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地面雷达数据处理的研究及C语言实现

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  摘要:信息时代的到来,越来越多的新技术、新工艺被应用于到生产、生活中,在方便人们生活的同时,促使技术能够更好地转换为生产力。其中地面雷达系统作为一项新型技术,其在运行过程中,受到地表环境复杂多变等因素的影响,其真实目标常常被淹没在噪声中。文章对地面雷法数据处理系统进行了分析,了解该系统运行各方面情况后,将C语言引入到数据处理系统中,发现C语言不仅能够降低噪声,还能够促使航迹接近真实航迹,证明地面雷达数据处理算法具有较强的可行性,值得推广。
  关键词:地面雷达 数据处理 C语言
  中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)08-0138-01
  信息时代的到来,越来越多的新技术、新工艺被应用于到生产、生活中,在方便人们生活的同时,促使技术能够更好地转换为生产力。其中地面雷达系统作为一项新型技术,其在运行过程中,受到地表环境复杂多变等因素的影响,其真实目标常常被淹没在噪声中。因此需要采用数据处理技术,对噪声进行相应的处理后,能够显著提升对运动目标的准确定位。
  1 地面雷达数据处理分析
  雷达数据处理作为一项综合性系统,由观测数据处理、航迹起始等多个模块构成。本文研究的地面雷达数据处理技术,主要是针对目标数量较多、杂波强等问题进行处理,最终实现实时性、准确性跟踪。详细来说:
  1.1 数据预处理
  一般而言,观测并非雷达的原始点,经过信号处理后,能够从数据录取器输出的点迹,如目标方位角、俯仰角等。受到雷达系统扫描环境的影响,观测活动存在诸多不确定性,如噪声大、虚假目标干扰等。因此我们需要对数据进行预处理,排除虚假航迹,为后续工作做好充分的准备。
  1.2 起始与关联波门
  针对雷达数据的处理,从功能层面上来看,波门分为起始、关联两种波门。其中前者主要是减少虚假航迹的产生,后者则主要针对准确航迹进行监测。在实际应用中,波门大小会受到预测误差、雷达测量误差等因素的影响。因此系统运行过程中,应加强对上述各项因素的分析和研究。
  1.3 基于逻辑法航迹起始
  航迹起始法在实践中,根据实际环境复杂度能够划分为两类:顺序处理法、批处理法,后者较为适合强杂波起始航迹,但对计算机资源消耗较多。因此针对雷达数据的处理,应选择合理的方法,如直观法、逻辑法等。本文主要采取逻辑法,以此来降低航迹起始成功率。
  1.4 点迹航迹互联
  系统运行过程中,受到强杂波、噪声等因素的影响出现虚假航迹。因此需要对数据进行后续观察,提取出正确的航迹。针对虚假航迹要进行排除处理。在实践应用中,针对多目标跟踪数据互联方法来说,可以从两个途径入手:一是极大似然类算法;二是贝叶斯类算法。其中常用的是最近邻域方法,对各个跟踪目标进行整理后,能够形成扇形相关波门[1]。针对波门内涉及到的每个观测点迹,可以进行统计间隔处理,选择最小点迹后,了解并掌握航迹信息。除了上述途径之外,还需要对航迹进行补点、撤销等多方面处理,最终反映出跟踪目标实际情况。
  2 C语言实现地面雷达数据处理
  众所周知,雷达系统框架设计、平台构建需要建立在硬件平台基础之上,但其功能实现需要依靠软件的支持。一般来说,常用的系统软件包括DOS、RTLinux等。针对地面雷达系统来说,其主要功能在于状态信息、点迹等信息的收集,实时性要求并不高。因此本文选择C语言满足系统功能运行需求。
  2.1 数据结构
  目前,常用的C语言有Microsoft C、Borland Turbo C等,不同的语言具备的优缺点也存在差别。C语言在系统运行中的应用,能够对输入的观测点进行数据运算。在Windows系统中,在对数据进行预处理之前,应设置相应的存储空间存储数据,主要是因为观测点迹涉及大量信息,因此定义好数据结构后能够在一定程度上提升数据处理性能、运算速度。通常来说,数据结构由多个数据元素构成,且数据之前存在非常密切的联系。根据数据之间的关系来说,数据结构物理存储方式由顺序、链式两种存储结构构成。
  2.2 数据处理结构
  我们对雷达数据处理进行仿真处理,跟踪15个运动目标,可以采取CV模型,其中10个目标为直线轨迹运动,5个为圆形轨迹,最后将这些运动轨迹进行汇总。为了与实际地表环境相连,每批次输入数据应适当添加虚假点迹信息,形成对比轨迹,为后续研究工作提供更多支持[2]。由于C语言的加入,雷达数据处理系统收集的点迹能够在Kalman滤波的影响下,减少噪声对点迹收集产生的消极影响,促使最终航迹更加真实、可靠,为相关工作提供科学依据。
  2.3 C语言与MATLAB地面雷达数据的差别
  相比较来看,C语言要想定义变量,需要定义变量的同时,明确数据类型,如果需要吊桶函数,则需要在文件中增加函数头文件。但是MATLAB更为简单,且具备较强的矩阵预算能力等,能够对矩阵进行直接赋值预算[3]。C语言仅能够定义数组。从执行效率来看,C语言执行效率更高,更适合在实践中应用和推广。
  3 结语
  根据上文所述,地面雷达数据处理系统作为科学技术发展的产物,其在定位等方面应用较为广泛。但是系统在实际运行中,常常会受到诸多不良因素的影响。因此,针对地面雷达数据处理系统来说,应充分考虑各方面影响因素,在实践中,减少干扰因素对其产生的影响,同时还应积极引进C语言,充分发挥C语言优势,促使其能够提升系统整体性能,从而为相关领域提供更多帮助。
  参考文献
  [1]沈小仑,刘先博.基于STK的地面雷达数据处理软件测试平台的设计[J].电脑知识与技术,2015,(01):15-18.
  [2]史硕,龚威,祝波,宋沙磊.基于LabVIEW实现的多光谱激光雷达数据采集与处理系统[J].光学与光电技术,2012,(06):39-42.
  [3]黄明,王晏民,付昕乐,郭明.地面激光扫描数据处理系统的设计与实现[J].测绘通报,2014,(08):55-58.
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