1.雷达自动化技术
雷达的运行原理如图1.1。
图1.1 雷达原理图
雷达的基本形式是通过无线电发射装置发射一组信号,信号遇到测量物体之后会反馈一组测量信号,接收器接收到信号之后,对信号进行分析,测量物体的距离,最终锁定飞机的位置。
雷达是通过将能量发射到空间内,同时还探测到物体并反馈回信号,信号的表达不仅可以检测到零件的有无,同时还可以通过发射信号和反馈信号之间的差异确定目标的位置,雷达不仅可以在条件好的环境下检测目标,还可以在下雨、下雪、浓雾的环境下探测目标,因此雷达检测精度和长时间运行的能力非常重要。
为了能够保证飞机飞行位置的精确检测,雷达检测系统网通常会采用多雷达的方式,多雷达是通过多部雷达进行目标的检测,将不同雷达的数据进行收集、分类、相互关联、最终锁定目标的位置和省份,在整个多雷达系统数据处理过程中,主要分为三个层级,一层级是对飞机的基本信息进行处理,主要是飞机的航迹、原始数据等;二层级是飞机位置的处理,是通过检查飞机的目标、以及之间的关系、相对位置来确定飞机的位置;最后一个层级是目标空间态势估计和辅助决策,主要是对目标客观、完整的运动和飞行轨迹进行分析,确定目标的飞行数据。
2.模式匹配
模式匹配问题是一个数学模型的算法,是通过在一些列数据中查找一个字符序列。雷达技术采用模式匹配的原因是雷达数据非常庞大,需要在整个数据中查找出需要的数据,通过这种快速高效的匹配算法可以解决雷达中一些技术难题,完成对目标的精确定位。
字符匹配算法是雷达数据处理中非常常见的方法,主要分为三种方式,精确、近似、正则,通过将多个雷达数据进行匹配查找、找出一个或者多个与目标相近的字符,通过匹配算法进行匹配,对比出最相似的数据。
BF算法是最经典的匹配方式,是将数据进行一一比较,后一个数据与前一个数据进行对比,相似的留下,然后再进行下一步对比。对后续的数据逐个进行辨别,这样以此类推最终查找出最相近的字符,最终实现匹配成功,对每个雷达数据都进行比较,如果没有找到相似的目标,就视为匹配失败。
3.系统设计
对雷达系统设计研究中主要遵循以下几点:
(1)由于该技术是便于空管对飞机进行监控的,因此在设计上要具有人机交互界面;
(2)系统操作过程中要简单、灵活、技术人员或者操作人员容易理解,设计界面合理;
(3)系统功能在满足正常的业务需求前提下,还要具有功能开发性,兼容性非常强,同时还有数据收集功能,建立数据库;
(4)系统在出现故障的时候,维修人员可以快速的进行分析和维修,实现功能查找、报警信息显示等功能。
雷达系统信息融合设计上采用分布式处理方式,如图3.1。
图3.1 分布式处理系统图
该种信息处理模式中每个节点都具有单独的处理单元,不用对整个雷达数据进行集中维护,可以通过数据技术人员进行决策、将数据进行快速的融合、处理。这种结构的优点是不会因为多雷达系统中某个雷达数据出现问题而使整个系统出现问题,稳定性极强,保证飞机数据的准成性。
雷达系统的设计模型如图3.2。
图3.2 雷达数据处理系统模型图
整个系统采用的是C/S模型,在结合分布式处理方式,结构框架主要是由协议转换单元和软件两个部分组合而成,数据会通过前端PCU进行数据预处理,在通过单独处理机进行后续处理,系统能够满足16个雷达通道的信号处理,包括雷达信号的实施监控、数据的分析、数据的记录,同时系统还可以实现回放功能,便于技术人员和客户端的数据查找和确认。
结论
本文通过对航空雷达进行设计分析,分析雷达自动化运行技术,对雷达的功能、数据分析、滤波、信号等进行分析,要求雷达设计保证所有不同飞机的雷达信号转换为同一和数据,最后对数据进行分析,提取相关信息,最终得到飞机飞行的轨迹和飞行方向,监控飞机的状态,保证空中所有飞机具有单独的运行路线,不会出现同一时间内和时间段中有交集,保证飞机飞行安全。
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