雷达对目标的探测、定位和跟踪主要是通过对目标回波信号的信息提取和处理实现的。在现代雷达信号处理特别是目标识别中,需要现场采集大量的雷达视频回波数据,将雷达视频回波信号实时记录下来,以分析和研究目标回波信号的各种特性,以为目标信息的提取和处理提供依据,在这些数据中,通常感兴趣的雷达视频回波信号是雷达主触发脉冲内的回波信号,根据雷达系统主触发脉冲频率、发射脉冲宽度以及量程设置,往往只需要记录雷达主触发脉冲以后的一段距离回波信号。为便于事后回放和分析数字视频信号,还需要存储与回波信号相对应的点迹、航迹、GPS等信息。
雷海雷达数据记录回放软件是公司围绕考核、训练、执法等应用场合所面临的雷达原始视频记录,点迹、航迹同步记录等“痛点”、难点问题研制,本期简要介绍该软件的功能及特点。
2、主要功能
雷海雷达数据记录回放软件基于雷海公司自有的LRP(雷达显控处理开发中间件平台)、全部采用C++语言开发,可在Windows、linux操作系统流畅运行,软件主要具有以下功能:
雷海雷达数据记录回放软件部署在具有完善的操作系统环境,因为需要大数据量的存储,因此需要文件系统支持,同时软件需要使用网络、LED、串口、IO、协处理器等资源,也需要这些设备驱动程序的支持。
雷海雷达数据记录回放软件中的驱动接口、线程调度、时戳控制、循环文件、日志、网络通信、串口通信、配置接口等均基于LRP功能实现,调用以下组件:
1)驱动接口组件:驱动接口组件主要负责同操作系统的驱动层进行交互,在本软件中,将调用网络通信、LED、串口通信、音频、时戳控制,执行打开驱动、信息获取等的操作;
2)报文处理组件:报文处理组件主要负责将原始回波、屏幕视频、音频、点迹航迹等数据解包,便于进行后续处理;
3)网络通信组件:主要负责对调用网络接口,接收TCP和UDP数据;
4)参数配置组件:主要负责软件的参数配置和读取,避免板卡断电、软件重新启动后相关参数丢失;
5)日志记录模块:主要负责对软件运行的参数进行保存,并能够支持多个级别日志的记录,支持向网络、文件、终端打印日志,并可关闭日志信息功能。
雷达数据记录回放软件包括的软件模块,组成如图1所示。
1)点迹接收模块:接收点迹信息,可以通过网络、也可以通过串口读取;
2)航迹接收模块:接收航迹信息,可以通过网络、也可以通过串口读取;
3)GPS接收模块:接收GPS信息,可以通过网络、也可以通过串口读取;
4)惯导接收模块:接收惯导信息,可以通过网络、也可以通过串口读取;
5)AIS接收模块:接收AIS信息,可以通过网络、也可以通过串口读取;
6)雷达原始视频压缩模块:因雷达原始视频数据量较大,会对通信、处理、存储造成较大压力,本模块负责对雷达原始视频进行有损/无损压缩,以达到节省资源作用;
7)同步处理模块:各种不同的数据来源均是异步通信,为更好的重演和回放,要对各种信息进行时戳的同步处理并建立索引,以便更便捷的使用;
8)循环文件存储模块:记录取证软件运行的环境磁盘空间有限,本模块的作用是提供统一接口,循环覆盖存储空间。
9)原始视频接收模块:用于通过网络接收雷达原始视频,按照触发进行,即每个触发组成一个UDP数据包,在每个触发头部包括方位码和时戳信息;

其中,雷达原始视频接收模块通过网络接收雷达原始视频,调用雷达原始视频压缩模块接口,形成压缩后视频数据,交予同步处理模块;点迹、航迹、GPS、惯导、AIS接收模块接收从网络或者串口的数据,直接送给同步处理模块;同步处理模块调用循环文件存储模块,完成写磁盘操作。
记录回放软件主界面如下图所示。通过将采集的数据进行回放,可进行进一步的数据分析、显示。

综上,雷海雷达数据记录回放软件具有小型化、轻量化、易于使用、功能齐全等优势,通过本软件记录的真实数据可回放到雷达系统,便于雷达系统进行算法处理、显示控制等流程优化,不再需要雷达天线真实设备实时开机开发射等,解决了雷达真实数据可方便、重复引入系统的痛点,给予用户便捷,符合用户需求。
6、参考文献
a)基于FPGA的多通道雷达数据回放系统设计,赵英潇,电子科技,2023
b)雷达回波数据回放和实时处理系统设计与实现,王广博,武汉理工大学
c)雷达回波数据回放系统的设计与实现,樊秀云
d)航海雷达数据高速采集回放系统设计与实现,罗来金,电子设计工程