CN112383731B - 一种雷达数据同步回放系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种雷达数据同步回放系统及方法，建设性的提出一种能够适应雷达兵演练考核评估的系统，该系统通过对雷达航迹数据、雷达终端VGA视频数据及雷达回波数据的同步回放，从多角度、多维度来准确分析雷达兵在考核过程中对雷达装备的使用情况及雷达装备的优缺点等关键问题，用以检验、评估实战环境下雷达兵的业务能力及雷达装备的作战能力。
Description
技术领域
本发明属于雷达数据处理技术领域，具体涉及一种雷达数据同步回放系统及方法。
背景技术
雷达兵实兵对抗考核评估是近年来新兴起的军事演练活动，目的是检验、评估实战环境下雷达兵的业务能力及雷达装备的作战能力。在演练活动的过程中会产生很多过程数据，如雷达航迹数据、雷达终端VGA视频数据、雷达回波数据等。然而这些数据相对独立，评估专家无法依据单一数据来准确分析雷达兵在考核过程中对雷达装备的使用情况及雷达装备的优缺点等关键问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种雷达数据同步回放系统及方法，以可视化的方式同步回放三种数据类型的方法，解决评估专家在复盘分析中能够掌握雷达兵操作情况及雷达装备的优缺点等关键问题。
一种雷达数据同步回放系统，包括雷达航迹数据回放模块、雷达终端VGA视频数据回放模块、雷达回波数据回放模块以及命令控制模块；
所述命令控制模块发起同步回放命令；
所述雷达航迹数据回放模块、雷达终端VGA视频数据回放模块和雷达回波数据回放模块接收同步回放命令，发起同步回放；
雷达航迹数据回放模块以Gmap地理信息系统为平台，标绘显示雷达航迹；雷达终端VGA视频数据回放模块采用VLC多媒体视频开发库，制作视频播放器，显示终端VGA视频数据；雷达回波数据模块利用.Net中的Graphics类，绘制雷达操作终端P显，实现雷达回波数据的动态展示。
较佳的，所述命令控制模块使用TCP/IP协议作为底层通信发起同步回放命令。
较佳的，在回放过程中，命令控制模块以心跳信号的形式定时向雷达航迹数据回放模块、雷达终端VGA视频数据回放模块和雷达回波数据回放模块发送时间校准信息，各同步回放模块计算各自当前播放时间与基准时间的时间差，并调整自身的播放进度，实现数据同步回放。
一种雷达数据同步回放方法，包括如下步骤：
步骤1、设置同步回放条件：设定同步回放时间段，将同步回放卡在一定时间范围内；然后选择所需雷达部队的所需型号雷达，生成同步回放数据条件集；
步骤2、按照同步回放数据条件集，查询满足要求的雷达航迹数据集、终端VGA视频数据文件集及雷达回波数据文件集；
步骤3、初始化同步回放数据：根据同步回放数据条件集，直接查询雷达航迹数据；对于雷达终端VGA视频数据与雷达回波数据，根据同步回放数据条件集的起始时间及文件时长计算同步回放的起始时间在文件中的位置，确定需要回放的雷达终端VGA视频数据与雷达回波数据；
步骤4、命令控制模块向雷达航迹数据回放模块、雷达终端VGA视频数据回放模块、雷达回波数据回放模块发送同步回放命令，该三个模块对查询到的需要播放的雷达航迹数据、雷达终端VGA视频数据与雷达回波数据同步进行回放；
其中，所述雷达航迹数据回放模块以Gmap地理信息系统为平台，标绘显示雷达航迹；雷达终端VGA视频数据回放模块采用VLC多媒体视频开发库，制作视频播放器，显示终端VGA视频数据；雷达回波数据模块利用.Net中的Graphics类，绘制雷达操作终端P显，实现雷达回波数据的动态展示；
较佳的，在同步回放过程中，命令控制模块采用心跳信号的形式，每间隔设定时间向雷达航迹数据回放模块、雷达终端VGA视频数据回放模块、雷达回波数据回放模块发送校准时间，各数据模块计算各自当前播放时间与校准时间的时间差，并调整自身的播放进度。
较佳的，同步回放形式包括：播放、暂停、停止以及播放进度。
较佳的，当雷达航迹数据回放模块、雷达终端VGA视频回放模块、雷达回波数据回放模块收到同步回放命令后，根据当前各自状态，向命令控制模块反馈状态信息并执行命令，状态信息包括：已开始、已暂停、已停止及回放结束。
较佳的，雷达航迹数据包括雷达航迹描述信息与雷达航迹点信息两部分内容；雷达航迹数据首先按照查询条件查询雷达航迹描述信息，然后根据描述信息中的内容查询所属航迹点信息，生成雷达航迹数据集合。
较佳的，雷达终端VGA视频数据查询，首先按照查询条件中的雷达部队与雷达型号遍历文件系统，找到存储视频数据文件的文件夹，然后按照查询条件中的时间范围解析视频文件名，查询满足条件的雷达终端VGA视频数据文件。
较佳的，雷达回波数据查询，首先按照查询条件中的雷达部队与雷达型号遍历文件系统，找到存储回波数据文件的文件夹，然后按照查询条件中的时间范围解析回波数据文件名，查询满足条件的雷达回波数据文件。
本发明具有如下有益效果：
本发明的一种雷达数据同步回放系统及方法，建设性的提出一种能够适应雷达兵演练考核评估的系统，该系统通过对雷达航迹数据、雷达终端VGA视频数据及雷达回波数据的同步回放，从多角度、多维度来准确分析雷达兵在考核过程中对雷达装备的使用情况及雷达装备的优缺点等关键问题，用以检验、评估实战环境下雷达兵的业务能力及雷达装备的作战能力。
附图说明
图1为本发明所涉及系统整体框架图。
图2为本发明所涉及的雷达数据同步回放流程图。
图3为本发明所涉及的雷达数据同步回放命令控制信息交换图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
一种雷达数据同步回放系统，包括雷达航迹数据回放模块、雷达终端VGA视频数据回放模块、雷达回波数据回放模块以及命令控制模块。使用TCP/IP协议作为底层通信，命令控制模块发起同步回放命令，其他回放模块接收并反馈状态信息，发起同步回放。在回放过程中，命令控制模块以心跳信号的形式定时向其他三个数据回放模块发送时间校准信息，各同步回放模块计算各自当前播放时间与基准时间的时间差，并调整自身的播放进度，实现数据同步回放。各个数据模块采用不同的技术手段，以可视化的方式进行展示。具体技术措施包含以下步骤：
步骤1、设置同步回放条件。同步回放条件是读取数据的根本依据，可以定时定型对某个雷达部队的装备数据进行读取回放。首先设定同步回放时间段，将同步回放卡在一定时间范围内；然后选择某雷达部队的某型雷达，生成同步回放数据条件集。
步骤2、查询同步回放数据集。同步回放数据包含雷达航迹数据、雷达终端VGA视频数据及雷达回波数据，其中雷达航迹数据存储在雷达航迹数据库中，终端VGA视频数据与雷达回波数据存储在文件系统中。按照同步回放条件集，查询满足要求的雷达航迹数据集、终端VGA视频数据文件集及雷达回波数据文件集。
步骤3、初始化同步回放数据。同步回放数据集中，雷达航迹数据按照回放条件查询出来的为精准数据，完全匹配回放条件；而雷达终端VGA视频数据与雷达回波数据为数据文件，同步回放起始时间与文件起始时间可能不同，因此需要根据文件的起始时间及文件时长计算同步回放的起始时间在文件中的位置，数据准备完毕后向命令控制模块发送反馈信息。
步骤4、同步回放命令控制。命令控制模块与各个数据模块之间采用TCP/IP协议进行通信，向其发送各类同步回放命令，各个数据模块解析命令后向命令控制模块反馈状态信息。同步回放命令包括：播放、暂停、停止以及播放进度。
步骤5、同步回放可视化显示。各个数据模块接收到回放命令后，自身对回放数据进行解析处理，并采用不同的方式进行可视化展示。雷达航迹数据回放模块以Gmap地理信息系统为平台，标绘显示雷达航迹；雷达终端VGA视频数据回放模块采用VLC多媒体视频开发库，制作视频播放器，显示终端VGA视频数据；雷达回波数据模块利用.Net中的Graphics类，绘制雷达操作终端P显，实现雷达回波数据的动态展示。
步骤6、同步回放时间校准。在同步回放过程中，由于各个数据回放模块的代码执行效率、代码复杂度的不同，导致回放时间过长时各个模块的播放进度会有少许偏差，因此命令控制模块采用心跳信号的形式，每间隔10秒向各个数据模块发送校准时间，各数据模块计算各自当前播放时间与校准时间的时间差，并调整自身的播放进度。
实施例：
如图1所示，本发明所涉及的一种雷达数据同步回放系统及方法主要包含数据存储、数据回放模块、通信总线、同步控制模块四部分。其中，数据存储是同步回放的基础，为数据回放模块提供雷达航迹数据、雷达终端VGA视频数据文件与雷达回波数据文件；数据回放模块包含雷达航迹数据回放模块、雷达终端VGA视频数据回放模块、雷达回波数据回放模块三部分，提供雷达数据的可视化显示；通信总线为命令控制模块与数据回放模块间的信息交互提供条件；同步控制模块是人机交互部分，主要提供同步命令控制以及同步时间校准。
如图2所示，本发明所涉及的一种雷达数据同步回放流程，主要包括设置同步回放条件、查询同步回放数据集、初始化同步回放数据、同步回放显示及命令控制五个环节，过程如下：
步骤1、设置同步回放条件。同步回放条件是读取数据的根本依据，可以定时定型对某个雷达部队的装备数据进行读取回放。首先设定同步回放时间段，将同步回放卡在一定时间范围内，所查询的雷达航迹数据、终端VGA视频数据与雷达回波数据都将保持在此时间范围内；然后选择某雷达部队的某型雷达，所查询的雷达航迹数据集、终端VGA视频数据与雷达回波数据都将所属该雷达部队的某型雷达，生成同步回放数据条件集。
步骤2、查询同步回放数据集。同步回放数据包含雷达航迹数据、雷达终端VGA视频数据及雷达回波数据，其中雷达航迹数据存储在雷达航迹数据库中，终端VGA视频数据与雷达回波数据存储在文件系统中。
1)雷达航迹数据查询。雷达航迹数据包括雷达航迹描述信息与雷达航迹点信息两部分内容，分别存储在Oracle数据库中的两个表内。雷达航迹点信息是雷达一次扫描航空器所产生的点信息，包含时间、航迹号、所属部队、所属雷达、经纬度等；雷达航迹描述信息是雷达第一次扫描一架航空器至最后一次扫描该航空器产生的所有点信息的总结性描述，包含发现时间、消失时间、航迹号、所属部队、所属雷达等。雷达航迹数据首先按照查询条件查询雷达航迹描述信息，然后根据描述信息中的内容查询所属航迹点信息，生成雷达航迹数据集合。
2)雷达终端VGA视频数据查询。雷达终端VGA视频数据是雷达方舱内录取雷达航迹数据的操作显示终端的录屏数据，该类数据存储在文件系统中，存储文件夹路径为部队番号->雷达型号->日期，存储文件命名按照终端VGA视频数据的起始时间-结束时间，如：20200928161123-20200928171123.avi。雷达终端VGA视频数据查询首先按照查询条件中的部队与雷达型号遍历文件系统，找到存储视频数据文件的文件夹，然后按照查询条件中的时间范围解析视频文件名，查询满足条件的雷达终端VGA视频数据文件。
3)雷达回波数据查询。雷达回波数据是雷达发射出的电磁波遇到目标物后反射、散射，被雷达接收机接收所产生的数据，该类数据存储在文件系统中，存储文件夹路径为部队番号->雷达型号->日期，存储文件命名按照雷达回波数据的起始时间-结束时间，如：20200928161123-20200928171123.dat。雷达回波数据查询首先按照查询条件中的部队与雷达型号遍历文件系统，找到存储回波数据文件的文件夹，然后按照查询条件中的时间范围解析回波数据文件名，查询满足条件的雷达回波数据文件。
步骤1、初始化同步回放数据。同步回放数据集中，雷达航迹数据按照回放条件查询出来的为精准数据，时间范围、雷达部队、装备型号能够完全匹配回放设置条件；而雷达终端VGA视频数据与雷达回波数据为数据文件，同步回放起始时间与文件起始时间可能不同，如同步回放起始时间为2020-09-28 16:25:15，而数据文件的时间范围是2020-09-2816:11:23至2020-09-28 17:11:23，同步回放起始时间在数据文件的时间范围内。因此需要根据文件的起始时间及文件时长计算同步回放的起始时间在文件中的位置，数据准备完毕后向命令控制模块发送反馈信息。
步骤2、同步回放显示。各个数据模块接收到回放命令后，自身对回放数据进行解析处理，并采用不同的方式进行可视化展示。雷达航迹数据回放模块以Gmap地理信息系统为平台，标绘显示雷达航迹；雷达终端VGA视频数据回放模块采用VLC多媒体视频开发库，制作视频播放器，显示终端VGA视频数据；雷达回波数据模块利用.Net中的Graphics类，绘制雷达操作终端P显，实现雷达回波数据的动态展示。
步骤3、命令控制。命令控制主要包括同步命令控制与同步时间校准两部分内容。
1)同步命令控制是命令控制模块与各个数据模块之间采用TCP/IP协议进行通信，向其发送各类同步回放命令，各个数据模块解析命令后向命令控制模块反馈状态信息并执行命令。同步回放命令包括：播放、暂停、停止以及播放进度。
2)同步回放时间校准是在同步回放过程中，由于各个数据回放模块的代码执行效率、代码复杂度的不同，导致回放时间过长时各个模块的播放进度会有少许偏差，因此命令控制模块采用心跳信号的形式，每间隔10秒向各个数据回放模块发送校准时间，各数据模块计算各自当前播放时间与校准时间的时间差，并调整自身的播放进度。
如图3所示，本发明所涉及的一种雷达数据同步回放命令控制信息交换示意。主要完成命令控制模块与雷达航迹数据回放模块、雷达终端VGA视频数据回放模块、雷达回波数据回放模块之间的信息交互，实现雷达数据的同步回放。其过程如下：
步骤1、控制命令交互。当雷达航迹数据、终端VGA视频数据、雷达回波数据查询完毕并初始化完成后，由命令控制模块通过TCP/IP通信总线分别向雷达航迹数据回放模块、雷达终端VGA视频回放模块、雷达回波数据回放模块发送控制命令，控制命令包括：播放、暂停、停止以及播放进度。当雷达航迹数据回放模块、雷达终端VGA视频回放模块、雷达回波数据回放模块收到控制命令后，根据当前各自状态，通过TCP/IP通信总线向命令控制模块反馈状态信息并执行命令，状态信息包括：已开始、已暂停、已停止及回放结束。
步骤2、同步回放时间校准。在同步回放过程中，由于各个数据回放模块的代码执行效率、代码复杂度的不同，导致回放时间过长时各个模块的播放进度会有少许偏差，因此命令控制模块采用心跳信号的形式，定时通过TCP/IP通信总线向向雷达航迹数据回放模块、雷达终端VGA视频回放模块、雷达回波数据回放模块发送校准时间，各数据模块计算各自当前播放时间与校准时间的时间差，并调整自身的播放进度。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种雷达数据同步回放方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、设置同步回放条件：设定同步回放时间段，将同步回放卡在一定时间范围内；然后选择所需雷达部队的所需型号雷达，生成同步回放数据条件集；
步骤2、按照同步回放数据条件集，查询满足要求的雷达航迹数据集、终端VGA视频数据文件集及雷达回波数据文件集；
步骤3、初始化同步回放数据：根据同步回放数据条件集，直接查询雷达航迹数据；对于雷达终端VGA视频数据与雷达回波数据，根据同步回放数据条件集的起始时间及文件时长计算同步回放的起始时间在文件中的位置，确定需要回放的雷达终端VGA视频数据与雷达回波数据；
步骤4、命令控制模块向雷达航迹数据回放模块、雷达终端VGA视频数据回放模块、雷达回波数据回放模块发送同步回放命令，该三个模块对查询到的需要播放的雷达航迹数据、雷达终端VGA视频数据与雷达回波数据同步进行回放；
其中，所述雷达航迹数据回放模块以Gmap地理信息系统为平台，标绘显示雷达航迹；雷达终端VGA视频数据回放模块采用VLC多媒体视频开发库，制作视频播放器，显示终端VGA视频数据；雷达回波数据模块利用.Net中的Graphics类，绘制雷达操作终端P显，实现雷达回波数据的动态展示；
在同步回放过程中，命令控制模块采用心跳信号的形式，每间隔设定时间向雷达航迹数据回放模块、雷达终端VGA视频数据回放模块、雷达回波数据回放模块发送校准时间，各数据模块计算各自当前播放时间与校准时间的时间差，并调整自身的播放进度；
所述雷达航迹数据包括雷达航迹描述信息与雷达航迹点信息两部分内容；雷达航迹数据首先按照查询条件查询雷达航迹描述信息，然后根据描述信息中的内容查询所属航迹点信息，生成雷达航迹数据集合；
所述雷达回波数据查询，首先按照查询条件中的雷达部队与雷达型号遍历文件系统，找到存储回波数据文件的文件夹，然后按照查询条件中的时间范围解析回波数据文件名，查询满足条件的雷达回波数据文件。
2.如权利要求1所述的一种雷达数据同步回放方法，其特征在于，同步回放形式包括：播放、暂停、停止以及播放进度。
3.如权利要求1所述的一种雷达数据同步回放方法，其特征在于，当雷达航迹数据回放模块、雷达终端VGA视频回放模块、雷达回波数据回放模块收到同步回放命令后，根据当前各自状态，向命令控制模块反馈状态信息并执行命令，状态信息包括：已开始、已暂停、已停止及回放结束。
4.如权利要求1所述的一种雷达数据同步回放方法，其特征在于，雷达终端VGA视频数据查询，首先按照查询条件中的雷达部队与雷达型号遍历文件系统，找到存储视频数据文件的文件夹，然后按照查询条件中的时间范围解析视频文件名，查询满足条件的雷达终端VGA视频数据文件。
5.一种基于权利要求1所述方法的雷达数据同步回放系统，其特征在于，包括雷达航迹数据回放模块、雷达终端VGA视频数据回放模块、雷达回波数据回放模块以及命令控制模块；
所述命令控制模块发起同步回放命令；
所述雷达航迹数据回放模块、雷达终端VGA视频数据回放模块和雷达回波数据回放模块接收同步回放命令，发起同步回放；
雷达航迹数据回放模块以Gmap地理信息系统为平台，标绘显示雷达航迹；雷达终端VGA视频数据回放模块采用VLC多媒体视频开发库，制作视频播放器，显示终端VGA视频数据；雷达回波数据模块利用.Net中的Graphics类，绘制雷达操作终端P显，实现雷达回波数据的动态展示；
在回放过程中，命令控制模块以心跳信号的形式定时向雷达航迹数据回放模块、雷达终端VGA视频数据回放模块和雷达回波数据回放模块发送时间校准信息，各同步回放模块计算各自当前播放时间与基准时间的时间差，并调整自身的播放进度，实现数据同步回放。
6.如权利要求5所述的一种雷达数据同步回放系统，其特征在于，所述命令控制模块使用TCP/IP协议作为底层通信发起同步回放命令。
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