专利名称：对全部原始雷达信息打包处理的方法
技术领域：
本发明属于雷达技术领域，特别涉及数字化雷达终端系统的构建及数据处理技术。
背景技术：
雷达终端系统是雷达系统的重要组成部分和人机界面，操控者通过对雷达终端的操控获取所需被探测目标信息。根据需求，雷达终端设备对接收的雷达回波进行实时处理，以实现信息提取、屏显、标绘等功能。
早期的雷达终端系统都是专用的模拟硬件设备，而现代数字光栅雷达终端的传统构成通常由计算机和宿主于计算机的多个硬件板组成，包括信号接口板、信号处理板、显示板等。其中信号处理板又有几个子电路组成，比如增益调整电路、扫描变换电路等。
现有的信息处理方法依赖于硬件处理板，把接入系统的信号视作简单的电气信号，而不是视作提供信息的信息源，需要处理时直接使用，而并不记录下来。不同的处理板之间，同一处理板的不同电路模块之间的信号定义随着处理过程的进行不断发生变化。当处理结果到达雷达终端计算机时，原始的雷达信息已经不可能完整，并且没有一个统一定义的结构。
目前，国内的雷达终端基本都是这种传统方式构成。这种传统构成方式存在重大缺陷1)雷达终端硬件设备量大，投入多，维护复杂；2)由于器件过时快，雷达终端设备寿命短；3)由于不同型号雷达的具体信号不同，对不同型号的雷达终端系统需要重复研制；4)无法很好的利用现代信息技术飞速发展所产生的技术成果。例如，很难实现信息存储回放和多终端显示的功能。
发明内容
本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种对全部原始雷达信息打包处理的方法，以构建数字化雷达终端，不仅根本提升雷达终端的性能，使雷达的维护、升级、开发简单方便，极大降低雷达终端的成本。
本发明提出的对全部原始雷达信息打包处理的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤1)将各型号雷达收发设备产生的视频、时标、状态、操控4类信息连续实时地包装为基本信息包并构成基本信息包序列；2)将该基本信息包序列通过计算机总线实时向雷达终端宿主计算机发送；3)宿主计算机再将雷达终端当前从操控盘、IO口、网络口获得的各类信息分别包装成为工作模式、外设通讯、网络信息包，再连同基本信息包一起包装成为全信息包，并连续实时放入在该宿主计算机内存开辟的缓存中；4)雷达终端宿主计算机的对全信息包进行实时解析，以实现将所需各类信息的显示，记录与重放或多终端的显示。
本发明的特点及技术效果第一、本发明将信息技术的核心概念和最新发展有机地推广应用于雷达终端领域，采用对全原始雷达信息打包处理的方式构建信息化的软件雷达终端。使雷达终端技术的面貌得到根本改观。即本发明将现代信息技术的核心内容(信息包的构建、处理、传输、应用)应用于雷达终端领域；将雷达终端的一切原始信息按照信息类来划分的，包装成基本信息包和全信息包。采用该方式获取雷达所有原始信息，可将雷达终端的工作全部转变为计算机对信息帧包序列的处理实现了雷达终端的软件化处理，极大降低雷达终端成本。
第二、本发明按信息类构建信息包，且每一类的信息结构有明确的规范，可采用统一的打包方法来实现，因此采用这种方式的雷达终端只是应用软件的不同，维护、升级、开发简单方便。
第三、采用本方法的雷达终端工作时，可提取雷达终端宿主计算机存储设备中存储的全信息包，即可实现雷达信息的全记录与回放，即实现雷达工作的重现。
第四、本发明可将单个或多个雷达的全信息包籍由网络高速传输，接入网络的各型号雷达终端，可接收这些信息包，根据需求编制相应应用软件，实现多终端显示。
图1为对全部原始雷达信息打包处理的方法流程图。
图2为本发明的基本信息包内容及结构示意图。
图3为本发明的基本信息包打包具体处理流程图。
图4为本发明的基本信息包传输具体处理流程图。
图5为本发明的全信息包内容及结构示意图。
图6为本发明的全信息包打包具体处理流程图。
具体实施例方式
本发明提出的对全部原始雷达信息打包处理的方法，结合附图及实施例详细说明如下本发明的方法总体流程如图1所示，包括以下步骤1)将各型号雷达收发设备产生的视频、时标、状态、操控4类信息连续实时地包装为基本信息包并构成基本信息包序列；2)将该基本信息包序列通过计算机总线实时向雷达终端宿主计算机发送；3)宿主计算机再将雷达终端当前从操控盘、IO口、网络口获得的各类信息分别包装成为工作模式、外设通讯、网络信息包，再连同基本信息包一起包装成为全信息包，并连续实时放入在该宿主计算机内存开辟的缓存中；4)雷达终端宿主计算机的对全信息包进行实时解析，以实现将所需各类信息的显示，记录与重放或多终端的显示。
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
一、将各型号雷达收发设备产生的视频、时标、状态、操控4类信息连续实时的包装为基本信息包并构成基本信息包序列；本发明将来自雷达终端的所有信息可以概括为如下几类1、雷达视频数据(雷达视频回波采样数据序列)；2、时标信息所有相关脉冲信号(发射、方位基准、方位刻度等)的高精确时标；3、当前雷达工作状态信息(发射状态、旋转状态)；4、对雷达实施的硬件操控信息(启动、关闭、调整发射频率、调整转速)；5、终端当前工作模式信息(显示方式、量程、偏心、叠加方式等)；6、通过通讯口所发生的一切交互信息(键盘、摸球)；7、通过网络口所发生的一切交互信息(对时、GPS)；上述全部信息中的第1～4项是与雷达硬件相关的信息，封装成为基本信息包。
该基本信息包的实施例的内容及结构如图2所示，由以下几个部分组成1、包头32位，标识基本信息包开始的标志；2、包序号32位，标识包的顺序标志；3、雷达视频数据即16位雷达视频回波采样数据序列，当采样频率为6.144MHz，采样量程为500公里时，采样数据序列长度为20K(1K＝1024)；4、时标信息32位，其中，高8位为时标类型指示标志，低24位为高频率时钟计数，具体如表1所示；表1
5、当前雷达状态信息32位状态编码，每一位编码指示一个状态，具体如表2所示；表2
6、对雷达实施的硬件操控信息32位操控信息编码，每一个编码代表一个操控类型，具体如表3所示；表3
7、包尾32位，标识基本信息包结束的标志。
将与雷达发射脉冲同步接收到的上述4类信息及其它标识信息包装成基本信息包，并构成基本信息包序列，具体处理流程的实施例如图3所示，包括以下步骤1)同步于发射脉冲，将包头编码，包序号写入基本信息包缓存区中；2)雷达视频回波以发射脉冲为起点，经采样，顺序写入基本信息包缓存区中(采样长度可根据需求设置，例如20K)；3)在雷达发射脉冲周期内，同时记录发射、方位基准、方位刻度脉冲的时标信息，也同时缓存于时标信息缓存区内；4)雷达视频回波信息采集完毕后，再将时标信息缓存区内的时标信息写入基本信息包缓存区；5)获取雷达的状态信息和操控信息，写入基本信息包缓存区中；6)将包尾编码写入基本信息包缓存区中。
二、将该基本信息包序列实时向雷达终端宿主计算机发送，具体处理流程的实施例如图4所示，包括以下步骤1)将该基本信息包序列连续不断地输入到基本信息包缓存区中；2)当基本信息包缓存区中缓存的基本信息包达到所设定的个数时(可根据系统需求和基本信息包缓存区容量设置一次传送基本信息包的个数，如果需要保证处理的实时性，设置为1个，如果发射脉冲频率较高，给终端处理造成比较大的压力，则可以设置为6个以上)，则通过总线自动向雷达终端宿主计算机发起中断请求；3)该雷达终端宿主计算机收到中断请求，立即响应中断，将所述个数的基本信息包从基本信息包缓存区传输到雷达终端宿主计算机内存中所开辟的缓存区中。
三、宿主计算机获取雷达终端当前的各类信息，再连同基本信息包一起包装成为全信息包。本发明所述的全信息包包括基本信息包的全部内容，工作模式信息包、外设通讯信息包和网络信息包及其标识信息构成；工作模式信息包封装了终端当前工作模式，外设通讯信息包封装了通过通讯口所发生的一切交互信息，网络信息包封装了通过网络口所发生的一切交互信息。
本发明的全信息包实施例由以下几个部分组成，如图5所示1、包头32位，标识全信息包开始的标志；2、包序号32位，标识包的顺序的标志；3、包长度32位，标识全信息包的长度信息的标志；4、时间戳32位，标识全信息包封装形成时的系统时间的标志；
5、各个组成全信息包的子信息包的包内偏址和长度信息的标志。
具体包括基本信息包偏址和长度，工作模式信息包偏址和长度，外设通讯信息包偏址和长度，网络信息包偏址和长度。各个偏址和长度信息均为32位。
6、基本信息包包括基本信息包的全部内容；7、工作模式信息包即显示方式、量程、偏心、叠加方式信息的编码序列，具体如表4所示；表4
8、外设通讯信息包即键盘、摸球信息的编码序列，具体如表5所示；表5
9、网络信息包即对时、GPS信息的编码序列，具体如表6所示；表6
基本信息包送入宿主计算机后包装全信息包的具体实施例方如图6所示，包括以下步骤1)添加全信息包包头、包序号、包长度、系统时间戳等基本信息到该计算机内存中开辟的全信息包缓存中；2)添加各个子信息包的包内偏址和长度信息到该计算机内存中开辟的全信息包缓存中；3)从基本信息包缓存区取出基本信息包添加到该计算机内存中开辟的全信息包缓存中；4)计算机获取雷达终端当前的工作模式信息，各个外设的信息，来自网络的信息，分别封装成为工作模式信息包、外设通讯信息包、网络信息包，并添加到计算机内存中开辟的全信息包缓存中；5)等待并对该全信息包使用与处理。
四、采用本发明的雷达终端宿主计算机对全信息包进行解析后将所需各类信息进行显示，存储回放或多终端的显示；具体包括以下内容1、雷达信息的显示显示需要的全部信息在基本信息包中，因此，首先从全信息包内提取出基本信息包。
提取的方法是包括以下步骤1)根据全信息包内记录的基本信息包的包内偏址和长度，得到基本信息包在全信包内的具体位置，从而将其获取；2)提取出基本信息包后，首先对基本信息包的包头和包尾进行检查，确定包的结构完整，如果出错则将其丢弃；再对包序号进行检查，确定包是否与前一个包连续，如果偶尔不连续则继续解析，如果连续的出现包与包不连续的情况，则向终端计算机报警；3)再从基本信息包中提取出视频采样数据根据量程要求对采样视频数据进行整数间隔的抽取实现量程合并，对每个采样点进行同一比率的数值调整实现增益控制，获得最终用于显示的数据；在时标信息中获取方位基准、方位刻度信息，计算得到视频数据的位置信息；4)根据解算出的数据将雷达视频信息进行显示。
2、雷达终端的全过程记录与重现由于全信息帧包序列是雷达终端工作过程所有信息的全描述，所以全过程记录即是宿主机对全信息包的实时高速存储。对记录于宿主机存储设备中的全信息帧包序列进行解析，就实现了雷达工作过程的原状重现。具体包括从全信息帧包中根据记录的基本信息包的包内偏址和长度获取基本信息包后，采用上述雷达信息的显示的处理流程，即可实现雷达视频信息的回放。从记录的全信息帧包中根据记录的工作模式信息包的包内偏址和长度获取工作模式信息包后，就可以根据其中的记录时刻的显示方式、量程、偏心、叠加方式信息恢复所记录时刻工作模式。同样的，从记录的全信息帧包中获取外设通讯信息包和网络信息包后，就可以将记录时刻的终端相关动作和信息完全的重现出来。
3、雷达终端的多终端显示为了实现多终端显示，可把全信息包通过计算机提供的网络编程接口进一步封装成为可以在网络上传输的包，之后通过网络接口向外以广播的方式发送，具体方法为同一个网络上设置的显示终端，从网络口获取上述的传输包。运行在这个显示终端上的终端处理软件采用和上述雷达信息的显示处理流程一致的方法对这个传输包进行处理，即可实现雷达信息在本显示终端上的显示。设置多个显示终端，由于采用广播的方式，每个终端都能收到这个传输包，即可实现多终端的显示。
权利要求
1.一种对全部原始雷达信息打包处理的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤1)将各型号雷达收发设备产生的视频、时标、状态、操控4类信息连续实时地包装为基本信息包并构成基本信息包序列；2)将该基本信息包序列通过计算机总线实时向雷达终端宿主计算机发送；3)宿主计算机再将雷达终端当前从操控盘、IO口、网络口获得的各类信息分别包装成为工作模式、外设通讯、网络信息包，再连同基本信息包一起包装成为全信息包，并连续实时放入在该宿主计算机内存开辟的缓存中；4)雷达终端宿主计算机的对全信息包进行实时解析，以实现将所需各类信息的显示，记录与重放或多终端的显示。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基本信息包构成包括用于标志基本信息包开始的包头；用于标识基本信息包的顺序序号；用于标志基本信息包结束的包尾；以及由雷达视频数据、时标信息、雷达状态信息和对雷达实施的硬件操控信息组成的基本信息数据。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中包装成基本信息包，并构成基本信息包序列，包括以下步骤1)同步于发射脉冲，将包头编码，包序号写入基本信息包缓存区中；2)雷达视频回波以发射脉冲为起点，经采样，顺序写入基本信息包缓存区中；3)在雷达发射脉冲周期内，同时记录发射、方位基准、方位刻度脉冲的时标信息，也同时缓存于时标信息缓存区内；4)雷达视频回波信息采集完毕后，再将时标信息缓存区内的时标信息写入基本信息包缓存区；5)获取雷达的状态信息和操控信息，写入基本信息包缓存区中；6)将包尾编码写入基本信息包缓存区中。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述全信息包构成包括用于标志基本信息包开始的包头；用于标识基本信息包的顺序序号；用于标志基本信息包结束的包尾；用于全信息包形成时的系统时间的时间戳；以及由基本信息包、工作模式信息包、外设通讯信息包、网络信息包组成的四个子信息包；还包括各个子信息包的包内偏址和长度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中将基本信息包序列实时向雷达终端宿主计算机发送，具体包括以下步骤1)将该基本信息包序列连续不断地输入到基本信息包缓存区中；2)当基本信息包缓存区中缓存的基本信息包达到所设定的个数时，则通过总线自动向雷达终端宿主计算机发起中断请求；3)雷达终端宿主计算机收到中断请求，立即响应中断，将所述个数的基本信息包从基本信息包缓存区传输到雷达终端宿主计算机内存中所开辟的缓存区中。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中基本信息包送入宿主计算机后包装全信息包，具体包括以下步骤1)添加全信息包包头、包序号、包长度、系统时间戳等基本信息到该计算机内存中开辟的全信息包缓存中；2)添加各个子信息包的包内偏址和长度信息到该计算机内存中开辟的全信息包缓存中；3)从基本信息包缓存区取出基本信息包添加到该计算机内存中开辟的全信息包缓存中；4)计算机获取雷达终端当前的工作模式信息，各个外设的信息，来自网络的信息，分别封装成为工作模式信息包、外设通讯信息包、网络信息包，并添加到计算机内存中开辟的全信息包缓存中；5)等待并对该全信息包使用与处理。
全文摘要
本发明涉及对全部原始雷达信息打包处理的方法，属于雷达技术领域，该方法包括以下步骤将各型号雷达收发设备产生的视频、时标、状态、操控4类信息连续实时的包装为基本信息包并构成基本信息包序列；将该基本信息包序列连续实时向雷达终端宿主计算机发送；宿主计算机获取雷达终端当前的各类信息，再连同基本信息包一起包装成为全信息包，并放入该宿主计算机内的缓存中；雷达终端宿主计算机通过对全信息包进行解析处理，以实现所需各类信息的显示，记录重放或多终端的显示。本发明采用最新IT技术，不仅使雷达终端性能得到提升，还大大降低了雷达终端设备的成本，并且使雷达终端的开发、维护、升级变得简单、方便、灵活。
文档编号G01S7/285GK101051082SQ200710064938
公开日2007年10月10日 申请日期2007年3月30日 优先权日2007年3月30日
发明者王德生, 孙立国, 赵利民, 李世丹 申请人:清华大学