CN110018459B - 星载sar回波辅助数据解析流程设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种星载SAR技术领域的星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法，包括以下步骤：(1)根据SAR装星集成测试或地面应用处理时回波辅助数据解析处理流程，划分功能模块组成；(2)基于功能模块的划分定义各功能模块的输入和输出参数，实现各功能模块之间的数据交互；(3)基于MATLAB语言function函数的形式开发功能模块，同时进行标准化封装；(4)基于已开发完成的标准化功能模块完成回波辅助数据解析流程开发。本发明解决了基于标准化功能模块的星载SAR集成测试或地面应用处理时回波数据解析流程设计的问题，打通了数据交互的问题，满足了高效自动化处理的需要。
Description
技术领域
本发明涉及星载SAR回波辅助数据解析技术领域，具体地，涉及一种星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法。
背景技术
合成孔径雷达是一种工作在微波段的主动式遥感器。它不受日照和天气条件等因素影响，可全天时、全天候对地观测成像，因而在灾害监测、环境和海洋监测、资源勘察、农作物估产、测绘和军事等方面具有独特的应用优势，具有其它遥感器不可替代的作用。
星载合成孔径雷达集成测试一般采用独立定制的专业软件进行数据转换和解析处理，通常是采用辅助数据解析分析软件，软件里可以完成辅助解析等内容，但软件里的功能实现需要手动选择数据源或进行数据剪切，并不具备数据源和处理结果之间的交互，而且也不具备自动化测试的基础，测试的效率很低，通常情况下此类软件都用于系统调试，而非集成测试。
随着合成孔径雷达卫星的不断发展，特别是高分辨率和宽覆盖的要求越来越高，一是导致数据量越来越大，特别是高分辨率合成孔径雷达形成海量数据；二是导致数据格式编排越来越复杂，数据处理的难度越来越大，同时为了保证测试的覆盖性，测试的内容和项目大大增多，也在很大程度上对测试的效率提出了更高的要求。
经对现有技术的检索，申请号为201710910101.6的中国发明专利公开了一种多工作模式的实时SAR快视系统，包括原始数据记录与分发子系统、实时解压缩及成像子系统、综合显示与分析子系统，该系统采用串行RapidIO进行通信，同时采用多个DSP并行处理的方式对雷达回波数据进行SAR条带模式、扫描成像模式、超精细模式或者滑动聚束模式的成像处理，得到SAR载荷图像数据帧，并将SAR载荷图像数据帧快速显示。但是该方案无法实现高效的SAR装星集成测试或地面应用处理，同时实现测试系统或应用处理系统的可通用性和标准化。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种基于标准化功能模块的星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法，本发明的方法基于已开发完成的标准化功能模块，以处理任务为出发点，设计相应的处理流程，实现星载SAR测试或地面应用处理的自动化和高效化。
本发明涉及一种星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法，包括以下步骤：
步骤一：根据SAR装星集成测试或地面应用处理时回波辅助数据解析处理流程，划分功能模块组成；
步骤二：基于功能模块的划分定义各功能模块的输入和输出参数，实现各功能模块之间的数据交互；
步骤三：基于MATLAB语言function函数的形式开发功能模块，同时进行标准化封装；
步骤四：基于已开发完成的标准化功能模块完成回波辅助数据解析流程开发。
优选地，所述的步骤一功能模块组成划分，根据SAR装星集成测试或地面应用处理时回波辅助数据解析流程，一是要对卫星下传的合路数据进行格式转换；二是要对各成像接收通道的回波数据中的辅助数据进行解析。
优选地，一是要对卫星下传的合路数据进行格式转换，划分为合路数据转传输通道数据功能模块、传输通道数据转成像接收通道数据功能模块；二是要对各成像接收通道的回波数据中的辅助数据进行解析，划分为回波辅助数据解析功能模块。
优选地，所述的步骤二定义各功能模块的输入输出参数，其中合路数据转传输通道数据功能模块输入参数为：卫星下传合路数据.dat、帧长检测结果数组.mat、脉冲间隔数值，输出参数为：传输通道数据数组.mat；传输通道数据转成像接收通道数据功能模块输入参数为：传输通道数据数组.mat，输出参数为：成像接收通道数据数组.mat；辅助数据解析功能模块输入参数为：成像接收通道数据数组.mat、脉冲序列数组、成像接收通道步进值，输出参数为：辅助数据解析结果数组.mat。
优选地，所述的步骤三标准化功能模块开发，首先各功能模块以Matlab语言function函数的形式进行程序开发，形成.m文件；其次进行Matlab算法改造，最后进行Matlab算法调用，Matlab引擎采用客户端/服务器计算方式。
优选地，步骤三标准化功能模块开发,进行Matlab算法改造,针对.m文件进行的，一是添加标准化函数头，function output＝function_name(input)；二是添加输入参数接口，input_parameter＝input.input_parameter；三是添加输出参数接口，output.out_parameter＝output_parameter。
优选地，Matlab引擎采用客户端/服务器计算方式,在软件中，Qt程序作为客户端向Matlab引擎传递命令与数据，并从引擎中接收计算的返回结果及数据，Matlab引擎作为服务端，其接收到相关的命令及数据后会调用并行工具箱在后台进行分布式并行计算。
优选地，所述的步骤四基于已开发完成的标准化功能模块库进行回波辅助内定标数据处理程序开发，基于通过3个功能模块的输入输出参数进行数据流设计，以满足回波辅助数据解析流程数据源和处理结果的保存。
优选地，所述的步骤四基于已开发完成的标准化功能模块完成回波辅助数据解析流程开发，首先将卫星下传的合路数据、帧长检测结果数组、脉冲序列数组作为输入参数传输至合路数据转传输通道数据功能模块，其次将经合路数据转传输通道数据功能模块处理后的传输通道数据结果数组作为输入参数传输至传输通道数据转成像接收通道数据功能模块，再其次将经传输通道数据转成像接收通道数据功能模块处理后的成像接收通道数据数组、成像接收通道步进设置值作为输入参数传输至辅助数据解析功能模块，最后将经辅助数据解析功能模块处理后的辅助数据解析结果进行保存。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明的基于标准化功能模块的星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法，包括回波辅助数据解析流程划分、标准化功能模块接口设计、全链路解析处理流程开发。实现高效的SAR装星集成测试或地面应用处理，同时实现测试系统或应用处理系统的可通用性和标准化；
2、本发明的基于标准化功能模块的星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法，重点解决了基于标准化功能模块的星载SAR集成测试或地面应用处理时回波数据解析流程设计的问题，打通了数据交互的问题，满足了高效自动化处理的需要；
3、本发明的基于标准化功能模块的星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法，对星载SAR集成测试或地面应用处理的自动化实现提供了基础，而且由于采用标准化功能模块可以实现处理流程的升级和扩展。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1为本发明回波辅助数据解析流程功能模块划分框图；
图2为本发明回波辅助数据解析流程接口关系设计图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例
本实施例中，本发明的一种星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法介绍如下：
步骤一：根据SAR装星集成测试或地面应用处理需求，对回波数据中的辅助数据解析进行功能模块组成划分；
步骤二：基于划分的功能模块定义输入输出接口参数；
步骤三：采用Matlab语言的function函数作为程序开发标准，同时对function函数的.m文件进行标准化封装；
步骤四，基于已开发完成的标准化功能模块库进行回波辅助数据解析程序开发。
接下来对本发明进行详细的描述。
回波辅助数据解析处理是卫星地面测试或地面应用处理中的重要一环，针对当前高分辨率合成孔径雷达卫星地面测试或地面应用处理的需求，以及星载合成孔径雷达高分辨率大数据量、数据类型复杂等特点，一是要根据测试需求设计能够完成单一任务的测试流程；二是基于已完成开发的标准化功能模块组合形成测试流程，能够进行模块之间的数据交互，实现自动化测试，同时具备可扩展和可替换的功能；三是以自动化测试和通用化理念为指导进行测试流程开发，注重各类数据结果的保存，以便后续数据的高效比对。
本发明涉及星载SAR地面集成测试或地面应用处理时回波数据中辅助数据解析处理，特别是多接收通道星载SAR体制的辅助数据解析处理，本发明的目的是提供一种基于标准化功能模块的星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法，本发明的方法基于已开发完成的标准化功能模块，以处理任务为出发点，设计相应的处理流程，实现星载SAR测试或地面应用处理的自动化和高效化。
基于标准化功能模块的星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法，包括以下步骤：
步骤一：根据SAR装星集成测试或地面应用处理需求，对回波数据中的辅助数据解析进行功能模块组成划分；
步骤二：基于划分的功能模块定义输入输出接口参数；
步骤三：采用Matlab语言的function函数作为程序开发标准，同时对function函数的.m文件进行标准化封装；
步骤四，基于已开发完成的标准化功能模块库进行回波辅助数据解析程序开发。
优选地，所述的步骤一对SAR装星集成测试或地面应用处理的回波辅助数据解析进行过程分解，设计分解成两块共3个功能模块，第一块是要对卫星下传的合路数据进行格式转换，功能模块为合路数据转传输通道数据功能模块和传输通道数据转成像接收通道数据功能模块；第二块是要对各成像接收通道的辅助数据进行解析，功能模块为辅助数据解析功能模块。
优选地，所述的步骤二功能模块接口定义，主要根据各功能模块之间的数据流，定义各功能模块的输入输出参数，以满足数据的正确交互。
优选地，所述的步骤三标准化功能模块的开发，各功能模块以Matlab语言function函数M文件的形式进行程序开发，采用基于组件化思想的封装技术进行标准化、通用化、可扩展、可调用的封装，实现功能模块与测试流程的接口匹配和融合。
优选地，所述的步骤四基于已开发完成的标准化功能模块库进行回波辅助数据解析处理相关程序开发，基于通过3个功能模块的输入输出参数进行数据流设计，以满足回波辅助数据解析流程数据源和处理结果的保存。
更为具体地，本发明的主要内容为：
1、回波辅助数据解析流程划分
首先将卫星下传的合路数据、帧长检测结果数组、脉冲序列数组作为输入参数传输至合路数据转传输通道数据功能模块，其次将经合路数据转传输通道数据功能模块处理后的传输通道数据结果数组作为输入参数传输至传输通道数据转成像接收通道数据功能模块，再其次将经传输通道数据转成像接收通道数据功能模块处理后的成像接收通道数据数组、成像接收通道步进设置值作为输入参数传输至辅助数据解析功能模块，最后将经辅助数据解析功能模块处理后的辅助数据解析结果进行保存。
2、标准化功能模块开发
回波辅助数据解析流程采用合路数据转数传通道数据功能模块、数传通道数据转成像接收通道数据功能模块、辅助数据解析功能模块，其中合路数据转传输通道数据功能模块输入参数为：卫星下传合路数据.dat、帧长检测结果数组.mat、脉冲间隔数值，输出参数为：传输通道数据数组.mat；传输通道数据转成像接收通道数据功能模块输入参数为：传输通道数据数组.mat，输出参数为：成像接收通道数据数组.mat；辅助数据解析功能模块输入参数为：成像接收通道数据数组.mat、脉冲序列数组、成像接收通道步进值，输出参数为：辅助数据解析结果数组.mat。
综上所述，本发明的基于标准化功能模块的星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法，实现高效的SAR装星集成测试或地面应用处理，同时实现测试系统或应用处理系统的可通用性和标准化；本发明的基于标准化功能模块的星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法，重点解决了基于标准化功能模块的星载SAR集成测试或地面应用处理时回波数据解析流程设计的问题，打通了数据交互的问题，满足了高效自动化处理的需要；本发明的基于标准化功能模块的星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法，对星载SAR集成测试或地面应用处理的自动化实现提供了基础，而且由于采用标准化功能模块可以实现处理流程的升级和扩展。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (6)
1.一种星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：根据SAR装星集成测试或地面应用处理时回波辅助数据解析处理流程，划分功能模块组成；一是要对卫星下传的合路数据进行格式转换，划分为合路数据转传输通道数据功能模块、传输通道数据转成像接收通道数据功能模块；二是要对各成像接收通道的回波数据中的辅助数据进行解析，划分为回波辅助数据解析功能模块；
步骤二：基于功能模块的划分定义各功能模块的输入和输出参数，实现各功能模块之间的数据交互；
步骤三：基于MATLAB语言function函数的形式开发功能模块，同时进行标准化封装；首先各功能模块以Matlab语言function函数的形式进行程序开发，形成.m文件；其次进行Matlab算法改造，最后进行Matlab算法调用，Matlab引擎采用客户端/服务器计算方式；
步骤四：基于已开发完成的标准化功能模块完成回波辅助数据解析流程开发。
2.如权利要求1所述的星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法，其特征是，所述的步骤二定义各功能模块的输入输出参数，其中合路数据转传输通道数据功能模块输入参数为：卫星下传合路数据.dat、帧长检测结果数组.mat、脉冲间隔数值，输出参数为：传输通道数据数组.mat；传输通道数据转成像接收通道数据功能模块输入参数为：传输通道数据数组.mat，输出参数为：成像接收通道数据数组.mat；辅助数据解析功能模块输入参数为：成像接收通道数据数组.mat、脉冲序列数组、成像接收通道步进值，输出参数为：辅助数据解析结果数组.mat。
3.如权利要求1所述的星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法，其特征是，步骤三标准化功能模块开发,进行Matlab算法改造,针对.m文件进行的，一是添加标准化函数头，function output＝function_name(input)；二是添加输入参数接口，input_parameter＝input.input_parameter；三是添加输出参数接口，output.out_parameter＝output_parameter。
4.如权利要求1所述的星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法，其特征是，Matlab引擎采用客户端/服务器计算方式，在软件中，Qt程序作为客户端向Matlab引擎传递命令与数据，从引擎中接收计算的返回结果及数据，Matlab引擎作为服务端，其接收到相关的命令及数据后会调用并行工具箱在后台进行分布式并行计算。
5.如权利要求1所述的星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法，其特征是，所述的步骤四基于已开发完成的标准化功能模块库进行回波辅助内定标数据处理程序开发，基于通过三个功能模块的输入输出参数进行数据流设计，以满足回波辅助数据解析流程数据源和处理结果的保存。
6.如权利要求5所述的星载SAR回波辅助数据解析流程设计方法，其特征是，所述的步骤四基于已开发完成的标准化功能模块完成回波辅助数据解析流程开发，首先将卫星下传的合路数据、帧长检测结果数组、脉冲序列数组作为输入参数传输至合路数据转传输通道数据功能模块，其次将经合路数据转传输通道数据功能模块处理后的传输通道数据结果数组作为输入参数传输至传输通道数据转成像接收通道数据功能模块，再其次将经传输通道数据转成像接收通道数据功能模块处理后的成像接收通道数据数组、成像接收通道步进设置值作为输入参数传输至辅助数据解析功能模块，最后将经辅助数据解析功能模块处理后的辅助数据解析结果进行保存。
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