浅谈雷达显示方式的一次显示 【摘要】一次显示是现代雷达中显示目标参数的一种重要的显示方式。本文详细的介绍了一次显示在现代雷达显示数据的重要功能、以及一次显示的数据在雷达中如何形成、处理、最后在雷达的终端上显示的过程。 【关键词】一次显示;显示器;压缩处理 1.一次显示技术简介 雷达终端显示器用来显示雷达所获得的目标信息和情报，显示的内容包括目标的位置及其运动情况，目标的各种特征参数等。早期的雷达终端显示器主要采用模拟技术来显示雷达原始图像。随着数字技术的飞速发展以及雷达系统功能的不断提高，现代雷达的终端显示器除了显示雷达原始图像之外，还要显示经过计算机处理的雷达数据，例如目标的高度、航向、速度、轨迹、架数以及人工对雷达进行操作或控制的标志过数据，现代雷达的终端显示器的显示方式有两种，分为一次显示和二次显示。一次显示主要通过接收雷达的原始视频、检查视频、状态信息、目标参数，通过计算机处理，采用FPGA完成一次视频的加工、处理，实现一次信息的现实。 2.一次显示实现方法及系统组成 一次显示计算机在通过光口接收到信号处理数据后，通过总线译码缓冲逻辑将数据分别送给两片信号处理芯片，用于搜索、跟踪两路显示画面的映射数据读取和信号处理，进行信号处理之后的数据分别通过双口显存译码逻辑存储到两个显示器对应的显示存储区中，按照两个示器的帧同步脉冲、行同步脉冲送出，通过D/A和运放之后与输入的二次显示驱动信号叠加，并将最终显示驱动信号数据输出，实现一次显示的功能组成框图如图1所示。 图1 一次显示功能框图 3.一次显示实现的步骤 一次显示模块显示软件采用区域波位更新的方式，根据各波位返回的数据的不同进行缓冲区刷新，而后对缓冲区进行显示打出。 实现步骤为： 第一步：距离压缩采用FPGA实现; 第二步：角度映射，根据现实内容的情况建立每个显示映射区，将前面压缩后的数据与显示映射区内的数据选大后更新;
智能雷达光电探测监视系统单点基本方案
一、 系统概述
根据监控需求： 岸基对海 3~10 公里范围内主要大小批量目标； 主动雷达光电探测和识别； 多目标闯入和离去自动报警智能职守； 系统接入指挥中心进行远程监控管理； 目标海图显示管理； 系统能够自动发现可疑目标、跟踪锁定侵入目标、根据设定条件进行驱散、 同时自动生成事件报告记录，可以实现事故发生后的事件追溯，协助事故调查。 1. 项目建设主要目的 ? 为监控区域安全提供综合性的早期预警信息； ? 通过综合化监测提高处置和应对紧急突发事件的指挥能力。 2. 基本需求分析： 需配置全自动、全量程具备远距离小目标智能雷达探测监视和光电识别系 统，系统具备多目标自动持续稳定跟踪、多种智能报警功能、支持雷达视频实 时存储、支持留查取证的雷达视频联动回放功能等；同时后期系统需具备根据 用户需求的功能完善二次开发能力。同时支持后续相关功能、扩点组网应用需 求。 根据需求和建设主要目的，选型国际同类技术先进水平，拥有相关技术自 主知识产权，具备二次技术深化开发的北京海兰信数据科技股份有限公司 （2001 年成立，2010 年国内创业板上市，股票代码：300065，致力于航海智 能化与海洋防务/信息化的国内唯一上市企业）的智能监视雷达光电系统。该系 统在国内外有众多海事相关成熟应用案例，熟悉国内海事、海监、海警、渔政
公务执法及救捞业务需求特点等。同时，该系统近期成功中标国内近年来相关 领域多套（20 套）雷达光电组网项目，充分说明该系统的技术领先及成熟应 用的市场广泛接受度。
3. 项目建成后的主要特点 ? 全天候、全覆盖、全自动的立体化监控。该系统具备对多传感器信息 融合的能力，确保对探测范围内雷达信息源、光电、AIS、GPS 等设备信号源 进行有机的融合和整合。 ? 系统具备了预警、报警、实时录取回放的综合功能。任何目标物进入 雷达视距时，系统即开始进行监测。目标物触碰警报规则后，指挥室获得报警 信号，同时联动设备综合光电锁定警报目标，以便驱离。整个过程系统实时记 录、方便随时调用回放。 ? 系统技术水平国内领先。该系统中创新地采用了国际先进的“先跟踪 后探测”算法技术对目标进行探测和跟踪，保证了在严苛条件下满足对目标地 探测与持续跟踪能力。 ? 该系统采用先进的设计思想，开放灵活的系统网络架构，能够根据需 求进行不同的组合和配置，系统可扩展性强。 ? 维护便捷，由于采用网络架构，获得用户授权后能连接到用户网络， 可以远程支援维修维护系统，从而提高维护效率，减少维护成本。 ? 可靠性高，充分适应不同的海洋环境。
二、 系统设备清单
序号 1
2
材料名称
规格型号
X 波段雷达，IP65（含安装支架） HLD800/900；8ft，25kw
小目标雷达数据处理器及显示 HLD-STTD-1000
终端软件
Radpro V1.6.0.0
数量 1套
1套
第18卷 第7期 中 国 水 运 Vol.18 No.7 2018年 7月 China Water Transport July 2018 收稿日期：2018-02-08 作者简介：陈纳新（1992-），男，河南人，重庆邮电大学移动通信重点实验室硕士生，研究方向为雷达显控。 基金项目：国家自然科学基金（61301126，61471077），长江学者和创新团队发展计划（IRT1299），重庆市科委重点 实验室专项经费，重庆市基础科学与前沿技术研究项目（cstc2017jcyjAX0380，cstc2015jcyjBX0065）， 重庆市高校优秀成果转化资助项目（KJZH17117）。 Android 平台下的雷达显控系统设计 陈纳新，余 斌 （重庆邮电大学移动通信重点实验室，重庆 400065） 摘 要：针对传统雷达显控终端在便携性、人机交互方面的不足，本文结合OpenGL（Open Graphics Library）纹理技术在雷达显控的应用，设计并实现了一种Android 平台下的雷达显控系统。该系统实现了雷达平面位置显示（Plan Position Indicator，PPI）、警戒区目标闪烁功能。该系统具有显示效率高、内存占用小、支持触屏操作、便携性好等优点。 关键词：雷达；PPI 显示；Android；OpenGL 中图分类号：TN957 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2018）07-0087-03 一、引言 船舶导航雷达用于探测海面上的冰山、礁石、船只、浮冰等各类物体，并可提供有效的目标方位及距离信息，从而使船舶避让各类障碍物，防止碰撞事故发生，是船艇航海必备的导航设备[1-3]。现代船载导航雷达显示系统主要特点为数字化的信息处理、高效的信息展示、简单易用的人机交互方式[4]，实现方式多为片上系统（System on Chip，SOC）平台或以ARM（Advanced RISC Machines）为核心的嵌入式平台[5]。雷达显控终端作为雷达操作员与雷达系统间的重要桥梁，具备雷达视频图像的绘制、目标的识别与跟踪、船舶信息的显示等众多功能，提供了重要的导航信息[6-8]。 二、雷达视频显示 本系统对原始雷达回波数据进行解析，并将索引、量程、角度、视频数据存入EchoBean 对象中，随后系统使用该对象在大小为10241024 像素的雷达图像显示区域进行雷达图像的绘制。EchoBean 类的定义如下。 ClassEchoBean{ int range；//量程 int angle；//回波角度 int packetIndex；//数据包索引 byte[] data；//雷达视频数据 } 由于雷达天线硬件上的限制，接收的方位信号不稳定，具有一定的随机性[9]。因此在绘制时，2帧间的图像绘制以第1帧的数据作为绘制数据，以2帧间角度差作为绘制角度，来绘制扇形区域的雷达回波图像。出于效率、硬件消耗和显示效果的考虑，本系统不以帧为单位进行扇形绘制，而以一个给定的分割角度为单位进行绘制。若回波缓存区暂未绘制的回波数据累计角度差大于等于分割角度，则从回波缓存区 第1帧回波角度作为起点，绘制分割角度大小扇形区域的雷达回波图像。分割角度选取较大时，硬件消耗低，但画面刷新不流畅；分割角度选取较小时，画面刷新流畅，但对硬件消耗也更高，由于Android 系统所采用的硬件设备相对于传统PC 设备仍有不少差距，系统可根据实际运行效果对特定设备进行分割角度的调整以改善显示效果。本系统雷达天线旋转周期为2.5s，为使刷新频率达到24Hz （肉眼分辨极限，不会有卡顿感），故选取分割角度为6°。图1展示了角度分割绘制雷达图像的具体步骤。 获取本次绘图的第1帧数据data1以及第2帧数据data2从data1中获取回波数据和起始角度，从data2中获取结束角度调用渲染器的requestRender 方法，将更新后的图像刷新到屏幕是 否 接收数据并存入回波缓冲区 累计角度差达到6° 本次绘制角度是否达到6°？ 是 否 根据回波角度、半径和回波数据更 新纹理缓冲区将data1和data2从回波缓冲区删除 图1 基于角度分割的雷达图像绘制流程图 三、雷达警戒区报警 雷达的警戒区报警功能指用户在雷达图像显示区指定一个封闭区域，系统自动检测其中的目标并进行报警操作。系
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一、 系统概述
根据监控需求： 岸基对海 3~10 公里范围内主要大小批量目标； 主动雷达光电探测和识别； 多目标闯入和离去自动报警智能职守； 系统接入指挥中心进行远程监控管理； 目标海图显示管理； 系统能够自动发现可疑目标、跟踪锁定侵入目标、根据设定条件进行驱 散、同时自动生成事件报告记录，可以实现事故发生后的事件追溯，协助事故 调查。 1. 项目建设主要目的 ? 为监控区域安全提供综合性的早期预警信息； ? 通过综合化监测提高处置和应对紧急突发事件的指挥能力。 2. 基本需求分析： 需配置全自动、全量程具备远距离小目标智能雷达探测监视和光电识别 系统，系统具备多目标自动持续稳定跟踪、多种智能报警功能、支持雷达视 频实时存储、支持留查取证的雷达视频联动回放功能等；同时后期系统需具
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备根据用户需求的功能完善二次开发能力。同时支持后续相关功能、扩点组 网应用需求。
根据需求和建设主要目的，选型国际同类技术先进水平，拥有相关技术 自主知识产权，具备二次技术深化开发的北京海兰信数据科技股份有限公司 （2001 年成立，2010 年国内创业板上市，股票代码：300065，致力于航海 智能化与海洋防务/信息化的国内唯一上市企业）的智能监视雷达光电系统。 该系统在国内外有众多海事相关成熟应用案例，熟悉国内海事、海监、海 警、渔政公务执法及救捞业务需求特点等。同时，该系统近期成功中标国内 近年来相关领域多套（20 套）雷达光电组网项目，充分说明该系统的技术领 先及成熟应用的市场广泛接受度。
3. 项目建成后的主要特点 ? 全天候、全覆盖、全自动的立体化监控。该系统具备对多传感器信息 融合的能力，确保对探测范围内雷达信息源、光电、AIS、GPS 等设备信号源 进行有机的融合和整合。 ? 系统具备了预警、报警、实时录取回放的综合功能。任何目标物进入 雷达视距时，系统即开始进行监测。目标物触碰警报规则后，指挥室获得报 警信号，同时联动设备综合光电锁定警报目标，以便驱离。整个过程系统实 时记录、方便随时调用回放。
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雷达软件操作说明 一、UCP软件的安装与设置 1. UCP软件的主要作用 UCP的主要作用是根据气象雷达算法生成雷达产品，以及分发产品到各路的PUP上；接收RDASC的部分信息从而监视和控制雷达运行；同时可以在本机磁盘存放基数据，存放路径可通过适配文件addedcfg.txt查阅、修改。 2.UCP的安装与设置 （1）双击安装程序“RPG(SA) Setup.exe”开始安装，一 直点击“next”（下一步），直到选择安装路径时，其默认 的安装路径是D:\RPG，可以通过“Browse”命令按钮打 开对话框修改。如右图： （2）输入RDASC计算机的网络名，默认是RDA，直接点击 “next”。如图5.2.2： （3）输入保存雷达状态信息和基数据的位置，默认保存在D盘（如左下图）。资料保存路径等设置亦可在安装结束后通过UCP所在的安装路径D:\RPG 10.8.1.S.C\下的参数配置文件addedcfg.txt中修改，其内容如右下图： （4）点击“next”，选择典型安装（Typical），再一直点击 “next”即可完成安装。 （5）软件注册。 启动UCP软件，第一次启动时，会弹出一个“RPG Program
Register”的注册框， 打开注册软件“RpgReg.exe”，出现“RPG Register （Version 10）”。如右图 把“RPG Program Register”上面的“Product Serial Number”框内的数字2181699293复制并粘贴到“RPG Register（Version 10）”的“Serial Num”栏，尔后点击“Register”按钮，即可生成注册码。如右图 再把注册码复制、粘贴到RPG注册提示框“RPG Program Register”上，点击OK即可完成安装。 （6）设置通信配置文件C:\ WINNT\Nbcomm.ini UCP生成的雷达产品如何发送到PUP产品显 示终端，是通过窄带通信配置文件Nbcomm.ini 来控制，相应地PUP也有Nbcomm.ini配置文件， 预报员通常是将RPG与PUP安装在同一台电脑， 则需要将RPG和PUP的Nbcomm.ini配置文件设 置为同一个文件，其通信配置内容如右图
雷达设备产品 雷达设备 一、指挥自动化系统 二、雷达及配套设备 （一）地面、车载雷达（二）机载、星载、弹载雷达（三）舰载雷达 通信设备产品 通信传输设备 一、通信发射机 （一）短波、单边带发射机（二）长波、超长波发射机（三）短波自适应发射机（四）其他发射机 二、通信接收机 （一）短波、单边带接收机（二）长波、超长波接收机（三）数字接收机
（四）其他接收机 三、微波通信设备 （一）微波收发通信机 （二）微波终端机 （三）微波天线、馈线 （四）其他微波设备 四、卫星应用产品 （一）卫星通信地面站天线 （二）卫星通信地面站低噪音放大器（三）卫星通信地面站上下变频器（四）卫星通信地面站高功率放大器（五）卫星通信地面站终端机（六）卫星遥感接收设备 （七）卫星导航定位接收设备（八）卫星气象接收设备 （九）其他卫星地面站和天线 五、散射通信设备 （一）散射通信终端机 （二）散射信道机 （三）散射通信天线 六、通信导航定向设备 （一）飞机通信导航定向设备
（二）航用通信导航定向设备 （三）地面通信导航定向设备 （四）其它通信导航定向设备 七、载波通信设备 （一）载波终端机 （二）载波增音机 （三）电力载波机 八、光通信设备 （一）光缆终端机 （二）光缆中继设备 （三）光纤放大器 （四）WDM波分复用器 （五）交叉联接设备 （六）其他光通信设备 通信交换设备 一、交换机 （一）程控交换机(不含移动程控交换机) 1、局用机 2、用户机 3、异步转移模式（A TM）及网络（IP）交换机 4、其他程控交换机
（二）电报交换机（三）其他交换机 二、用户接入设备（一）无线接入设备（二）电缆线接入设备（三）光纤接入设备（四）接入终端设备 通信终端设备 一、收发合一中小型电台（一）短波电台 （二）超短波电台（三）短波跳频电台（四）超短波跳频电台（五）短波单边带电台（六）其他收发合一电台二、电话单机 （一）普通电话机（二）录音电话机（三）可视电话机（四）无绳电话机（五）插卡电话机
基于DirectDraw的雷达显示终端的实现 于川，索继东，孟凡志 大连海事大学信息工程学院（116026） E-mail:yuwan1123@https://www.doczj.com/doc/9c13752000.html, 摘要：雷达显示终端作为对雷达数据的直观表述，是各种雷达系统中重要组成部分。本文讨论了PPI雷达显示器的长余辉仿真的关键技术后，提出了一种新的基于DirectDraw的设计方法，使雷达显示终端可以实时显示视频数据。方法简单灵活、易于掌握，模块通用性和可扩展性强，可移植性高，为各种其它类型的雷达显示器及杂波现象仿真的研究打下了良好的基础。 关键词：DirectDraw，雷达显示终端，雷达长余辉仿真，光栅扫描显示 1．引言 在各种雷达数据处理系统中，雷达显示终端是雷达与操作员之间直接进行交互操作的界面，是整个系统的最重要组成部分之一。在建立雷达数据处理或虚拟操作系统时，雷达显示器的仿真水平将直接影响到整个系统的效果。随着计算机、图形处理及其网络通信技术的飞速发展，各种雷达的仿真软件脱颖而出，其中传统雷达PPI雷达显示器的计算机仿真，是雷达显示逼真与否的关键技术，其数据显示的实时性又是仿真软件的主要性能指标。 传统的PPI（Plan Position Indicator）雷达靠荧光物质的余辉效应将原始回波信号显示在雷达屏幕上供人们观察。未经处理的信号质量往往很差, 主要靠专业人员的经验来辨认目标及形状。而借助于计算机进行的PPI雷达信号处理、显示、存储及模式识别等，不但可以高分辨率显示原始信号, 还可以对其进行加工处理。最基本的处理如对回波信号的恒虚警处理；对目标的跟踪，以便对于感兴趣的目标进行观察；对图形进行去噪声、锐化等, 以改善图像质量, 利于人工辨别；更高级的处理如用不同的色彩表示目标的敌我性质、目标是否活动，用图示矢量表示活动目标的速度与方向等，对重点目标还可以开窗显示。 画线方法是一种十分简单而且容易实现的长余辉仿真方法，即在屏幕上以画直线的方式画出每一角度的扫描线。当程序运行时，扫描线轨迹不断地在屏幕上转动，该方法不能无缝覆盖整个扇扫区域，产生一个辐射状的固定花纹，难以进行真实的仿真。固定扇扫点方法是在画线方法基础上改进的一种仿真方法，它虽然消除了辐射状花纹，但这种方法也存在一些问题：对于没有回波与有回波信号显示时，由于数据量的增加，造成扫描线的转速不同；数据计算和显示过程所消耗的时间降低了实时性。 在追求实时性能和逼真的显示效果同时，可以将系统内存、显示内存结合起来，利用Windows多线程、DirectDraw的多层显示技术可以实现快速的雷达全屏显示仿真。2．DirectDraw显示雷达终端的机理 DirectDraw是一种Microsoft DirectX API，它可以提供对显示处理、位图数据和非屏幕内存（off-screen memory）控制以及对其它硬件功能的快速访问[1]。 在光栅扫描显示系统中，显示屏上的每一个象素就对应显存中的一个位置。在显示器加 - 1 -
雷达数据处理步骤及效果展示 一、隧道衬砌质量检测数据处理步骤 1、打开软件RADAN，选择文件夹View→Customize→Directories； 2、打开文件File→Open(*.dzt)； 3、扫描信息预编辑：选择一段扫描剖面，切除多余扫描信息Cut，保存特定扫描剖面； 4、文件测量方向反转：打开文件，选择File→Save As ，打勾，另存； 5、距离信息编辑：（1）编辑文件头的距离信息Edit→File Header, 扫描/米[scans/m], 米/标记[m/mark]，（2）编辑用户标记，（3）距离归一化处理； 6、里程编辑：Edit→File Header →3D option→X start输入里程起点坐标； 7、水平幅度调整： Process→Horizontal scale（叠加stacking、抽道skipping、加密stretching）； 8、调整地面反射信号位置：方法有两种，（1）Edit→File Header→position(ns)，（2）Process→Correct Position→delta pos (ns)； 9、介电常数调整：利用经验或钻孔获得介电常数，通过Edit→File Header→DielConstant调整； 10、增益调整： Process→Range Gain，增益点数易选5个； 11、水平滤波： Process→FIR Filter； 12、背景去除： Process→FIR Filter； 13、一维频率滤波 Process→IIR Filter； 14、反褶积、一维频率滤波： Process→Deconvolution； Process→IIR Filter； 15、文件拼接：选择File→Append files；
智能雷达光电探测监视系统单点基本方案 一、系统概述 根据监控需求： 岸基对海3~10公里围主要大小批量目标； 主动雷达光电探测和识别； 多目标闯入和离去自动报警智能职守； 系统接入指挥中心进行远程监控管理； 目标海图显示管理； 系统能够自动发现可疑目标、跟踪锁定侵入目标、根据设定条件进行驱散、同时自动生成事件报告记录，可以实现事故发生后的事件追溯，协助事故调查。 1. 项目建设主要目的 ?为监控区域安全提供综合性的早期预警信息； ?通过综合化监测提高处置和应对紧急突发事件的指挥能力。 2. 基本需求分析： 需配置全自动、全量程具备远距离小目标智能雷达探测监视和光电识别系统，系统具备多目标自动持续稳定跟踪、多种智能报警功能、支持雷达视频实时存储、支持留查取证的雷达视频联动回放功能等；同时后期系统需具备根据用户需求的功能完善二次开发能力。同时支持后续相关功能、扩点组网应用需求。 根据需求和建设主要目的，选型国际同类技术先进水平，拥有相关技术自主知识产权，具备二次技术深化开发的海兰信数据科技股份（2001年成立，2010年国创业板上市，股票代码：300065，致力于航海智能化与海洋防务/信息化的国唯一上市企业）的智能监视雷达光电系统。该系统在国外有众多海事相关成熟应用案例，熟悉国海事、海监、海警、渔政公务执法及救捞业务需
求特点等。同时，该系统近期成功中标国近年来相关领域多套（20套）雷达光电组网项目，充分说明该系统的技术领先及成熟应用的市场广泛接受度。 3. 项目建成后的主要特点 ?全天候、全覆盖、全自动的立体化监控。该系统具备对多传感器信息融合的能力，确保对探测围雷达信息源、光电、AIS、GPS等设备信号源进行有机的融合和整合。 ?系统具备了预警、报警、实时录取回放的综合功能。任何目标物进入雷达视距时，系统即开始进行监测。目标物触碰警报规则后，指挥室获得报警信号，同时联动设备综合光电锁定警报目标，以便驱离。整个过程系统实时记录、方便随时调用回放。 ?系统技术水平国领先。该系统中创新地采用了国际先进的“先跟踪后探测”算法技术对目标进行探测和跟踪，保证了在严苛条件下满足对目标地探测与持续跟踪能力。 ?该系统采用先进的设计思想，开放灵活的系统网络架构，能够根据需求进行不同的组合和配置，系统可扩展性强。 ?维护便捷，由于采用网络架构，获得用户授权后能连接到用户网络，可以远程支援维修维护系统，从而提高维护效率，减少维护成本。 ?可靠性高，充分适应不同的海洋环境。 二、系统设备清单
文章编号：1009-8119（2005）12-0033-03 一种基于Windows系统的雷达显控终端软件设计 郝春环高梅国 （北京理工大学电子工程系，北京 100081） 摘要介绍了一种在Windows 2000下雷达显控终端软件的设计，本软件采用图形化用户界面，航迹显示具有缩放功能，且操作方便、灵活。详细介绍了图形缩放的原理及实现。 关键词显控终端，人机交互，图形用户界面 Software Design for Radar Display and Control Terminal Based on Windows System Hao Chunhuan Gao Meiguo (Electronic Engineering Department , Beijing Institute of technology，Beijing 100081) Abstrac t The paper introduces the software design for radar display and control terminal under Windows 2000 system . Using graphical user interface , the software is convenient and flexible in operation, and it has graphics zoom function for trace display. A particular description for the graphics zoom principle and method is given in the paper. Keywords Display and control terminal， Man machine interaction，GUI 1 引言 雷达显控终端是操作员与雷达系统进行交互的一个平台,主要负责显示雷达信号处理机输出的目标信息，供操作员观察，并且向信号处理机传送控制命令，实现操作员对雷达工作模式的切换和对雷达工作状态的监控。有的显控终端还负责完成雷达数据的二次处理。 近年来，随着微电子技术以及软件技术的飞速发展，人们开始大量采用通用微型计算机来完成雷达显控终端的工作。基于通用微机的数字化雷达显控终端，利用通用显卡的图形加速功能，而不需要设计专用的显示控制电路，既简化了开发过程，又明显改善了显示性能；优秀的操作系统使得显控系统更健壮，操作更方便。本文设计的显控终端软件就是运行在一台通用微机上的。考虑到显示的直观和交互的灵活，选择在Windows下开发程序。随着交互事件的日益频繁，已往面向过程的程序设计已经表现出很大的不足：交互事件的随机性使得在等待某一事件(比如鼠标操作)的发生时，会将此时发生的另一些事件丢失，从而不能保证交互的正常完成。而Windows程序是基于消息、事件驱动的，可以灵活的响应鼠标、键盘等发出的消息，可靠的完成交互任务。本文介绍的软件是在Win2000操作系统下，采用Visual C＋＋开发的。 2 系统结构 系统用一台通用微机（简称主机）来进行显控终端的处理（如图1中虚线框部分）。显控终端软件就运行在这台主机上。用来完成雷达信号处理工作的是TMS320C6x系列DSP信号处理板。DSP处理板作为一个PCI设备与主机（显控终端）接口，采用PLX9054 PCI接口芯片将DSP处理板设备映射到主机总线的地址空间。系统在DSP 的片内存储空间中开辟出一块缓冲区，用以和主机进行数据交换。雷达工作时，主机从信号处理板读取目标信息数据，经过雷达显控终端软件处理后显示在显示器上；另一方面接受鼠标、键盘传来的控制消息，产生对雷达的控制指令传送给信号处理板。
1 雷达子系统设备技术指标 （1）雷达天线 天线类型：X波段波导开缝天线 天线尺寸：≥18ft 天线增益：≥35dB 水平波宽：≤0.45°(-3dB) 垂直波宽：≥10° 天线转速：20r/min（转速可编程） 极化方式：水平线极化 付瓣电平：≤-26dB(±10°内) ≤-30dB(±10°外) 驻波比：≤1.25 马达：有保护、有告警 电源：380V/220V±10%，50Hz±5% （2）雷达收发机 发射功率：25kw 发射频率：9375±30MHz 脉冲宽度：40ns~80ns/250ns~1000ns可调 脉宽误差：≤10ns 脉冲前沿宽度：≤20ns 脉冲后沿宽度：≤30ns 重复频率：400~5000Hz可调 噪声系数：≤4dB 中放带宽：3～20MHz与脉冲宽度自适应 对数中放范围：≥120dB 镜像抑制：≥18dB
扇形发射区数：4 扇形发射分辨力：1° （3）雷达维修终端 CPU：最新双核处理器，主频率≥3.0GHz，支持二级缓存，二级缓存≥2M，处理器数量≥2 内存：≥2GB，支持ECC内存纠错技术 内存磁盘：≥120GB，接口SATA，转速≥10000rpm 主板：CPU插座与CPU匹配 内存插槽：≥3 外设接口：并口≥1，串口≥1，PS/2≥2，USB≥4显示器：液晶，17in，1280*1024 2
3雷达数据综合处理子系统设备技术指标 （1）雷达信号处理器 采样频率：≥60MHz 幅度量化：≥8bit 方位量化：≥8192 处理范围：≥30n mile（每个雷达站） 视频更新延迟时间：≤300ms 陆地掩膜单元：≤0.044° 杂波处理：相关处理、STC、CFAR及门限处理等（2）目标录取器 目标视频：数字视频（反映目标回波的大小、形状、幅度、运 动尾迹） 视频幅度：≥4bit 视频分辨力：≤3m(距离，最小值) ≤0.088°(方位，最小值) 标绘视频：计算目标的大小及轴向 最大模拟目标数：100个 （3）目标跟踪器 跟踪能力：≥700(动目标)+300(静目标) 跟踪性能：在跟踪目标航速≤70kn，跟踪目标加速度≤1kn/s， 跟踪目标转向率≤3o/s时，能保持稳定跟踪；在目 标航向和航速基本不变的情况下，当两个跟踪目标
雷达数据处理-雷达数据处理 雷达数据处理-正文 *从一系列雷达测量值中，利用参数估值理论估计目标的位置、速度、加速度等运动参数；进行目标航迹处理；选择、跟踪目标；形成各种变换、校正、显示、报告或控制等数据；估计某些与目标形体、表面物理特性有关的参数等。早期的一些雷达，采用模拟式解算装置进行数据处理。现代雷达已采用数字计算机完成这些任务。 数据格式化雷达数据的原始形式是一些电的和非电的模拟量，经接收系统处理后在计算机的输入端已变成数字量。数字化的雷达数据以一定格式组成雷达数据字。雷达数据字可编成若干个字段，每一个字段指定接纳某个时刻测量到的雷达数据。雷达数据字是各种数据处理作业的原始量，编好后即送入计算机存储器内的指定位置。 校正雷达系统的失调会造成设备的非线性和不一致性，使雷达数据产生系统误差，影响目标参数的无偏估计。为保证高质量的雷达数据，预先把一批校正补偿数据存储于计算机中。雷达工作时，根据测量值或系统的状态用某种查表公式确定校正量的存储地址，再用插值法对测量值进行校正和补偿，以清除或减少雷达数据的系统误差。 坐标变换雷达数据是在以雷达天线为原点的球坐标系中测出的，如距离、方位角、仰角等。为了综合比较由不同雷达或测量设备得到的目标数据，往往需要先把这些球坐标数据变换到某个参考坐标系中。常用直角坐标系作为参考坐标系。另外，在球坐标系中观察到的目标速度、加速度等状态参数是一些视在几何分量的合成，不能代表目标在惯性空间的运动特征。若数据处理也在雷达球坐标系中进行，会由于视在角加速度和更高阶导数的存在使数据处理复杂化，或者产生较大的误差。适当选择坐标系，可以简化目标运动方程，提高处理效率或数据质量。 跟踪滤波器跟踪滤波器是雷达数据处理系统的核心。它根据雷达测量值实时估计当前的目标位置、速度等运动参数并推算出下一次观察时目标位置的预报值。这种预报值在跟踪雷达中用来检验下一次观测值的合理性；在搜索雷达中用于航迹相关处理。常用的跟踪滤波器有α-β滤波器、卡尔曼滤波器和维纳滤波器,可根据拥有的计算资源、被处理的目标数、目标的动态特性、雷达参数和处理系统的精度要求等条件选用。α－β滤波器的优点是算法简单，容易实现，对于非机动飞行的等速运动目标,位置估值和速度估值的平方误差最小,故可对等速运动目标进行最佳滤波。对于机动飞行的目标，由于α－β滤波器描述的目标运动模型与实际情况存在差异,会产生较大的误差。为此,广泛采用一种称为机动检测器的检测装置，以便在发现目标作机动飞行时能自动调整测量周期或修改α值和β值，使跟踪误差保持在允许的范围内。同α-β滤波器不同,卡尔曼滤波器中除装有稳态的目标轨迹模型外，还设有测量误差模型和目标轨迹的随机抖动模型。因此，它对时变和非时变的目标动态系统能作出最佳线性、最小方差的无偏估计。除目标状态的估计外，卡尔曼滤波器还能估计状态估值的误差协方差矩阵。利用误差协方差矩阵可以检测目标机动，调整滤波系数，实现对机动目标的自适应滤波。 目标航迹处理早期的搜索雷达由操作员从显示器上判定目标的存在，并逐次报出目标的位置。标图员根据报告的目标数据进行标图,并把图上的点顺序连接,形成目标航迹。这个过程称为目标航迹处理。现代雷达系统的航迹处理已无需人工处理，而主要由计算机来完成。利用计算机进行数据处理的搜索雷达，称为边跟踪边扫描雷达系统。雷达测量到的离散
雷达基数据读取程序-Fortran version 敏视达公司长期以来对国家巨额投入的雷达系统采取了极为保守 的数据策略，雷达基数据格式只能通过非正常的渠道获得， 阻碍了雷达在气象业务和科研上的应用。敏视达的软件终端产品PUP采取了极为无聊的注册码策略以保障其所谓的版权，真不知这种操作设置极为不便、性能低劣 的软件有何保护的必要。 WSR98D雷达数据完全雷同与WSR88D雷达数据格式，相关的数据格式在国外众多模式和雷达处理软件中都有描述，只不过大多数是C版本，鉴于 Fortran在数值计算中的优势，在此本人提供Fortran版本的数据接口，适用于读取体扫描的基数据文件，并可使用grads直接插值绘图，为大家 提供科研上的方便。其格式与以前国家气象中心网站上所描述的数据格式完全一致。 type radar_record character*14 unused1 integer*2 Message_Type character*2 channel character*10 unused2 integer*4 radical_collect_time !! 径向资料采集的GMT时间(毫秒) integer*2 radical_collect_date !! 儒略日（Julian）表示，自1970年1月1日开始 integer*2 unambiguousRange !! 不模糊距离,单位:0.1Km integer*2 AzimuthAngle !!方位角（[数值/8.]*[180./4096.]=度） integer*2 DataNumber !! 当前仰角内径向数据序号 integer*2 DataStatus !! 径向数据状态 integer*2 ElevationAngle !!仰角 integer*2 ElevationNumber !!体扫内的仰角编号 integer*2 FirstGateRangeOfRef !!第一个强度库的距离(米) integer*2 FirstGateRangeOfDoppler !!第一个速度/谱宽库的距离(米) integer*2 ReflectivityGateSize !! 强度库长(米) integer*2 DopplerGateSize !!速度/谱宽库数 integer*2 ReflectivityGates !!强度库数 integer*2 DopplerGates !!速度/谱宽库数 integer*2 radicalnumber integer*4 coefofsys integer*2 RefPointer !!从雷达数据头到强度数据开始的字节数 integer*2 VelPointer !!从雷达数据头到速度数据开始的字节数 integer*2 SWPointer !!从雷达数据头到谱宽数据开始的字节数 integer*2 VelResolution !!速度分辨率:2=0.5m/s;4=1.0m/s integer*2 VCP !!体扫VCP模式(11,21,31,32)
第10章船用雷达终端显示器 10.1 概述 雷达接收机将天线受到的微弱目标经高频放大、混频、中频放大、检波极信号处理后，尚需提取回波中的目标信息，再在经必要的加工后直观显示于显示器上，此过程由雷达终端来实现。现代雷达终端显示的基本内容含：目标数据的录取、数据处理及目标航行状态的显示的典型组成框图如图10－1所示。 图10－1 船用雷达终端的典型组成简框 图0－1中，“目标录取”用于实现对来自雷达录取机的雷达目标回波存在的确认，并提取目标的方位、距离、航速等信息：“数据处理”完成目标数据的关联、航迹处理、数据滤波跟踪；方位角编码完成天线瞬间方位角数据的提取机其极坐标转换成直角平面坐标，“显示系统”完成目标的位置、运动状态及其它信息的显示。 10.2 船用雷达显示器件 船用雷达终端显示器采用的显示器件有两大类；磁偏转阴极射线管﹙CRT﹚和液晶显示器﹙LCD﹚,终端显示器有多种扫描方式工作：对传统船用雷达CRT显示器，常采用径向园扫描方式；对现代船用雷达LCD显示器，常采用光栅扫描显示方式。 按照需要显示的信息类型，可分为“一次信息”和“二次信息”显示。 10.2.1 阴极射线管CRT（Cathode Ray Tube） 船用雷达要求使用具有余辉、亮度大、聚焦好、屏面尺寸大及磁偏转的CRT，以适应在宽阔海域中能得到较好的图像分辨力、清晰度及亮度画面的观测要求。 雷达显示器常用的CRT有三类：静电式：电子束聚焦，由管内极板间静电场完成电子束偏转，简言静电聚焦、静电偏转CRT，常用于军用A型显示器，也常见于实验室的普通示波管；磁式：电子束的聚焦与偏转均由装在管颈外的线圈流入电流产生的磁场完成，传统船用雷达常用；混合式：静电聚焦、磁偏转，因其具有供电方便、消耗功率小、结构简单、偏转灵敏度高等诸如优点。船用雷达常被广泛采用的是混合式CRT。
雷达显示器的原理和分类 刘京铭7022013066雷达显示器最常用的显示器件是阴极射线管。在传统的雷达图像上，回波信号可对光点进行偏转调制或亮度调制。与天线扫描和发射机输出同步的扫描电压把光点置于适当位置，其结果是一个或几个参数如距离、方位或仰角便描绘在荧光屏上。荧光屏的发光颜色、发光效率和发光的储存时间或余辉时间，与荧光物质的性质有关。余辉的积累作用能大大提高操纵员在噪声或杂波中分辨目标的能力。短余辉荧光物质用于显示快速变化或重复频率高的信号；长余辉荧光物质用于显示重复频率低的信号或记录目标的轨迹。现代荧光物质的余辉时间，可以从小于1微秒到大于1分钟。 雷达所探测空域的全部信息很多,包括目标位置,目标运动参数、目标自身的各种特征参数、雷达周围环境情况等。在实际应用中往往根据雷达的不同用途，显示其中某些内容，而且，一部雷达经常需要几种显示器配合使用。雷达显示器的类型很多，常见的画面格式有十余种，按显示的坐标数目分为一度空间显示器、二度空间显示器和三度空间显示器三类。①一度空间显示器：又称距离显示器，采用偏转调制。其基本型式有A型显示器和J型显示器。A型显示器的标尺若为扩展型，称R型显示器。此外，还有K型、L型、M型、N型等，它们都是A型的变型。K型、L型和N型显示器能粗略指示二度空间信息。②二度空间显示器:采用亮度调制。其基本型式有极坐标的P 型显示器和直角坐标的B型显示器。在二者基础上演变而来的还有
C 型、 D 型、 E 型、 F 型、 G 型、 H 型和 I 型。D 型、G 型和H 型能粗略指示三度空间信息。③三度空间显示器:在一个荧光屏上同时进行两种型式的显示，可显现三度空间信息。仰角位置显示器（EPI ）是三坐标显示器的一种，它用水平轴表示距离，垂直轴分成两段分别表示方位和仰角，形成B 型和E 型两种显示。二次显示受计算机控制，可提供更多的不同画面格式。它既可进行图形显示，也可进行字 符显示。常见的一种型式是情况显示器。 雷达终端显示器根据完成的任务可分为: 距离显示器、 平面显示器、 高度显示器、 综合显示器等。 1. 距离显示器(一维显示器） 常用的距离显示器有三种基本类型。其画面如图4.1 所示 , 其中(a)为A 型显示器, (b)为J 型显示器, (c)为A/R 型显示器。 主波回波A 型显示器J 型显示器 主波回波