CN110146856B - 星载sar内定标数据处理流程设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种星载SAR内定标数据处理技术领域的星载SAR内定标数据处理流程设计方法，所述方法包括以下步骤：(1)根据SAR装星集成测试内定标数据处理流程，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内定标数据处理流程开发。本发明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内定标数据处理流程设计的问题，打通了数据交互的问题，满足了高效自动化处理的需要。

Description

星载SAR内定标数据处理流程设计方法
技术领域
本发明涉及星载SAR内定标数据处理技术领域，具体地，涉及一种星载SAR内定标数据处理流程设计方法。
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内定标数据的转换和处理分析，通常是采用测试分析软件，测试分析软件里可以完成内定标数据的处理等内容，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更高的要求。
经对现有技术的检索，申请号为201711205562.X的中国发明专利公开了一种集成化星载SAR载荷的计算机，包括：主控模块、遥控遥测模块、接口扩展模块、电源模块、和背板组成。主控模块用于数据处理、定时控制、波束控制；遥控遥测模块用于接收卫星平台指令，解析分发至载荷系统各单机，指令生产和OC门控制，并采集载荷系统的温度、电压模拟量，以及数字量遥测信号；接口扩展模块包括通讯管理和接口扩展功能；背板用于为主控模块、接口扩展模块、电源模块和遥控遥测模块供电和信号的连接。但是该方案无法实现星载SAR测试或地面应用处理的自动化和高效化。
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内定标数据处理流程设计方法，本发明的设计方法是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。
本发明涉及一种基于标准化功能模块的星载SAR内定标数据处理流程设计方法，包括以下步骤：
步骤一：根据SAR装星集成测试内定标数据处理流程，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内定标数据处理流程开发。
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内定标数据处理流程，一是根据需要处理的定标种类选择对应的脉冲，；二是要对卫星下传的合路数据进行格式转换；三是要对各接收通道的内定标数据进行脉压处理。
优选地，一是根据需要处理的定标种类选择对应的脉冲，划分为定标种类筛选功能模块；二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、传输通道数据转接收通道数据功能模块、接收通道数据转复数据功能模块；三是要对各接收通道的内定标数据进行脉压处理，划分为脉冲压缩功能模块、脉压后性能评估功能模块。
优选地，所述的步骤二定义各功能模块的输入输出参数，其中定标状态筛选功能模块输入参数为：帧长检测结果数组.mat、定标种类编号数值和脉冲间隔步进值，输出参数为：定标脉冲序列数组.mat；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、定标脉冲序列数组.mat，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；成像接收通道数据转复数据功能模块输入参数为：成像接收通道数据数组.mat，输出参数为：成像接收通道复数据数组.mat；脉压处理功能模块输入参数为：成像接收通道复数据数组.mat、加权系数值，输出参数为：脉压后复数据数组.mat；脉压后性能评估模块输入参数为：脉压后复数据数组.mat、插值倍数值，输出参数为：性能评估结果数组.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，所述的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内定标数据处理程序开发，基于6个功能模块的输入输出参数进行数据流设计，以满足内定标数据处理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内定标数据处理流程开发，第一、将帧长检测结果数组、定标种类编号值、脉冲间隔步进值作为输入参数传输至定标种类筛选功能模块；第二、将经定标种类筛选功能模块处理后的定标脉冲序列数组和卫星下传的合路数据、帧头检测结果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；第三、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；第四、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作为输入参数传输至成像通道数据转复数据功能模块，紧接着将成像接收通道复数据数组、加权系数值作为输入参数传输至脉冲压缩功能模块；第五、将经脉冲压缩功能模块处理后的脉压后复数据和插值倍数值作为输入参数传输至性能评估功能模块，并对输出参数评估结果数组进行保存。
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内定标数据处理流程设计方法是基于已开发完成的标准化功能模块，包括内定标数据处理流程划分、标准化功能模块接口设计、全链路数据处理流开发，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；
2、本发明的基于标准化功能模块的星载SAR内定标数据处理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内定标数据处理流程设计的问题，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内定标数据处理流程设计方法，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为本发明内定标数据处理流程功能模块划分框图；
图2为本发明内定标数据处理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，本发明的基于标准化功能模块的星载SAR内定标数据处理流程设计方法介绍如下：
步骤一：根据SAR装星集成测试内定标数据处理流程，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内定标数据处理流程开发。
接下来对本发明进行详细的描述。
内定标数据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内定标数据处理，特别是多接收通道星载SAR体制的内定标数据处理，本发明的目的是提供一种基于标准化功能模块的星载SAR内定标数据处理流程设计方法，本发明的设计方法是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。
本发明涉及的基于标准化功能模块的星载SAR内定标数据处理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，对内定标数据处理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内定标数据处理程序开发。
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内定标数据处理进行过程分解，设计分解成三块共6个功能模块，第一块是根据需要处理的定标种类选择对应的脉冲，功能模块为定标种类筛选功能模块；第二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、传输通道数据转成像接收通道数据功能模块、成像接收通道数据转复数据功能模块；第三块是要对各成像接收通道的内定标数据进行脉压处理和性能评估，功能模块为脉冲压缩功能模块和脉压后性能评估功能模块。
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内定标数据处理程序开发，基于6个功能模块的输入输出参数进行数据流设计，以满足内定标数据处理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、内定标数据处理流程划分
首先将帧长检测结果数组、定标种类编号值、脉冲间隔步进值作为输入参数传输至定标种类筛选功能模块；其次将经定标种类筛选功能模块处理后的定标脉冲序列数组和卫星下传的合路数据、帧头检测结果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；再依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；再依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作为输入参数传输至成像通道数据转复数据功能模块，紧接着将成像接收通道复数据数组、加权系数值作为输入参数传输至脉冲压缩功能模块；最后将经脉冲压缩功能模块处理后的脉压后复数据和插值倍数值作为输入参数传输至性能评估功能模块，并对输出参数评估结果数组进行保存。
2、标准化功能模块开发
内定标数据处理流程采用定标状态筛选功能模块、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、成像接收通道数据转复数据功能模块、脉冲压缩功能模块和性能评估功能模块，其中定标状态筛选功能模块输入参数为：帧长检测结果数组.mat、定标种类编号数值和脉冲间隔步进值，输出参数为：定标脉冲序列数组.mat；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、定标脉冲序列数组.mat，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；成像接收通道数据转复数据功能模块输入参数为：成像接收通道数据数组.mat，输出参数为：成像接收通道复数据数组.mat；脉压处理功能模块输入参数为：成像接收通道复数据数组.mat、加权系数值，输出参数为：脉压后复数据数组.mat；脉压后性能评估模块输入参数为：脉压后复数据数组.mat、插值倍数值，输出参数为：性能评估结果数组.mat。
综上所述，本发明的基于标准化功能模块的星载SAR内定标数据处理流程设计方法是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；本发明的基于标准化功能模块的星载SAR内定标数据处理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内定标数据处理流程设计的问题，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内定标数据处理流程设计方法，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内定标数据处理流程设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：根据SAR装星集成测试内定标数据处理流程，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内定标数据处理流程开发；
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内定标数据处理流程，一是根据需要处理的定标种类选择对应的脉冲；二是要对卫星下传的合路数据进行格式转换；三是要对各接收通道的内定标数据进行脉压处理；
一是根据需要处理的定标种类选择对应的脉冲，划分为定标种类筛选功能模块；二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、传输通道数据转接收通道数据功能模块、接收通道数据转复数据功能模块；三是要对各接收通道的内定标数据进行脉压处理，划分为脉冲压缩功能模块、脉压后性能评估功能模块；
所述的步骤二定义各功能模块的输入输出参数，其中定标状态筛选功能模块输入参数为：帧长检测结果数组.mat、定标种类编号数值和脉冲间隔步进值，输出参数为：定标脉冲序列数组.mat；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、定标脉冲序列数组.mat，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；成像接收通道数据转复数据功能模块输入参数为：成像接收通道数据数组.mat，输出参数为：成像接收通道复数据数组.mat；脉压处理功能模块输入参数为：成像接收通道复数据数组.mat、加权系数值，输出参数为：脉压后复数据数组.mat；脉压后性能评估模块输入参数为：脉压后复数据数组.mat、插值倍数值，输出参数为：性能评估结果数组.mat。
2.如权利要求1所述的星载SAR内定标数据处理流程设计方法，其特征是，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。
3.如权利要求2所述的星载SAR内定标数据处理流程设计方法，其特征是，所述的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2所述的星载SAR内定标数据处理流程设计方法，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，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。
5.如权利要求1所述的星载SAR内定标数据处理流程设计方法，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内定标数据处理程序开发，基于6个功能模块的输入输出参数进行数据流设计，以满足内定标数据处理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内定标数据处理流程设计方法，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内定标数据处理流程开发，第一、将帧长检测结果数组、定标种类编号值、脉冲间隔步进值作为输入参数传输至定标种类筛选功能模块；第二、将经定标种类筛选功能模块处理后的定标脉冲序列数组和卫星下传的合路数据、帧头检测结果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；第三、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；第四、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作为输入参数传输至成像通道数据转复数据功能模块，紧接着将成像接收通道复数据数组、加权系数值作为输入参数传输至脉冲压缩功能模块；第五、将经脉冲压缩功能模块处理后的脉压后复数据和插值倍数值作为输入参数传输至性能评估功能模块，并对输出参数评估结果数组进行保存。
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