本发明涉及目标数据处理技术领域,具体为一种二次雷达目标数据处理软件装置。
背景技术:
二次雷达(SecondarySurveillanceRadar,SSR)又称为二次监视雷达,是现代航管系统中重要的组成部分,包括询问机和应答机两部分。二次雷达发射的脉冲是成对的,发射频率为1030MHZ,接收频率为1090MHZ。发射脉冲由P1、P2、P3脉冲组成,其中P1和P3脉冲通过天线的询问波束发送,P2脉冲通过控制波速发送,P1、P2脉冲间隔恒为2us,P1、P3脉冲间隔决定二次雷达工作模式,目前常用的包括两种模式:间隔为8us的A模式或3/A模式,以及间隔21us的C模式,雷达扫描一周的时间为4s,在一次扫描周期内一个目标会被多次询问,导致数据量增加,而且航管设备二次雷达捕获的目标数据A模式与C模式混杂,且每次扫描、询问某一确定目标的过程中需要对目标进行多次询问,导致数据量大大增加,后端数据处理压力增大。
技术实现要素:
针对以上问题,本发明提供了一种二次雷达目标数据处理软件装置,首先使用数据接收机对接收到的A、C模式数据进行点迹合并,再对批号数据与无批号数据分流处理,通过点迹关联、滤波跟踪、航迹管理等综合处理输出目标数据,试验结果表明该设计方案可实现目标航迹快速起始,并且在目标高机动、断续、交叉等复杂情况下能连续、稳定输出数据,具有较好实用价值,可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种二次雷达目标数据处理软件装置,包括信号处理机和控制面板,所述控制面板的左端通过控制线与数据接收机相连接,在控制面板的上端还固定安装有示波器,在示波器上设置有点迹分析仪和操作按键,所述控制面板包括数据分流器和点迹关联装置,所述数据分流器的外表面连接有机动检测与机动辨识装置,所述机动检测与机动辨识装置通过控制线连接在信号处理机上,所述信号处理机内安装有集成电路板和CPCI卡,所述集成电路板上焊接有多级滤波器电路:初级为射频预选滤波器,所述射频预选滤波器的输出端连接有数据帧检测组,所述数据帧检测组的输出端连接有上行数据帧记录仪,所述上行数据帧记录仪的输出端连接有数字滤波器,所述CPCI卡的输出端与CPCI总线相连接,CPCI总线与本控计算机相连接,且本控计算机固定连接在LAN总线上,在LAN总线上还连接有遥控计算机和显示终端,所述遥控计算机上固定设置有遥感控制模块,遥感控制模块通过无线网络自动控制遥控计算机,所述显示终端能够将数据处理信息以及软件平台显示出来,能够通过仿真软件模拟目标数据;所述控制面板内还安装有嵌入式处理器,所述嵌入式处理器连接有数据存储器、无线数据接收器和通信模块。
作为本发明一种优选的技术方案,所述射频预选滤波器的输入端与接收天线的输出端相连接,射频预选滤波器的输出端与数据帧检测组之间还连接有时域变换器。
作为本发明一种优选的技术方案,所述通信模块包括多路串口检测开关和可调频率锁相环,所述多路串口检测开关的控制端通过缆线连接到嵌入式处理器,所述可调频率锁相环通过倍频的方法实现时钟同步,时钟频率分为三级,包括50Hz、100Hz、1MHz。
作为本发明一种优选的技术方案,所述机动检测与机动辨识装置包括比较放大器,所述比较放大器的输出端连接有数据量测算法,所述数据量测算法的输出端连接有增益检测器。
作为本发明一种优选的技术方案,所述数据分流器的输入端与滤波处理器的输出端之间连接有数字正交解调器,所述滤波处理器采用以ARM核心的NIOSII控制器控制。
作为本发明一种优选的技术方案,所述滤波处理器的输出端连接有目标数据发送器与无线数据接收器进行数据传输。
作为本发明一种优选的技术方案,所述通信模块包括RJ45控制器,RJ45控制器的输出端连接有以太网适配器,所述以太网适配器的输出端连接有服务器。
作为本发明一种优选的技术方案,所述嵌入式处理器采用STM32内核的ARM11列单片机,所述信号处理机采用TIC66X系列的处理芯片,所述数据存储器采用SDRAM存储器。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:该二次雷达目标数据处理软件装置,首先使用数据接收机对接收到的A、C模式数据进行点迹合并,再对批号数据与无批号数据分流处理,通过点迹关联、滤波跟踪、航迹管理等综合处理输出目标数据,通过目标数据同时考虑距离“最近优先准则”和“唯一优先性准则,并且使用机动检测与机动辨识装置检测数据的联动点,试验结果表明该设计方案可实现目标航迹快速起始,并且在目标高机动、断续、交叉等复杂情况下能连续、稳定输出数据,具有较好实用价值。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明目标数据跟踪原理结构示意图。
图中:1-信号处理机;2-控制面板;3-示波器;4-数据接收机;5-数据分流器;6-点迹分析仪;7-操作按键;8-机动检测与机动辨识装置;9-点迹关联装置;10-集成电路板;11-CPCI卡;12-射频预选滤波器;13-数据帧记录仪;14-数字滤波器;15-数据帧检测组;16-CPCI总线;17-LAN总线;18-遥控计算机;19-遥感控制模块;20-本控计算机;21-显示终端;22-嵌入式处理器;23-数据存储器;24-无线数据接收器;25-通信模块;26-接收天线;27-时域变换器;28-多路串口检测开关;29-可调频率锁相环;30-比较放大器;31-数据量测算法;32-增益检测器;33-滤波处理器;34-数字正交解调器;35-目标数据发送器;36-RJ45控制器;37-以太网适配器;38-服务器。
具体实施方式
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,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例:
请参阅图1和图2,本发明提供一种技术方案:一种二次雷达目标数据处理软件装置,包括信号处理机1和控制面板2,所述控制面板2的左端通过控制线与数据接收机4相连接,在控制面板2的上端还固定安装有示波器3,在示波器3上设置有点迹分析仪6和操作按键7,所述控制面板1包括数据分流器5和点迹关联装置9,所述数据分流器5的输入端与滤波处理器33的输出端之间连接有数字正交解调器34,所述滤波处理器33采用以ARM核心的NIOSII控制器控制,滤波处理器33的输出端连接有目标数据发送器35与无线数据接收器24进行数据传输,且数据分流器5的外表面连接有机动检测与机动辨识装置8,所述机动检测与机动辨识装置8通过控制线连接在信号处理机1上,且机动检测与机动辨识装置8还包括比较放大器30,所述比较放大器30的输出端连接有数据量测算法31,所述数据量测算法31的输出端连接有增益检测器32,所述信号处理机1内安装有集成电路板10和CPCI卡11,所述集成电路板10上焊接有多级滤波器电路:初级为射频预选滤波器12,所述射频预选滤波器12的输出端连接有数据帧检测组15,且射频预选滤波器12的输入端与接收天线26的输出端相连接,射频预选滤波器12的输出端与数据帧检测组15之间还连接有时域变换器27,所述数据帧检测组15的输出端连接有上行数据帧记录仪13,所述上行数据帧记录仪13的输出端连接有数字滤波器14,所述CPCI卡11的输出端与CPCI总线16相连接,CPCI总线16与本控计算机20相连接,且本控计算机20固定连接在LAN总线上17,在LAN总线17上还连接有遥控计算机18和显示终端21,所述遥控计算机18上固定设置有遥感控制模块19,遥感控制模块19通过无线网络自动控制遥控计算机,所述显示终端21能够将数据处理信息以及软件平台显示出来,能够通过仿真软件模拟目标数据;所述控制面板2内还安装有嵌入式处理器22,所述嵌入式处理器22连接有数据存储器23、无线数据接收器24和通信模块25,且嵌入式处理器22采用STM32内核的ARM11列单片机,所述信号处理机1采用TIC66X系列的处理芯片,所述数据存储器23采用SDRAM存储器,所述通信模块25包括多路串口检测开关28和可调频率锁相环29,所述多路串口检测开关28的控制端通过缆线连接到嵌入式处理器22,所述可调频率锁相环29通过倍频的方法实现时钟同步,时钟频率分为三级,包括50Hz、100Hz、1MHz,且通信模块25还包括RJ45控制器36,RJ45控制器36的输出端连接有以太网适配器37,所述以太网适配器37的输出端连接有服务器38。
数据帧检测组检测的目标数据,其动态特性可以由包含位置、速度、加速度的状态向量X表示,量测量Z被假定为含有量测噪声V的状态向量的线性组合,残差向量为d,一般情况下,单机动目标跟踪为一自适应滤波过程,传统的方法是首先构成残差向量d,然后根据残差向量的变化进行机动检测或机动辨识,其次按照某一准则或逻辑调整滤波增益与协方差矩阵或实时辨识出目标机动特性,最后由滤波算法得到目标的状态估计和预测值,从而完成单机动目标跟踪功能。这样的处理方法带来的负面问题是机动检测或机动辨识环节会使系统的实时性受到影响,延长了系统的反应时间,同时机动检测器设计的好坏将直接影响到跟踪性能。
本设计的机动检测与机动辨识分为两种机动决策机制,如果目标出现机动,根据此机制即可确定出机动发生的时刻,估计出实际的机动参数如机动强度和持续时间等,一般地,滤波过程以所假定的目标模型为基础。当目标发生机动时,实际的目标动态特性将与模型描述的不一致,从而导致跟踪误差增大,残差过程发生急剧变化。通过监测残差过程,即可对目标的机动作出某些检测,而机动强度则靠机动模型来设定。机动辨识的作用方式为通过残差过程辨识出机动加速度的幅度,或根据滤波过程实时估计和预测出机动加速度的大小。机动辨识的典型范例是机动目标当前统计模型及其自适应算法。但在机动检测问题中,如果为积累残差而选择较长的窗口长度,将加长机动检测的延迟。而长的延迟将会增加目标状态估计的误差。为避免长的延迟带来大的估计误差,应该选择小的窗口长度。这种情况将显著地减小检测概率,加长机动检测的延迟。因此,存在一个最优的窗口长度使得检测延迟最小
本发明的工作原理:该二次雷达目标数据处理软件装置,首先使用数据接收机对接收到的A、C模式数据进行点迹合并,再对批号数据与无批号数据分流处理,通过点迹关联、滤波跟踪、航迹管理等综合处理输出目标数据,通过目标数据同时考虑距离“最近优先准则”和“唯一优先性准则,并且使用机动检测与机动辨识装置检测数据的联动点,试验结果表明该设计方案可实现目标航迹快速起始,并且在目标高机动、断续、交叉等复杂情况下能连续、稳定输出数据,具有较好实用价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。