2004年5月第26卷 第5期
系统工程与电子技术Systems Engineering and Electronics
May 2004Vol 26 No 5
收稿日期:2002-12-18;修回日期:2003-06-04。
作者简介:薛峰(1976-),男,博士研究生,主要研究方向为雷达系统,时空信号处理技术。
文章编号:1001 506X(2004)05 0690 04
多目标雷达数据处理中的数据结构
薛 峰,高梅国
(北京理工大学电子工程系,北京100081)
摘 要:针对一个合理的数据结构对于有效的雷达数据处理的重要性,通过对多目标雷达数据处理算法的研究,综合了雷达数据处理算法 滞后判定法和空间矩阵法的优点,提出一种高效的链表数据结构与相应的双回流算法流程,使相对独立的多目标雷达数据处理算法(滞后判定法和空间矩阵法)有机地结合为一体。经实践验证,该数据结构与流程结构有效、可行。
关键词:多目标;数据处理;数据结构
中图分类号:TP391.9 文献标识码:A
Study of radar multi target data processing and data structure
XUE Feng,GAO Mei guo
(De p a rtment o f Electron ic Engineering,Bei j ing Institute o f Technology ,Beijing 100081,Ch ina)
Abstract:A suitable data struc ture is si gnificant to radar data proce ssing.By discussing algorithms of multi targe t
data processing of rada r,two kinds of algorithms (decision dela y and space ma tri x)advanta ges are synthesized,then an effective data structure and double circumfluence procedure a re proposed,which make s these relatively una ttached methods one uni t.Pro gra mming practice proves that the data structure and flow structure are practical and effective.
Key words:multi ta rge t;data processing;data structure
1 引 言
雷达数据处理是包括目标点迹处理、相关处理、航迹处理、输出处理等功能在内的一个复合处理过程,最终目的是稳定跟踪和显示真实目标,有效抑制或消除杂波、干扰等非真实目标。长期以来,人们总结出许多有关雷达数据处理的成熟算法。这些算法的性能同处理过程中所使用的信息量成正比,单凭某一种滤波、自适应波门算法还是很难处理多目标相关的情况,对此已经出现了滞后判定[1],即延迟判决时刻,待获得更进一步的信息后再作判决,以提高判决正确率;多目标相关处理的工作量很大,传统的方法 穷举法就显得捉襟见肘,为此出现了旨在降低多目标相关处理的工作量的算法,如空间矩阵法[2]
。然而这些算法都是相对孤立地提出的,所引入的思想在编程实现上都有较大的难度,如何能有效地实现上述性能优秀的算法,完成雷达数据处理的各项功能,编写出高性能的雷达数据处理软件系统就成为新的问题。
2 滞后判定法与空间矩阵法
2 1 滞后判定法
在多目标及杂波环境中,雷达接收到的量测(也可称为点迹)并非都是来自感兴趣的目标,因此很难准确地判断量测与
目标的一一对应关系。不论采用何种算法,要求在本次关联就得到正确判断是比较困难的,若滞后几个相关周期,待得到更多的量测后再去判断本次关联,正确率就会提高很多。 在滞后判定法中,不再区分是一个量测落入多个目标波门中还是一个波门中有多个量测,也不区分量测的性质,而是把着眼点只放在目标上,将所有的情况归为在目标波门中 没有出现量测;!出现一个量测;?出现多个量测。图1中的三角表示实际的量测;圆圈表示以某种算法得到的目标预测点迹;以预测点为中心的矩形区域是相关域(目标波门)。图1表示的是两个目标临近时的情况,目标1的航迹与目标2的航迹交汇时,两者的量测很容易出现在对方的相关区域中。实边框的矩形区域为航迹1(目标1的航迹)的相关域;点划线边框的矩形是航迹2(目标2的航迹)的相关区域。在航迹1的波门中出现了两个量测,在此刻很难判断出哪一个量测是正确的,故此可以暂且对两个量测都进行相关处理。因只有真实的航迹会向前继续延伸下去,所以由正确的相关得到的下一个相关区域中会出现新的量测,而由错误相关得到的相关域(虚线边框矩形)就不会再次获得相关,这样就可以得到一个初步的判断。为了避免随机因素的影响,可以将最终的判决推迟N 步(N #1),当某条航迹连续N 次丢失目标,即判定该航迹?死亡%。一条航迹的死亡对应两种情况:一个真实目标消失;一条因N 步前的一个错误相关而
产生的航迹显示出其错误的本质。在这时作出最终判决,其正确性将提高很多,根据这个最终判决对N 步前的相关处理加以调整,舍弃错误的,
保留正确的。
图1 滞后判定示意
2 2 空间矩阵法
在雷达终端处理中,相关处理的数据运算量非常大,会严重影响雷达数据处理的性能。空间矩阵法则能有效地避免无意义的相关,节省宝贵的时间。
所谓空间矩阵就是用一个二维数组SPAC E [A ][I ]将探测到的目标进行注册,相关处理时直接按照SPACE [A ][I ]的信息来确定一个量测究竟应该和哪些目标进行相关处理。空间矩阵SPACE [A ][I ]的第一维A 对应于方位信息,即将雷达搜索的空域以一定的方位分辨率划分为A 个小区,如图2所示。每个区域容纳的目标数上限为I ,这样一个空间矩阵能够注册的目标总数为A &I ;空间矩阵的每个元素SPAC E [a][i]存储的内容是目标的索引信息(比如指针)。根据目标当前相关区域中心的方位角,判断目标落在哪一个空间区域,若落在2号区,就在S PACE [2][i]中存入图2 空间矩阵示意该目标的索引,i 的值则按照在该区注册的目标数目而依次递增。对一个出现在区域1中的量测进行相关处理时,只需要对区域1和相邻区域0及2中注册的目标进行相关处理即可,因区域1中的量测不可能和更远的区域有相关联的关系。需
要强调的是,这样一个空
间矩阵的内容每过一个相关周期(雷达天线旋转360?的时间)就
要更新一次,按照每个目标当前的方位重新注册。
3 雷达数据处理中的数据结构
作为一个功能软件(程序),有什么样的算法就要配备相应的数据结构,算法复杂程度与数据结构的复杂程度是相辅相成的。图3是雷达数据处理的基本框图,其中包括点迹预处理、数据关联、航迹的起始与终止、跟踪率波、相关波门及航迹的显示与存储6个功能模块,所需要的数据结构必须能够兼顾到这6
个方面。
图3 雷达数据处理的基本框图
结合雷达数据处理的6个基本功能模块,以链表为基本组成元素,设计如下数据结构。
图4所示的数据结构中主要有4种链表,其主要功能为:
目标链 记录每一个目标航迹上的一个个点迹。
目标链首链
注册所有出现过的目标,统计观测结果。目标链尾链注册?存活%目标,求取相关波门、数据相关、跟踪率波。
目标报告链
提交探测到的目标。
图4 雷达数据处理的数据结构
其中目标链、目标链首链和旧目标链尾链三者是相互铰
链的,目标报告链与新目标链尾链独立使用。之所以有新旧两条目标链尾链是因为在雷达数据处理过程中目标链的尾部在不断变化,需要通过新旧两条目标链尾链不断地交替更迭以跟踪出现的目标。这5条链有着不同的结构,分别承担着不同的功能。 (1)目标链节点 struct TRACING {
float m -Angle -Target;//点迹方位float m -Range -Target;//点迹距离float m -Fd -Target;//多普勒频率
((((((//((((
数据变量
TRACING *previous;//指向前级节点的指针TRACING *next;//指向后级节点的指针
TRACING *Vice1;
//指向后级节点的指针
TRACING *Vice2;
//指向后级节点的指针TRACING *Vice3;
//指向后级节点的指针
指针
变量
};
目标链节点分为两部分,一部分是存储信息的数据变量;一部分是起链接作用的指针变量。数据变量不用更多的解释,需要说明的是指针变量比标准的链表结构中的指针变量多了许多,这主要是结合雷达数据处理的具体功能而做出的改进,指针previous
)
691)第26卷 第5期多目标雷达数据处理中的数据结构
用以存储本节点在目标链上前一节点的指针,为的是能够从目标链的末端向前追溯,这一功能在计算相关波门和雷达显示上要用到;指针next以及Vice1、Vice2和Vice3都是用以存储与本节点相关的后续节点的指针,而除next指针以外又增加了3个副指针就是为了解决在一个相关域中出现一个以上量测的多相关问题的,也就是说这样的节点最多能存储相关域中的4个点迹。至于要定义几个副指针可视观察环境而定,如果环境比较?干净%,定义一个就足够了,观察环境比较复杂时就需要定义较多副指针。
(2)目标链首链节点
struct TARGETHEAD-CHAIN
{
unsi gn ed short m-Head In dex;//目标链首链索引值TRACIN G*p Head;//指向一条目标链首节点
的指针
T ARGE THE AD-C HAIN*next;//指向目标链首链下一节
点的指针
};
(3)目标链尾链节点
struct TARGETTAIL-C HAIN {
unsi gn ed short m-TailInd ex;//目标链尾链索引TRACIN G*p Tail;//指向一条目标链末节
点的指针
T ARGE TT AIL-C HAIN*next;//指向下一节点的指针
float m-Del taX;//相关波门数据float m-Del taY;//相关波门数据(((((((((//((((
!
B OOL m-IsAbout;//目标相关标记
B OOL m-Alive;//目标存活标记unsigned m-Lost;//目标连续丢失次数
?
};
目标链尾链参与的功能比较多,其结构也相应比较复杂,主要有如下3部分数据。
组建目标链尾链的一些必要的链接数据;
!存储本目标链尾链节点标识的目标的相关域(波门)的数据;
?标记相关处理结果的数据。
(4)目标报告链节点定义
struct TARGETFOUND
{
float m-Angle-Target;//目标量测的方位角float m-Ran ge-Target;//目标量测的距离
float m-Fd-Target;//目标量测的多普勒频率B OOL m-Is Ab out;//本目标量测获得相关与
否的标示
TARGE TFOUND*next; //指向目标报告链下一节
点的指针
};
以上这4个结构体就构成了一个雷达数据处理系统的
数据基础,但具体的雷达数据处理系统还有着各自具体的特
点,数据结构的定义中会有一些反映其自身特点的数据变
量,所以本文所给出的只是数据结构的基本构成。
4 改进雷达数据处理过程
图5是与本数据结构相结合的处理过程图,它分为两个
过程:扫描过程与正北过程。扫描过程是指从目标缓冲区中
取出探测到的目标(量测)进行点迹预处理、数据关联、航迹
的起始、跟踪率波及显示等一系列处理过程,扫描过程运转
在较高的频率上;正北过程要完成航迹的延续与终止、求取
相关波门以及调整空间矩阵等处理过程。之所以取名?正
北%是因为雷达天线的方位扫描周期同雷达数据处理的相关
周期是一致的,因此就利用正北脉冲信号作为该过程的触
发,因此取名正北过程。
图5 雷达数据处理过程
(1)目标录取
目标录取模块是该雷达数据处理过程的起点,相当于图3
中点迹预处理模块。图中实边框大箭头表示目标(量测)信息来
源,输出为新目标数据包,数据包的载体就是目标报告链。
(2)目标相关跟踪率波
目标相关跟踪率波模块对新目标数据包进行数据关联
与跟踪率波的处理。在该处理过程中,就用到空间矩阵作为
指引,进行相关匹配运算,对应于图3中数据关联与跟踪率
波两模块。该模块的输出剩余目标的载体依然是目标报告
链,只不过是在目标相关跟踪率波处理过程中在链条上对每
个节点的成员变量m-Is About进行了相应的赋值,标注为未
获得相关的目标就是剩余目标。
(3)添加新目标
添加新目标模块将把剩余目标进行注册,即生成目标链
节点以及在目标链首链与新目标链尾链中对应的注册节点,
同时还完成释放目标报告链的任务,该功能对应于图3中航
迹的起始。
(4)显示过程
显示过程模块则根据旧目标链尾链和新目标链尾链把
最新的情况显示出来,该模块对应图3中航迹显示。至此, )
692
)系统工程与电子技术2004年
一个完整的扫描过程就完成了。经正北方向判断模块决定是否已完成一个相关周期,不是则继续进行扫描过程,是则进入正北过程。
(5)处理未相关目标
处理未相关目标模块的功能是处理在本相关周期中旧目标链尾链中注册的未能获得相关的目标。由于种种偶然原因可能使一个真实的目标没有被探测到,或者是一个由于虚警而出现的目标没有获得后续相关,对此可建立判定准则[4]:当目标连续丢失次数小于3时用预测值代替目标本周期的量测,并以此进行下一步的预测计算;当目标连续丢失次数超过3时,就判定该目标终止,若再次出现目标,一律按照新目标处理。
(6)新旧目标链尾链合并
经过处理未相关目标模块后,旧目标链尾链上注册的所有目标链或者增长了一个(或并列多个)节点,或者就此终止,见图6。为了跟踪目标的动向,需要把旧目标链尾链中注册的仍然?存活%的目标的末节点重新注册在新目标链尾链中,作为下一相关周期的旧目标链尾链,在新一轮的旧目标链尾链中将不再存在已经终止的目标的节点,这样处理未相关目标与新旧目标链尾链合并两模块就完成了图3中航迹的终止功能,同时也实现了相关处理中的滞后
判定。
图6 新旧目标链尾链合并示意
(7)释放旧目标链尾链
释放旧目标链尾链模块的作用就是在新旧目标链尾链合并后,将旧目标链尾链所占用的内存释放掉。
(8)预测相关波门
预测相关波门模块将沿着合并所得旧目标链尾链对每一条航迹进行相关波门的计算。因目标链中定义了指向前一节点的指针,所以不论用什么样的算法,都可通过目标链尾链得到足够的信息。
(9)调整空间矩阵
经过预测相关波门模块处理后,旧目标链尾链中已经有了各个目标下一相关周期的相关区域的信息,调整空间矩阵模块即可按照各个相关域中心位置的方位角重新在空间矩阵中对号入座,而空间矩阵原先的内容全部废除。至此整个正北过程的功能就全部完成,
重新进入扫描过程。图7 双回流结构
整个处理过程是一个双回流结构(见图7),两级回流以不同的速度运转,雷达数据处理的基本过程的功能合理分配在?扫描回流%和?正北回流%中,自然而然地实现了目标的滞后判定。
5 结 论
本文介绍了两种优秀的雷达数
据处理方法 空间矩阵法和滞后判定法;同时通过对雷达数据处理过程的研究,建立和设计了完备的数据结构以及相应的双回流结构的处理流程,成功地在雷达数据处理过程中引入了空间矩阵法和滞后判定法。
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693)第26卷 第5期多目标雷达数据处理中的数据结构
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）编辑文件头内的距离信息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；
激光雷达高速数据采集系统解决方案 0、引言 1、 当雷达探测到目标后, 可从回波中提取有关信息，如实现对目标的距离和空间角度定位,并由其距离和角度随时间变化的规律中得到目标位置的变化率，由此对目标实现跟踪; 雷达的测量如果能在一维或多维上有足够的分辨力, 则可得到目标尺寸和形状的信息; 采用不同的极化方法，可测量目标形状的对称性。雷达还可测定目标的表面粗糙度及介电特性等。接下来坤驰科技将为您具体介绍一下激光雷达在数据采集方面的研究。 1、雷达原理 目标标记： 目标在空间、陆地或海面上的位置, 可以用多种坐标系来表示。在雷达应用中, 测定目标坐标常采用极(球)坐标系统, 如图1.1所示。图中, 空间任一目标P所在位置可用下列三个坐标确定: 1、目标的斜距R； 2、方位角α；仰角β。 如需要知道目标的高度和水平距离, 那么利用圆柱坐标系统就比较方便。在这种系统中, 目标的位置由以下三个坐标来确定: 水平距离D，方位角α，高度H。 图1.1 用极(球)坐标系统表示目标位置
系统原理： 由雷达发射机产生的电磁能, 经收发开关后传输给天线, 再由天线将此电磁能定向辐射于大气中。电磁能在大气中以光速传播, 如果目标恰好位于定向天线的波束内, 则它将要截取一部分电磁能。目标将被截取的电磁能向各方向散射, 其中部分散射的能量朝向雷达接收方向。雷达天线搜集到这部分散射的电磁波后, 就经传输线和收发开关馈给接收机。接收机将这微弱信号放大并经信号处理后即可获取所需信息, 并将结果送至终端显示。 图1.2 雷达系统原理图 测量方法 1）.目标斜距的测量 雷达工作时, 发射机经天线向空间发射一串重复周期一定的高频脉冲。如果在电磁波传播的途径上有目标存在, 那么雷达就可以接收到由目标反射回来的回波。由于回波信号往返于雷达与目标之间, 它将滞后于发射脉冲一个时间tr, 如图1.3所示。 我们知道电磁波的能量是以光速传播的, 设目标的距离为 R, 则传播的距离等于光速乘上时间间隔, 即2R=ct r 或 2 r ct R
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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
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脉冲压缩雷达的仿真脉冲压缩雷达与匹配滤波的MATLAB仿真 姓名：-------- 学号：---------- 2014-10-28 西安电子科技大学
一、 雷达工作原理 雷达，是英文Radar 的音译，源于radio detection and ranging 的缩写，原意为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为“无线电定位”。利用电磁波探测目标的电子设备。发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。 雷达发射机的任务是产生符合要求的雷达波形（Radar Waveform ），然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去，遇到目标后，电磁波一部分反射，经接收天线和收发开关由接收机接收，对雷达回波信号做适当的处理就可以获知目标的相关信息。 但是因为普通脉冲在雷达作用距离与距离分辨率上存在自我矛盾，为了解决这个矛盾，我们采用脉冲压缩技术，即使用线性调频信号。 二、 线性调频（LFM ）信号 脉冲压缩雷达能同时提高雷达的作用距离和距离分辨率。这种体制采用宽脉冲发射以提高发射的平均功率，保证足够大的作用距离；而接受时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲，以提高距离分辨率，较好的解决雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾。 脉冲压缩雷达最常见的调制信号是线性调频（Linear Frequency Modulation ）信号,接收时采用匹配滤波器（Matched Filter ）压缩脉冲。 LFM 信号的数学表达式： （2.1） 其中c f 为载波频率，()t rect T 为矩形信号： （2.2）
多雷达数据融合成像 硕士论文多雷达数据融合成像摘要００删０４枷舢删 咖嘲蜊嘣Ｙ２２７６１３５多雷达数据融合成像是 一种新兴的雷达成像技术，在军事上有着非常重要的作用。它可以在现有的硬件基础上，综合多部雷达的回波信号，然后运用数据相干融合的思想获得超宽带和大相干积累角 度的雷达回波信号，最终得到比单雷达成像技术更高分辨率的雷达图像。本文主要分三部分来介绍多雷达数据融合成像技术：第一部分主要介绍了多雷达数据融合成像的理论基础，包括目标的电磁散射模型的建立、模型参数的估计、多频带雷达数据相干配准、逆合成孔径雷达成像模型及逆投影法成像算法。第二部分研究了同视角多频带雷达数据融合成像技术。针对观测频带有重叠的情况，提出了基于重叠回波信号的相干配准方法；对于稀疏多子带观测的情况，必须首先对己知的两段雷达数据分别建立电磁散射模型， 然后提出基于信号模型的相干配准方法，利用相干配准后的两段数据共同建立全局信号模型，并用来填补频带上的空缺数据：最后研究了噪声对两种情况数据融合成像结果的影响。第三部分研究了多视角多频带雷达数据融合成像技术。首先给出了目标散射场的二维指数和模型，然后将极坐标空间的雷达回波数据重采样到直角坐标空间下的均匀
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多目标跟踪雷达 GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-
多目标跟踪雷达 路口存在检测方案 采用多维式扫描雷达天线和先进DSP跟踪算法，对路口单方面向最少四车道、最多八车道的车辆进行精准的存在检测或感应检测，同时还能提供精准的单车及时测度、车辆位置信息以及停止线的车流量、平均速度和占有率等交通刘统计数据。路段多功能检测，能对横向四车道八车道、纵向160米范围的大视域内车辆进行实时检测。跟踪区域内所有车辆的行为轨迹、真实量化还原路况状态，提供精准的单车即时时速度、车辆位置、车型信息，同时提供精准的断面的车流量平均车速和占有率等交通流统计数据，以及对区域内多种异常事件及时报警，为交通诱导系统和交通事件检测系统提供数据支撑，
随着城市车辆快速增长，路口的管理压力越来越大，配套的信号控制系统、交通诱导、交通仿真系统等对数据的要求也越来越高。而路口车辆存在信息是实现高效、稳定信号控制的基本要求，也是现阶段国内外主流交通信号控制系统应用最为成熟的数据模型之一。因此，交叉路口的车辆存在信息就显的尤为重要。 城市路口车辆存在检测系统通过建立覆盖路口特定位置的采集点位，配备前端感知检测，实时吧存在信息传送之信号机控制及系统，对路口信号配时，优化提供支撑。同时，公安交通管理部门可以根据车流量历史统计数据、分析路口车辆运行规律，针对性制定控制管理策略。 需求说明： 城市路口存在检测系统，主要完成路口停车线、或特定断面的车辆存在信息采集，可以及时掌握路口特定位置车流量状态，为信号机控制、交通诱导等系统提供数据支撑。 1、在城市重要路口设立和完善的存在检测点、检测各方的车流量信息。 2、建立城市的数据传输、应用接口模块。实现无缝对接信号机控制系统。 3、用户可以通过实时数据库、以及客户端管理进行查看每个路口车辆存在信息、车流量、占有率等，可以连续24时实时检测。 4、具备数据存储功能。可以作为路口管理的数据支撑。 系统说明：
地面雷达数据处理系统设计 摘要：针对目前地面雷达数据处理中存在的目标多，机动性强，地面杂波强，虚警率高等问题，采用并设计了解速度模糊、点迹凝聚、航迹处理等算法，结合软件编程技术，对信号处理后的数据进行综合处理，经过雷达外场鉴定试验测试，数据处理使雷达的发现概率、虚警率、方位距离精度、速度分辨力等指标各提高了约十个百分点。 0 引言 数据处理作为雷达系统的一个重要组成部分，可以看成是雷达信号处理的后处理过程，可以对信号处理后的数据进行筛选，并且从零星探测的小目标进行综合分析，消除由杂波、虚假目标、干扰目标、诱饵目标等造成的虚假检测，提高对目标的发现概率，降低虚警率，对目标建立航迹，并预测目标运动方向、位置的后果，其精度和可靠性都高于雷达的一次观测，改善雷达信号处理结果，使雷达的使用价值和性能得以提高。 早期的雷达数据处理方法有最小二乘法、现代滤波理论、Kalman滤波、机动目标跟踪方法等。目前对雷达数据处理的研究，特别是航迹处理部分，大多都是对付空中目标和海上目标的，这样的目标机动性不强，背景简单，容易预测航迹。而地面目标具有强机动性、情况复杂、目标种类繁多、同一范围内目标遮挡等环境干扰因素较多，这些对目标的检测、归并、凝聚、建航都提出了高的要求。需要对以前在航空和航海领域应用较多的航迹处理方法进行发展和完善，发展出适合强机动目标的改良算法。 随着信息技术的发展，雷达数据处理的研究有以下几个发展方向：弱小目标的自动跟踪，可利用帧间滤波、检测前跟踪和先进算法来提升自动跟踪性能；高速计算与并行处理；多传感器信息融合与控制一体化；搜索、跟踪、引导、识别与指挥一体化。 1 数据处理的系统设计 雷达数据处理采用计算机作为载体，通过编写数据处理软件来实现，计算机能够非常灵活地完成各种类型的数据处理工作；数据处理的软件化也能使整个雷达系统的兼容性和可扩展性更强，功能更完善，界面更友好。 数据处理软件完成的功能主要包括：采集数据(信号处理的目标数据、定北数据、定位数据)，对信号处理后的目标数据进行格式转换、点迹凝聚等优选目标数据后形成更加准确、精确的目标点迹数据；对点迹数据进行航迹处理后形成目标的航迹；把处理后的目标点迹、航迹数据进行输出。数据处理功能。 在研究和参考已有雷达数据处理算法的基础上，对模拟目标数据、同类型其他雷达试验中录取的实际目标数据进行了仿真处理，根据处理结果，对已有算法进行修改完善，以适用本雷达技术特点和指标的要求。 2 点迹形成的算法设计 由于雷达波束在连续扫描时，波束波瓣有一定宽度，至少有好几个脉冲连续扫到目标，每个脉冲都对应一个方位值，同一目标被捕捉到多次，多次捕获目标时的方位值都不同，这就造成了方位角的分裂程度较大。因此需要把一次扫描中同一目标的多个点迹凝聚成一个点迹。先在距离上进行凝聚，得到水平波瓣内不同方位上的距离值；再在方位上凝聚，可获得惟一方位估计值；然后把距离值进行线性内插获得惟一的距离估计值。 (1)同一目标在距离上的凝聚处理，需将在距离上连续或间隔一个量化单元的点迹按照式(1)求取质心，将质心作为目标点迹的距离估计值： 式中：n为目标的点迹个数；Ri，Vi分别为第i个目标点迹的距离和回波幅度值。 (2)同一目标在方位上的凝聚处理，需将在方位上相邻的点迹按照式(2)求取质心，将质心作
专业雷达数据分析模块 PCI Geomatica 高级SAR数据滤波：包括增强的Frost, Lee, Kuan 滤波功能 极化SAR数据分析：读取、分析并校准JPL aircraft SAR Stokes和散射矩阵数据. SAR 数据校准：包括生产校准的后向散射系数和雷达亮度。 SAR 数据分析：包括特征提取和变化检测 EarthView 产品系列 EarthView 套装软件提供从航天SAR数据生成高质量影像、DEM及变形图的完整的软件包。套装软件目前由四个产品组成： 1) EarthView APP v3.1 -- 完整解释为The Advanced Precision Processor，可将原始航天SAR数据转换为高质量影像产品。 2) EarthView InSAR v3.1 -- 干涉测量工作站可从处理的航天SAR影像生成DEM及变形图。CTM模块-- EarthView InSAR v3.1新增了CTM模块，CTM InSAR用来对连续性的目标进行变化监测。 3) EarthView Hypac -- 高光谱处理软件包，用来进行大数据量的高光谱图像处理。 4) EarthView Stereo v3.1 -- 三维模块应用一对SAR影像，生成区域的数字地形高程模型。产品特点 Atlantis致力于现代化其生产线，提供新水平的集成与交互操作能力、改进的易用性、常用的“look and feel”、对所有支持平台的可移植性。产品的几个主要特点包括： 1) 采用多CPU增强生产的能力； 2) 更新的生产“look and feel”以确保直观的版面、更新的设计及改进的交互生产连贯性； 3) 新的借助于硬件加速能力的可视化技术； 4) 简化的安装和授权程序； 5) 教育版，包含所有操作模式，但只支持有限数量的训练数据（注意教育版只能在Windows NT/2000下操作）。
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
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
本技术公开了一种基于无人船的雷达数据处理系统，包括数据采集模块以及数据处理模块；所述数据采集模块包括雷达传感器、遥感影像接收器、摄像模块、船体数据采集模块，所述数据采集模块将所采集的信息预处理后传输至数据处理模块；所述雷达传感器，所述雷达传感器发射电磁波对覆盖水域上的目标进行照射并接收其回波，获得目标跟踪数据并将接收到的电磁波处理为模拟信号。优点在于：本技术的数据处理模块通过模拟建模分析，计算出三维雷达数据，再通过激光雷达得到激光点云分类图、数字高程模型DEM、等高线、数字表面模型DSM、数字正射影像图DOM，最终计算出障碍物点得到障碍信息与前文所得障碍信息比对，保证最终得出的障碍信息准确无误。 权利要求书 1.一种基于无人船的雷达数据处理系统，其特征在于，包括数据采集模块以及数据处理模块； 所述数据采集模块包括雷达传感器、遥感影像接收器、摄像模块、船体数据采集模块，所述数据采集模块将所采集的信息预处理后传输至数据处理模块； 所述雷达传感器，所述雷达传感器发射电磁波对覆盖水域上的目标进行照射并接收其回波，获得目标跟踪数据并将接收到的电磁波处理为模拟信号； 所述遥感影像接收器，用于实时接收卫星下传的遥感影像，并转化为数字信号； 所述摄像模块，至少包括10个全景摄像机，其中至少50%的全景摄像机位于船体的前进方向，用于获取船体周边的视频数据，并转化为数字信号； 所述船体数据采集模块，用于获取船体的位置数据数据、船体的行驶速度数据和船体的加速度数据，并将其电信号转化为数字信号；
所述数据处理模块处理数据采集模块所传输的数据处理后得到障碍信息。 2.根据权利要求1所述的基于无人船的雷达数据处理系统，其特征在于，所述数据处理模块包括模拟建模分析： S1、通过NVIDIA Tegra K1移动处理器进行将雷达传感器所传输的模拟信号进行三维雷达数据转换； S2、通过激光雷达数据处理，得到激光点云数据分类图、数字高程模型DEM、等高线、数字表面模型DSM、数字正射影像图DOM，并将三维数据点投影到栅格地图上； 将所有栅格相对高度大于某个阈值的栅格设定为障碍物点，即得到障碍信息。 3.根据权利要求2所述的基于无人船的雷达数据处理系统，其特征在于，使用分布式计算系统存储雷达数据，通过建立MapReduce模型以云计算的方式对雷达数据进行高速处理，将处理结果与障碍信息进行比对，将一致信息输出，将不一致的信息重新导入步骤S1计算。 4.根据权利要求2所述的基于无人船的雷达数据处理系统，其特征在于，所述数据采集模块在将数据传输至数据处理模块时，按照同一时间戳为时间基准，对每路数据按各自的固有帧周期进行顺序编号，并在存储数据的同时将各路数据帧编号的对应关系存储下来。 5.根据权利要求2所述的基于无人船的雷达数据处理系统，其特征在于，遥感影像的处理步骤如下： 1)遥感影像接收器在接收遥感影像后，确定遥感影像的分辨率并截取，对截取遥感影像进行数据标注； 2)使用Canny边缘检测算法对截取的遥感影像进行预处理，通过对图像边缘进行提取，并将提取得到的图像与原图像叠加，突出航道特征，用以加速分析； 3)搭建图像分类模型，通过在对基础的网络进行分类任务的训练中，在网络的参数存留下低
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
第47卷第1期（总第183期） 2018年3月 火控雷达技术 Fire Control Radar Technol 〇7 Vol .47 No . 1( Series 183) M ar . 2018 基于锐华嵌入式实时操作系统 雷达数据处理软件设计 李浩正罗利强周游杨璇畅言 (西安电子工程研究所西安710100) 【摘要】本文通过分析国内军用软件国产化的必要性，同时通过介绍锐华嵌入式实时操作系统（Re - Works ) 软件的特点和功能， 结合从事的雷达数据处理软件工作 ，设计了一种基于 R eW oks S 喿作系 统的数据处理软件，解决了工程中雷达数据处理软件过分依赖国外商用产品带来的隐患，具有较高 的军事价值。 关键词：雷达数据处理；国产嵌入式实时操作系统中图分类号:TN 957.52 文献标志码:A 文章编号:1008-8652 (2018) 01-054-04 Designof R /d/rD /ta Processing Software B/sedonRuihua Embedded Real-time Operating System Li Haozlieng # Luo Lif^iang # Zhou Y o u , Yang Xuan # Chang Yan (Xi^an Electronic Engineering Research Institute # Xi’an 710100) A bstract ； A data processing software based on Ruihua embedded real-time operat signed by analyzing necessity of localization of domestic military software and introducing feature Reworks software and combining with work of radar data processing software ，which can be used to solve hidden trouble caused by overdependence on foreign commercial products in radar data processing software in project . It is higher military value . K e y w o rd s ； radar data processing ; homebred embedded real-time operating system ReW o k s 操作系统[1]是国内某科研机构开发设 计的嵌人式操作系统，在我国部分军用产品上已经 逐步开始推广使用，本文在分析国产化嵌人式操作 系统R e W o k s 特点的基础上，设计了一种基于Re - W o k s 的数据处理软件，数据处理软件不仅继承了 原来风河公司V xW orks 的优点，而且国产化软件提 供了更丰富的调试手段，利于软件的开发设计。 1国产化实时操作系统（ REWORKS ) 介绍 锐华嵌入式实时操作系统（R eW okS )是一款类 V x W o k s 系统，组件可裁剪，同时还兼容V x W o k s 。 〇引言 长期以来，在我军综合电子信息系统和武器系 统建设进程中，军事应用软件基本做到自主研制，但 军用关键软硬件过分依赖国外商用产品，这种不可 控的状况已成为我军战略安全的重大潜在威胁，严 重制约我军信息化武器装备体系的自主可持续发 展。目前国家正在实施自主可控战略，越来越多的 国产芯片、基础软件运用到武器装备中。在某些领 域，鉴于国产芯片与国外产品对比存在较大差距的 事实，在国产部分硬件无法满足需求的情况，可以先 实现基础软件的自主可控。 收稿日期=2018 -02-11 作者简介:李浩正（1986 -)，男，硕士研究生。研究方向为雷达数据处理。
地质雷达软件RADAN用户手册 美国地球物理测量系统公司 美国劳雷工业公司 2010年10月
RADAN处理软件安装 安装采集软件RADAN66和RADAN5，并且激活采集软件 输入软件序列号serialnumber 输入处理软件产品ID代码:radan 计算获取软件激活码 Windows7系统安装radan5 安装radan程序，找到setup.exe鼠标右键要求以系统管理员身份运行； RADAN软件第一次运行要以系统管理员身份打开。 Windows7系统调整显示效果 选择控制面板->所有控制面板项->显示->更改配色方案->windows经典->高级，对话框如下： 选择颜色 项目->桌面->颜色->设置红绿蓝
资料整理 1打测量，布置网格和测线，数据采集 2数据拷贝与备份： 从地质雷达主机把数据复制在个人电脑上，并利用2种以上存储介质对原始数据进行备份。 3野外记录整理： 整理野外记录本（包括各种参数，利用数码相机或者扫描仪 对原始纪录扫描拍照，并制作成PDF格式文件便于日后随时查看野外现场原始资料），工作照片，收集的各种第三方资料（设计图纸、设计厚度、第三方检测资料），现场钻孔资料（里程桩号、芯样实物和照片、长度）。 利用钻孔资料反算电磁波传播速度或者材料介电常数。 4数据编辑与初步整理RADAN 5资料处理RADAN 6资料解释 7图片制作 8探测报告编写
IGSSI 地质雷达探测资料处理流程图 数据备份,资料整理,资料处理,资料解释 3文件编辑---剪切 4剖面方向调整 5距离归一化 6添加起始里程桩号 7剖面水平拉伸、压缩 8调整地面时间零点 10时间深度转换 2读入数据文件 (*.dzt) 1打开RADAN 软件 11增益调整 12叠加去噪 13背景去除 14一维垂直滤波 15反褶积 16偏移归位 17希尔伯特变换 静态校正 18高程修正 频谱分析 速度分析 19剖面追加 21交互式解释
雷达信号处理及目标识别分系统方案 西安电子科技大学 雷达信号处理国家重点实验室 二○一○年八月
一 信号处理及目标识别分系统任务和组成 根据雷达系统总体要求，信号处理系统由测高通道目标识别通道组成。它应该在雷达操控台遥控指令和定时信号的操控下完成对接收机送来的中频信号的信号采集，目标检测和识别功能，并输出按距离门重排后的信号检测及识别结果到雷达数据处理系统，系统组成见图1-1。 220v 定时信号 目标指示数据 目标检测结果输出目标识别结果输出 图1-1 信号处理组成框图 二 测高通道信号处理 测高信号处理功能框图见图2-1。 s 图2-1 测高通道信号处理功能框图
接收机通道送来中频回波信号先经A/D 变换器转换成数字信号，再通过正交变换电路使其成为I 和Q 双通道信号，此信号经过脉冲压缩处理，根据不同的工作模式及杂波区所在的距离单元位置进行杂波抑制和反盲速处理，最后经过MTD 和CFAR 处理输出检测结果。 三 识别通道信号处理 识别通道信号处理首先根据雷达目标的运动特征进行初分类，然后再根据目标的回波特性做进一步识别处理。目标识别通道处理功能框图见图3-1所示。 图3-1 识别通道处理功能框图 四 数字正交变换 数字正交变换将模拟中频信号转换为互为正交的I 和Q 两路基带信号，A/D 变换器直接对中频模拟信号采样，通过数字的方法进行移频、滤波和抽取处理获得基带复信号，和模拟的正交变换方法相比，消除了两路A/D 不一致和移频、滤波等模拟电路引起的幅度相对误差和相位正交误差，减少了由于模拟滤波器精度低，稳定性差，两路难以完全一致所引起的镜频分量。 目标识别结果输出
第34卷第1期2019年2月 成都信息工程大学学报 JOUＲNAL OF CHENGDU UNIVEＲSITY OF INFOＲMATION TECHNOLOGY Vol．34No．1Feb．2019 文章编号：2096- 1618（2019）01-0007-06基于Qt 的天气雷达数据处理软件系统设计及实现 魏 玮1，高必通2，杜宇飞3，倾鹏程4，龙桂才 5(1．成都信息工程大学电子工程学院，四川成都610225;2．广东省连州市气象局，广东连州513400;3．重庆市防汛抗旱抢险中心，重庆401100;4．广东省中山市气象局，广东中山528401;5．广西壮族自治区梧州市气象局， 广西梧州543002) 摘要：在气象领域，天气雷达是观测降水过程的主要工具。随着雷达技术的快速发展，中国新一代多普勒天气雷达开始逐渐升级改造为双线偏振雷达，提供更多的雷达偏振参量，从而更充分地分析天气过程的特征，并不断提高对暴雨、龙卷和冰雹等强对流天气过程的观测和预报能力。为了适应雷达发展过渡期的需求，方便用户使用和查看不同雷达产品，设计了基于Qt 的多波段多型号雷达数据处理软件系统。最终实现反射率因子、径向速度、速度谱宽、差分反射率因子、相关系数等基本数据产品和回波顶高、组合反射率因子、垂直积分液态水等衍生产品的生成和预览功能。通过对产品效果进行验证，系统基本能满足使用需求。 关 键 词：新一代多普勒天气雷达;双线偏振雷达;Qt ;数据处理软件;基本数据产品;衍生产品 中图分类号：TN957 文献标志码：A doi :10．16836/j．cnki．jcuit．2019．01．002 收稿日期：2018-06-080引言 雷达是一种电子设备，可以向空中发射并接收返回的电磁波。由于电磁波接触到降水粒子等目标物时 会发生散射现象，部分返回到雷达并被接收，由此可计 算出目标物到雷达的距离、高度、速度及方位等信息。雷达现在广泛应用到气象观测和预报，军事和航空监 控等很多领域［1］ 。气象雷达是观测天气过程的重要工具，能够实现观测和预警暴雨、冰雹等强对流天气过程［2］ 。20世纪70年代中国就开始了天气雷达的研究 和应用，并不断建设新一代天气雷达系统业务网［3］ 。截至2016年底，新一代天气雷达业务网已初见规模， 共计有两百多部建成并投入运行，同时又将少数单偏 振天气雷达升级为双线偏振雷达，实现了约220万平方公里的近地面覆盖范围。到2020年，新一代天气雷达业务网将更加优化完善，东部和东南沿海地区基本由双线偏振雷达覆盖。此外继续开展新型气象雷达技术的研究、观测和试验，形成完善的气象雷达发展体系。 新一代多普勒雷达是单偏振的，只能发射一个方向上的偏振波，因此所能获得的雷达参量也相对较少，仅有反射率因子Z H 、 速度V 、谱宽W 3种数据。从1976年Seliga 提出双线偏振理论至今，双线偏振雷达已经在全球得到充分、快速的研究和应用［4］ 。双线偏振雷达能发射、接收水平和垂直极化方向相互正交的 电磁波，具有测量不同极化方向上回波功率和相位的功能。除可获取新一代多普勒雷达的探测量外，还能够得到差分反射率因子Z DＲ、差传播相移ΦDP 、相关系数ρHV 等与降水粒子密切相关的多个偏振参量 ［5］ 。随 着双线偏振雷达的不断发展， 更多天气过程中的关键信息变得更容易获得，从而不断提高对强对流天气过程的观测和预报能力 ［6］ 。 中国新一代多普勒天气雷达大多数为S 或C 波 段的型号，而升级改造到双线偏振雷达后发展到更多 的波段（S 、C 和X 波段）和型号，由于生产厂家不同，各型号保存的基数据格式不统一，存在差异，格式多样制约了天气雷达软件的使用范围，依据特定格式研发的软件不能被直接适用于其他格式的天气雷达［7－8］ 。 周鑫等 ［9］ 放弃常规天气雷达应用软件的设计方式， 使用相关的地理信息系统软件进行了研发、设计。楚志刚 ［10］ 提出了多种天气雷达基数据格式的兼容方法， 设计了适用多种格式的天气雷达软件，实现不同格式间的自动判断及相互转化。赵坤等［11］ 设计了一种WIN- DOWS2000/9X 系统下的实时信号处理软件，并实现 了相关产品的显示。王美娟等 ［12］ 设计了基于Linux 系统的天气雷达显示控制系统，实现了多型号雷达参量PPI 、ＲHI 、VOL 和FFT 4类扫描数据产品，以及雷达 整机状态、故障和日志的实时和非实时显示。为了使雷达应用软件可以兼容多种基数据格式，满足处于新一代多普勒天气雷达向双线偏振雷达更新换代过渡期的使用需求，设计基于Qt 的多波段多型号基数据处理
数据管理
数据编辑
数据分析
软 件 功 能
数据处理
数据解释
成果输出 显示系统 特色功能
z 数据格式转换 z 数据导入导出 z 项目管理
z 标记管理 z 时窗压缩变换 z 道间压缩变换 z 数据翻转 z 文件拼接 z 数据删除 z 数据清零
z 标记编辑——添加/删除 z 标记归一化 z 标记分割（标记等分处理） z 标记编排
任意段数据的截取以及压缩变化
测线统一方向
z 振幅谱分析 z 功率谱分析 z 相位谱分析
z 二维谱分析 z 滑动平均谱分析
z 零线设定 z 一维滤波 z 背景去噪 z 增益控制 z 滑动平均 z 二维滤波 z 小波变换
z 反褶积 z 预测水平滤波 z 微分运算 z 积分运算 z 数学运算 z 漂移去除 z 希尔伯特变换
自动进行层位追踪
z 层面解析 z 二维解释系统 z 三维解释系统
二维解释工具箱辅助在剖面上直接 圈出异常位置，由解释异常统计功 能自动导出异常相关表格
z 屏幕位图输出 z 道位图输出 z 层位输出 z 解释异常统计 z 公路评价系统 z 含水性分析结果输出
按道导出任意需要部分的图 件进行报告编写
自动导出层位厚度等信息，查 看各点层位厚度
z 变面积 z 曲线 z 彩图 z 剖面图
z 颜色设置 z 单道信息查看 z 里程桩号显示 z 时深坐标显示
z 物性识别 z 含水及孔隙率谱分
析 z 地形校正 z 速度计算
GR 地质雷达处理分析系统目前在国内外销售近 100 套，荣获地球物理协会 工程地球物理委员会唯一推荐地质雷达软件系统。GR 地质雷达软件自从 2003 年 推出，经过全国用户的使用和反馈，目前功能覆盖以下内容：数据管理系统、数 据编辑系统、数据分析系统、数据处理系统、数据解释系统、成果输出系统、显 示系统以及本软件的特色功能模块。
GR 地质雷达处理分析解释软件系统主界面
数据管理系统：本系统可兼容国内外大多数地质雷达数据格式，同时可导入自定义格式数据， 项目管理功能可方便管理工区数据，在数据处理中可随时撤销不恰当的处理方式，方便对数 据进行不同的处理以取得最好的处理分析结果。