器可以包括:模数(A/D)转换器和现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)。图1为现有数据形成器的组成结构示意图，如图1所示，预先形成的模拟回波信号和采样时钟分别输入到A/D转换器，经过A/D转换器进行模数转换后，形成采样数据和随路时钟;然后将采样数据和随路时钟，以及作为采样起始定时脉冲的脉冲重复频率(Pulse Recurrence Frequency，PRF)信号一起输入到FPGA中。图2为现有PRF脉冲信号、随路时钟以及采样数据的时序关系示意图，如图2所示，FPGA以PRF脉冲信号的下降沿时刻作为采样周期的起始时刻，在随路时钟的上升沿时刻对采样数据进行采集，在一个采样周期内采集到的定量数据组成一帧回波数据，因此，随路时钟的上升沿又叫做采样数据的同步沿。也就是说，在PRF脉冲信号的下降沿到达后，随路时钟的第一个上升沿时刻采集到的采样数据为该帧回波数据的起始数据，由此可知，图2中每帧回波数据的起始数据为Dl。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题:
[0005]在SAR系统中可能会存在一些不稳定因素，导致PRF脉冲信号的下降沿超前于随路时钟在当前采集周期内的第一个上升沿前面的一个上升沿，也就是说，PRF脉冲信号的下降沿可能会超前于当前帧的回拨数据的起始数据Dl之前的一个数据DO的同步沿，导致当前帧的回波数据的起始数据为D0，从而造成当前帧的回波数据中的起始数据发生数据抖动。
【发明内容】
[0006]为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种数据采集方法及装置，能够有效地避免各帧回波数据中的起始数据发生抖动。
[0007]本发明的技术方案是这样实现的:
[0008]—种数据采集方法，所述方法包括:
[0009]当检测到预先采集的回波数据中存在起始数据抖动时，将预先形成的脉冲重复频率PRF脉冲信号延迟预设延迟时间；
[0010]以延迟后的PRF脉冲信号的下降沿时刻作为采样周期的起始时刻，在各个采样周期内对预先形成的采样数据进行采集;其中，在一个采样周期内采集到的采样数据组成一帧回波数据。
[0011]在上述实施例中，所述在各个采样周期内对预先形成的采样数据进行采集包括:
[0012]在各个采样周期内在预先形成的随路时钟的上升沿时刻对所述采样数据进行采集。
[0013]在上述实施例中，所述将PRF脉冲信号延迟预设延迟时间包括:
[0014]接收用户输入的调整指令，所述调整指令中包含有所述预设延迟时间；
[0015]根据所述调整指令将所述PRF脉冲信号延迟预设延迟时间；其中，所述预设延迟时间在半个随路时钟周期内。
[0016]在上述实施例中，所述根据所述调整指令将所述PRF脉冲信号延迟预设延迟时间包括:
[0017]根据所述调整指令调整预先设置的延迟电路；
[0018]将所述PRF脉冲信号输入到调整后的延迟电路中；
[0019]所述调整后的延迟电路将所述PRF脉冲信号延迟预设延迟时间。
[0020]在上述实施例中，所述延迟电路包括:时序延迟电路、组合逻辑延迟电路和数控信号延迟器件。
[0021]—种数据采集装置，所述装置包括:
[0022]延迟单元，用于当检测到预先采集的回波数据中存在起始数据抖动时，将预先形成的PRF脉冲信号延迟预设延迟时间，向采集单元发送一个采集指令；
[0023]所述采集单元，用于在接收到所述采集指令之后，以延迟后的PRF脉冲信号的下降沿时刻作为采样周期的起始时刻，在各个采样周期内对预先形成的采样数据进行采集;其中，在一个采集周期内采集到的采样数据组成一帧回波数据。
[0024]在上述实施例中，所述采集单元，具体用于在各个采样周期内在预先形成的随路时钟的上升沿时刻对所述采样数据进行采集。
[0025]在上述实施例中，所述延迟单元包括:
[0026]接收子单元，用于接收用户输入的调整指令，其中，所述调整指令中包含有所述预设延迟时间，将所述调整指令发送给延迟子单元；
[0027]所述延迟子单元，用于根据所述调整指令将所述PRF脉冲信号延迟预设延迟时间；其中，所述预设延迟时间在半个随路时钟周期内。
[0028]在上述实施例中，所述延迟子单元，具体用于根据所述调整指令调整预先设置的延迟电路;将所述PRF脉冲信号输入到调整后的延迟电路中；所述调整后的延迟电路将所述PRF脉冲信号延迟预设延迟时间。
[0029]在上述实施例中，所述延迟电路包括:时序延迟电路、组合逻辑延迟电路和数控信号延迟器件。
[0030]本发明实施例提供的技术方案中，当检测到预先采集的回波数据中存在起始数据抖动时，先将预先形成的PRF脉冲信号延迟预设延迟时间，再以延迟后的PRF脉冲信号的下降沿时刻作为采样周期的起始时刻，在各个采样周期内对预先形成的采样数据进行采集。而在现有技术中，直接将预先形成的PRF脉冲信号与随路信号和采样数据一起输入到数据采集设备，不对PRF脉冲信号进行延迟，所以PRF脉冲信号的下降沿可能超前于随路时钟在当前采集周期内的第一个上升沿前面的一个上升沿，从而造成回波数据中的起始数据的采集位置不固定而发生抖动。显然，和现有技术相比，本发明实施例提出的数据采集方法和装置，不仅能够有效地避免各帧回波数据中的起始数据发生抖动;并且，实现起来简单方便，便于普及，适用范围更广。
【附图说明】
[0031 ]图1为现有数据形成器的组成结构示意图；
[0032]图2为现有存在起始数据抖动的PRF脉冲信号、随路时钟以及采样数据的时序关系示意图；
[0033]图3为本发明实施例中数据采集方法的实现流程示意图；
[0034]图4为本发明实施例中将PRF脉冲信号延迟预设延迟时间的实现方法流程示意图；
[0035]图5为本发明实施例中根据调整指令将PRF脉冲信号延迟预设延迟时间的实现方法流程示意图；
[0036]图6为本发明实施例中延迟电路和数据采集设备的连接关系的结构示意图；
[0037]图7为本发明实施例中延迟后的PRF脉冲信号、随路时钟以及采样数据的时序关系示意图；
[0038]图8为本发明实施例中数据采集装置的组成结构示意图。
【具体实施方式】
[0039]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0040]图3为本发明实施例中数据采集方法的实现流程示意图，如图3所示，数据采集方法包括以下步骤:
[0041]步骤301、当检测到预先采集的回波数据中存在起始数据抖动时，将预先形成的PRF脉冲信号延迟预设延迟时间。
[0042]在本发明的具体实施例中，可以采用现有技术中的数据检测方法检测预先采集的回波数据中是否存在起始数据抖动，当检测到预先采集的回波数据中存在起始数据抖动时，将预先形成的输入到数据采集设备中的PRF脉冲信号延迟预设延迟时间，其中，所述预先形成的PRF脉冲信号用于对预先形成的采样数据进行采样起始定时。
[0043]较佳地，可以将所述预设延迟时间设置在半个随路时钟周期之内，如图2所示，随路时钟的两个上升沿之间的时间为一个随路时钟的周期，例如，假设随路时钟周期为I秒，则可以将所述预设延迟时间设置为0.5秒。
[0044]图4为本发明实施例中将PRF脉冲信号延迟预设延迟时间的实现方法流程示意图，如图4所示，将预先形成的PRF脉冲信号延迟预设延迟时间的方法包括以下步骤:
[0045]步骤301a、接收用户输入的调整指令。
[0046]在本发明的具体实施例中，所述调整指令中包含有预设延迟时间，并且可以将所述预设延迟时间设置在半个随路时钟周期之内。
[0047]步骤301b、根据调整指令将PRF脉冲信号延迟预设延迟时间。
[0048]在本步骤中，接收到用户输入的调整指令之后，先获取该调整指令中的预设延迟时间，再根据调整指令将PRF脉冲信号延迟预设延迟时间。
[0049]图5为本发明实施例中根据调整指令将PRF脉冲信号延迟预设延迟时间的实现方法流程示意图，如图5所示，根据调整指令将PRF脉冲信号延迟预设延迟时间的实现方法包括以下步骤:
[0050]步骤301b_l、根据调整指令调整预先设置的延迟电路。
[0051]在本步骤中，可以根据调整指令调整预先设置的延迟电路，具体地，可以通过调整延迟电路将预先形成的PRF脉冲信号延迟预设延迟时间，例如，假设所述预设延迟时间为
0.5秒，则在本步骤中，可以通过调整延迟电路将预先形成的PRF脉冲信号延迟0.5秒。在本发明的具体实施例中，所述延迟电路可以包括:时序延迟电路、组合逻辑延迟电路和数控信号延迟器件。
[0052]步骤301b_2、将PRF脉冲信号输入到调整后的延迟电路中。
[0053]在本步骤中，根据调整指令调整好预先设置的延迟电路之后，将PRF脉冲信号输入到调整后的延迟电路中。
[0054]步骤301b_3、调整后的延迟电路将PRF脉冲信号延迟预设延迟时间。
[0055]在本发明的具体实施例中，调整后的延迟电路可以对预先形成的PRF脉冲信号延迟预设延迟时间，调整后的延迟电路对PRF脉冲信号延迟预设延迟时间之后，将延迟后的PRF脉冲信号与预先形成随路时钟以及采样数据一起输入到数据采集设备中。在本发明的具体实施例中，所述数据采集设备可以是FPGA，也可以是预先设置的数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)设备、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、专用集成电路(Applicat1n Specific Integrated Circuit ,ASIC) 0
[0056]在本发明的具体实施例中，所述预先设置的延迟电路可以设置在数据采集设备中，也可以设置在数据采集设备之外。图6为本发明实施例中延迟电路和数据采集设备的连接关系的结构示意图，其中，图6(a)为本发明实施例中延迟电路和数据采集设备的第一连接关系的结构示意图，如图6(a)所示，预先设置的延迟电路设置在数据采集设备中；图6(b)为本发明实施例中延迟电路和数据采集设备的第二连接关系的结构示意图，如图6(b)所示，预先设置的延迟电路设置在数据采集设备之外。
[0057]根据上述的描述可知，根据上述的步骤301b_l?301b_3，可以实现根据调整指令设置PRF脉冲信号延迟预设延迟时间。
[0058]步骤302、以延迟后的PRF脉冲信号的下降沿时刻作为采样周期的起始时刻，在各个采样周期内对预先形成的采样数据进行采集。
[0059]在本发明的具体实施例中，在将预先形成的PRF脉冲信号延迟预设延迟时间之后，数据采集设备可以以延迟后的PRF脉冲信号的下降沿时刻作为采样周期的起始时刻，数据采集设备在各个采样周期内对预先形成的采样数据进行采集，具体地，数据采集设备可以在各个采样周期内对预先形成的采样数据进行定量采集，这样可以有效地避免各帧回波数据发生起始数据抖动。具体地，在本发明的具体实施例中，数据采集设备可以在各个采样周期内在预先形成的随路时钟的上升沿时刻对采样数据进行采集。图7为本发明实施例中延迟后的PRF脉冲信号、随路时钟以及采样数据的时序关系示意图，如图7所示，数据采集设备在各个采样周期内在随路时钟的上升沿时刻对采样数据进行采集，其中，一个采样周期内采集到的采样数据组成一帧回波数据。
[0060]本发明实施例提出的数据采集方法，以延迟后的PRF脉冲信号的下降沿时刻作为采样周期的起始时刻，在各个采样周期内对预先形成的采样数据进行采集，而不像现有技术中，直接将预先形成的PRF脉冲信号与随路信号和采样数据一起输入到数据采集设备，不对PRF脉冲信号进行延迟，显然，和现有技术相比，本发明实施例提出的数据采集方法，不仅能够有效地避免各帧回拨数据中的起始数据发生抖动；并且，实现起来简单方便，便于普及，适用范围更广。
[0061]图8为本发明实施例中数据采集装置的组成结构示意图，如图8所示，该采集装置包括:
[0062]延迟单元801，用于当检测到预先采集的回波数据中存在起始数据抖动时，将预先形成的PRF脉冲信号延迟预设延迟时间，向采集单元802发送一个采集指令；
[0063]所述采集单元802，用于在接收到所述采集指令之后，以延迟后的PRF脉冲信号的下降沿时刻作为采样周期的起始时刻，在各个采样周期内对预先形成的采样数据进行采集，其中，在一个采样周期内采集到的采样数据组成一帧回波数据。
[0064]进一步的，所述采集单元，具体用于在各个采样周期内在预先形成的随路时钟的上升沿时刻对所述采样数据进行采集。
[0065]进一步的，所述延迟单元801包括:
[0066]接收子单元8011，用于接收用户输入的调整指令，其中，所述调整指令中包含有所述预设延迟时间，将所述调整指令发送给延迟子单元8012;
[0067]所述延迟子单元8012，用于根据所述调整指令将所述PRF脉冲信号延迟预设延迟时间；其中，所述预设延迟时间在半个随路时钟周期内。
[0068]进一步的，所述延迟子单元8012，具体用于根据所述调整指令调整预先设置的延迟电路;将所述PRF脉冲信号输入到调整后的延迟电路中；所述调整后的延迟电路将所述PRF脉冲信号延迟预设延迟时间。
[0069]进一步的，所述延迟电路包括:时序延迟电路、组合逻辑延迟电路和数控信号延迟器件。
[0070]在实际应用中，所述延迟单元801和采集单元802均可由位于数据采集设备的中央处理器(CPU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)、或现场可编程门阵列(FPGA)等实现。
[0071]本发明实施例提出的数据采集装置，以延迟后的PRF脉冲信号的下降沿时刻作为采样周期的起始时刻，在各个采样周期内对预先形成的采样数据进行采集，而不像现有技术中，直接将预先形成的PRF脉冲信号与随路信号和采样数据一起输入到数据采集设备，不对PRF脉冲信号进行延迟，显然，和现有技术相比，本发明实施例提出的数据采集装置，不仅能够有效地避免各帧回拨数据中的起始数据发生抖动；并且，实现起来简单方便，便于普及，适用范围更广。
[0072]本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0073]本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0074]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0075]这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0076]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种数据采集方法，其特征在于，所述方法包括: 当检测到预先采集的回波数据中存在起始数据抖动时，将预先形成的脉冲重复频率PRF脉冲信号延迟预设延迟时间； 以延迟后的PRF脉冲信号的下降沿时刻作为采样周期的起始时刻，在各个采样周期内对预先形成的采样数据进行采集;其中，在一个采样周期内采集到的采样数据组成一帧回波数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在各个采样周期内对预先形成的采样数据进行采集包括: 在各个采样周期内在预先形成的随路时钟的上升沿时刻对所述采样数据进行采集。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将PRF脉冲信号延迟预设延迟时间包括: 接收用户输入的调整指令，所述调整指令中包含有所述预设延迟时间； 根据所述调整指令将所述PRF脉冲信号延迟预设延迟时间；其中，所述预设延迟时间在半个随路时钟周期内。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述调整指令将所述PRF脉冲信号延迟预设延迟时间包括: 根据所述调整指令调整预先设置的延迟电路； 将所述PRF脉冲信号输入到调整后的延迟电路中； 所述调整后的延迟电路将所述PRF脉冲信号延迟预设延迟时间。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述延迟电路包括:时序延迟电路、组合逻辑延迟电路和数控信号延迟器件。6.一种数据采集装置，其特征在于，所述装置包括: 延迟单元，用于当检测到预先采集的回波数据中存在起始数据抖动时，将预先形成的PRF脉冲信号延迟预设延迟时间，向采集单元发送一个采集指令； 所述采集单元，用于在接收到所述采集指令之后，以延迟后的PRF脉冲信号的下降沿时刻作为采样周期的起始时刻，在各个采样周期内对预先形成的采样数据进行采集;其中，在一个采集周期内采集到的采样数据组成一帧回波数据。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述采集单元，具体用于在各个采样周期内在预先形成的随路时钟的上升沿时刻对所述采样数据进行采集。8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述延迟单元包括: 接收子单元，用于接收用户输入的调整指令，其中，所述调整指令中包含有所述预设延迟时间，将所述调整指令发送给延迟子单元； 所述延迟子单元，用于根据所述调整指令将所述PRF脉冲信号延迟预设延迟时间；其中，所述预设延迟时间在半个随路时钟周期内。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述延迟子单元，具体用于根据所述调整指令调整预先设置的延迟电路;将所述PRF脉冲信号输入到调整后的延迟电路中；所述调整后的延迟电路将所述PRF脉冲信号延迟预设延迟时间。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述延迟电路包括:时序延迟电路、组合逻辑延迟电路和数控信号延迟器件。
【文档编号】G01S7/292GK106054139SQ201610384271
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】李早社, 杜江, 孙吉利, 禹卫东
【申请人】中国科学院电子学研究所