通用雷达数据格式化分析与预处理系统

陈 雷 王建功 张旭 63895部队

通用雷达数据格式化分析与预处理系统

陈 雷 王建功 张旭 63895部队

各种数据处理系统对雷达数据的格式及精准率都有一定的要求，都需要对数据提前进行预处理。本文结合目前国内现用雷达的基本测量原理和数据处理程序对数据的要求，从测量数据的基本特征入手，对通用雷达数据进行分析与格式化处理，最终实现一键提交的目的；并对处理数据需求单位提交数据标注文件。

格式化预处理;Delphi;数据分析与统计

引言

随着国家电子靶场试验任务的不断拓展，参试设备单位有时同时需要几套设备的试验数据作为真值与参试设备数据进行比对，这个过程需要用靶场数据处理系统处理实现。系统对数据的格式及精准率有一定要求，需要预处理。因为各设备的测量体制及误差修正方法等因素造成试验数据的多样性和复杂性，工程软件只可以实现预处理的一部分工作，效率不高。本文对通用雷达数据进行格式化处理与统计分析，将数据预处理的效率大大提高。同时对需求单位提交数据标注文件。

1 系统原理

系统利用delphi软件编程实现。本系统中应用的delphi组件图：

图1 应用组件图

1.1 系统流程图

图2 系统流程图

1.2 异常值的判别

在试验进行时，雷达录取数据前期处于目标搜索状态，数据不连续，跳度大,甚至可能出现大段数据不为真的情况；测量雷达在跟踪目标时，如果受到大型建筑物遮挡，会造成局部测量数据异常或跟踪丢失；录取后期也存在无效数据录入的问题。这些数据应该先被排除或修正后再进行预处理，否则势必影响试验数据评估效果。

异常值的判别主要存在两种情况，即连续目标丢失与个别异常值的判别。

1.2.1 首先对大量丢失数据进行判别，判别方式：

飞行目标在飞行时，因为不可能保持静止，斜距也不可能一直保持不变，当录取数据连续多点的斜距差值为零时，就将其视为跟踪丢失。

图3 目标丢失的三种情况

1.2.2 其他异常值判别

当目标航路不是一条直线时，单存的通过五点外推法预测某一列数据的异常值可能导致从某一点开始大量正确数据的错判，而且利用极坐标量的阶差来判断数据的异常是缺乏科学依据的，可能将人为地带来误差，影响系统精度。所以本系统通过数据的直角坐标量xyz作为目标运动规律的动态模型，利用测量值的二阶差分判别异常值。因为无论飞机的航路如何，它都是做匀速或匀加速运动，单位时间的距离是可判断的，即

直至abs(Si+n- Si-1)>t(n+1) 判别点（Xi+n, Yi+n, Zi+n）为正常值

1.3 系统剔点程序框图

图4 系统预处理程序框图

1.4 异常值的纠正

雷达数据主要是以REA即极坐标格式提交，其与空间坐标XYZ的关系为：

X=R*COS(E)*COS(A);(1)

Y=R*COS(E)*SIN(A);(2)

Z=R*SIN(E);(3)

已知Pi-2( Xi-2, Yi-2, Zi-2)，Pi-1( Xi-1，Yi-1，Zi-1)为正常值，Pi( Xi, Yi, Zi)为异常值，则有公式

当REA中只有R或E或A错误时，可以利用(1)(2)(3)(4)中的个别公式结合坐标转换公式求出正常值。当REA全部错误时，则完全利用公式(1)(2)(3)(4)结合坐标转换公式可求出REA的正常值。

2 实现功能

2.1 原始数据的格式化

接收到的数据因为外试设备的不同格式往往不统一，每次要提前进行转化后再修正，虽然转化难度不高但遇到大批数据则需要反复导入导出，过程繁琐，耗时耗力。系统将以往接收到的数据格式进行集成，在导入数据时直接对其进行格式化，快捷简明。

2.2 原始数据的分析

分析数据的丢失与跳点。当录取数据连续多点（本系统设为连续20个点）的斜距差值为零时，就将其视为跟踪丢失。当录取数据的某个点或某几个点与前后数据差值明显大于n倍的正常差值时，将其视为跳点。

2.3 异常值的统计

在程序中加入计数器，记录异常数据的个数，当异常数据与总数据的比值大于10%时，数据应当视为无效（注：跟踪丢失数据排除在数据错误率统计范围内）。

2.4 原始数据预处理

对于大段丢失数据，直接剔除。对于跳点数据应用前面提出的计算方法予以恢复。

2.5 数据的试验标注提交功能

按照处理需求，系统将预处理细则与数据一并提交给下一个流程，使数据的标注传递更书面化。

2.6 处理前后试验数据的图像比对

本系统使用Tchar组件将数据预处理前后的结果通过一维序列、二维序列的形式用图像显示并打印出来，使得比对结果更直观化，也便于对数据进一步进行分析。

图5 某数据处理前后二维俯视图像对比图

3 测试结果

系统测试结果：原预处理一段跳点多或目标丢失多的某精测雷达数据，大概需时10～30分钟，应用本系统需时1～2分钟，批量预处理数据时成效明显，系统实时提供数据的完好率，数据标注文件，雷达数据处理的效率得到有效提高。系统在某试验中进行试运行，运行情况良好。

4 结束语

系统主要针对目前雷达数据处理中遇到的问题进行统计分析与预处理，进一步提高了雷达数据处理的效率与精度。该方法排除了多数情况下需人工干预才能完成异常值剔除的难题，减少了人工干预的程度，使处理方法更为科学合理。并对下一流程提交数据标注文件，使数据交接更加规范化、程序化。

[1]赛奎春,宋坤. delphi信息系统开发实例精选. 机械工业出版社.2005

[2]包国忱,等. 电子装备试验数据处理.国防工业出版社. 2002

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.059