一種相控陣?yán)走_(dá)波束調(diào)度信息的可視化系統(tǒng)及方法與流程

本發(fā)明涉及一種相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)，尤其涉及的是一種相控陣?yán)走_(dá)波束調(diào)度信息的可視化系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

相控陣?yán)走_(dá)作為新體制雷達(dá)，被廣泛的應(yīng)用于預(yù)警雷達(dá)、靶場測量雷達(dá)、炮位雷達(dá)等領(lǐng)域。和傳統(tǒng)機(jī)械掃描雷達(dá)相比，相控陣?yán)走_(dá)具有波束掃描靈活快速、空間功率分配和時間資源分配動態(tài)可控等優(yōu)勢，因此可以在搜索的同時完成對多目標(biāo)的精密跟蹤。

目前相控陣?yán)走_(dá)波束調(diào)度信息的可視化方式主要包括以下幾類：

ppi顯示：使用距離-方位的極坐標(biāo)顯示方式，顯示波束當(dāng)前位置。

波位編排表顯示：使用表格顯示每個波束的調(diào)度時間和參數(shù)信息。

調(diào)度時序圖顯示：使用時序圖顯示一段時間內(nèi)安排的波束調(diào)度序列。

這些可視化方式對于波束調(diào)度信息的展示相對比較片面，或側(cè)重于展示波束調(diào)度的實時信息，或側(cè)重于展示波束調(diào)度的預(yù)先編排，卻忽視了波束編排與實際調(diào)度之間的差異，也沒有深挖波束調(diào)度結(jié)果與雷達(dá)資源之間的關(guān)系。用戶無法通過目前的可視化方式，一眼掌握當(dāng)前雷達(dá)波束調(diào)度的整體狀態(tài)。

由于相控陣?yán)走_(dá)具有靈活的波束調(diào)度能力，因此需要一種波束調(diào)度信息的可視化方法，以便更好地觀察波束調(diào)度信息，實時的顯示波束調(diào)度實際執(zhí)行情況和雷達(dá)資源分配情況，從而分析任務(wù)執(zhí)行失敗的原因并動態(tài)調(diào)整任務(wù)規(guī)劃。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種相控陣?yán)走_(dá)波束調(diào)度信息的可視化系統(tǒng)及方法，解決現(xiàn)有相控陣?yán)走_(dá)波束調(diào)度信息可視化中存在的問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明的一種相控陣?yán)走_(dá)波束調(diào)度信息的可視化系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)通信模塊、波束指向可視化模塊、波束調(diào)度可視化模塊、資源統(tǒng)計可視化模塊、任務(wù)調(diào)度反饋模塊；

所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊，通過網(wǎng)絡(luò)接收波束調(diào)度信息，解析后轉(zhuǎn)發(fā)給波束指向可視化模塊、波束調(diào)度可視化模塊、資源統(tǒng)計可視化模塊；

所述波束指向可視化模塊，實時顯示雷達(dá)波束在空間上的位置分布；

所述波束調(diào)度可視化模塊，顯示波束的時序編排以及每個波束在實際執(zhí)行時的偏差；

所述資源統(tǒng)計可視化模塊，通過餅圖和折線圖的方式顯示不同類型資源的實時使用比例以及歷史變化情況；

所述任務(wù)調(diào)度反饋模塊，根據(jù)當(dāng)前資源使用情況給出任務(wù)調(diào)度方面的建議。

所述波束調(diào)度信息包括每個波束的類型、威力、指向、帶寬、時差等，以及雷達(dá)站信息、點航跡信息。

所述波束類型分為：搜索、確認(rèn)和跟蹤，其中搜索分為任務(wù)搜索和大屏搜索兩類，任務(wù)搜索是執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)所需的搜索，大屏搜索是根據(jù)預(yù)設(shè)的搜索屏進(jìn)行的搜索。

所述波束指向可視化模塊包括二維可視化和三維可視化兩種顯示模式，其中：二維可視化使用方位-仰角顯示的方式，以x軸為方位，y軸為仰角構(gòu)建直角坐標(biāo)系，實時顯示波束在方位-仰角空間上的位置；三維可視化基于地心地球固聯(lián)坐標(biāo)系ecef構(gòu)建整個地球作為背景，實時顯示波束在三維空間上的位置；二維可視化和三維可視化模式均可疊加顯示雷達(dá)站、點航跡信息。

所述波束調(diào)度可視化模塊通過時序和散點相結(jié)合的方式顯示一段時間內(nèi)波束的時序編排信息以及每個波束在實際執(zhí)行時的時間偏差，以時間為x軸，以時間偏差為y軸構(gòu)建直角坐標(biāo)系，在x軸底部以高度相同，寬度和顏色不同的方塊按時間水平排列表示波束的時序編排，其中，每個方塊的寬度表示對應(yīng)的波束帶寬，方位的位置表示波束調(diào)度對應(yīng)的時間，方塊的顏色表示波束類型，在每個方塊的上方，使用點的高度表示對應(yīng)波束在實際執(zhí)行時的時間偏差。

所述資源統(tǒng)計可視化模塊通過餅圖和折線圖結(jié)合的方式顯示不同類型資源的使用比例和變化情況，包括分類資源使用比例和任務(wù)資源使用比例；

假設(shè)一段時間內(nèi)的搜索波束個數(shù)為nsearch，確認(rèn)波束個數(shù)為nconfirm,跟蹤波束個數(shù)為ntrack。其中，搜索波束中的任務(wù)搜索波束個數(shù)為nmission,大屏搜索波束的個數(shù)為nblank，則：

總波束個數(shù)：nbeam＝nsearch+nconfirm+ntrack

搜索資源比例：

確認(rèn)資源比例：

跟蹤資源比例：

任務(wù)資源比例：

空閑資源比例：

分類資源使用比例比較了搜索、確認(rèn)、跟蹤三類資源的使用比例，通過餅圖顯示當(dāng)前使用比例，使用折線圖顯示使用比例的歷史變化情況；

任務(wù)資源使用比例比較了任務(wù)資源和空閑資源的使用比例，通過餅圖顯示當(dāng)前使用比例，使用折線圖顯示使用比例的歷史變化情況。

所述任務(wù)調(diào)度反饋模塊在任務(wù)資源使用比例超過閾值時，顯示預(yù)警信息，提示用戶刪除優(yōu)先級低的任務(wù)或者降低數(shù)據(jù)率。

一種相控陣?yán)走_(dá)波束調(diào)度信息的可視化方法，使用所述的系統(tǒng)，包括以下步驟：

(1)接收波束調(diào)度信息、雷達(dá)站及點航跡信息等，解析后轉(zhuǎn)發(fā)；

(2)通過二維可視化和三維可視化兩種顯示模式顯示雷達(dá)波束在空間上的實時位置分布；

(3)通過時序和散點相結(jié)合的方式顯示一段時間內(nèi)波束的時序編排以及每個波束在實際執(zhí)行時的時間偏差；

(4)通過餅圖和折線圖結(jié)合的方式顯示不同類型資源的使用比例和變化情況；

(5)在任務(wù)資源使用比例超過閾值時，顯示預(yù)警信息，提示用戶刪除優(yōu)先級低的任務(wù)或者降低數(shù)據(jù)率。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：本發(fā)明通過波束指向可視化實時顯示雷達(dá)波束在空間上的位置分布，通過波束調(diào)度可視化從微觀上展示了一段時間內(nèi)的波束時序編排及每個波束在實際執(zhí)行時的時間偏差，通過資源統(tǒng)計可視化從宏觀上展示了當(dāng)前資源的整體分布比例以及最近一段時間的變化趨勢，通過任務(wù)調(diào)度反饋模塊根據(jù)當(dāng)前資源使用情況給出任務(wù)調(diào)度方面的建議。該可視化方法顯示畫面明確直觀，顯示內(nèi)容豐富，不僅從空間和時間兩個維度全面的展示了雷達(dá)波束的調(diào)度信息，還兼顧了微觀和宏觀兩個方面，既深入到每個波束的編排和執(zhí)行，又站在整體的角度分析雷達(dá)資源消耗情況，并給出了任務(wù)調(diào)度方面的建議。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；

圖2是本發(fā)明的波束指向二維可視化示意圖；

圖3是本發(fā)明的波束指向三維可視化示意圖；

圖4是本發(fā)明的波束調(diào)度可視化示意圖；

圖5是本發(fā)明的分類資源統(tǒng)計可視化示意圖；

圖6是本發(fā)明的任務(wù)資源統(tǒng)計可視化示意圖。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。

本實施例的一種相控陣?yán)走_(dá)波束調(diào)度信息的可視化方法，包括以下步驟：第一步：如圖1所示，首先搭建一個相控陣?yán)走_(dá)波束調(diào)度信息可視化系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：網(wǎng)絡(luò)通信模塊、波束指向可視化模塊、波束調(diào)度可視化模塊、資源統(tǒng)計可視化模塊、任務(wù)調(diào)度反饋模塊。

第二步：網(wǎng)絡(luò)通信模塊接收波束調(diào)度信息、雷達(dá)站及點航跡信息等，通過計算校驗和提取協(xié)議號等常規(guī)解析后轉(zhuǎn)發(fā)給其他可視化模塊。其中：波束調(diào)度信息包括：每個波束的類型、威力、指向、帶寬、時差等。

波束類型分為：搜索、確認(rèn)、跟蹤，其中搜索又可以進(jìn)一步分為任務(wù)搜索和大屏搜索兩類，任務(wù)搜索是執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)所需的搜索，大屏搜索是根據(jù)預(yù)設(shè)的搜索屏進(jìn)行的搜索。

第三步：波束指向可視化模塊通過二維可視化和三維可視化兩種顯示模式顯示雷達(dá)波束在空間上的實時位置分布，包括波束類型、威力、指向、覆蓋范圍。

二維可視化使用方位-仰角顯示的方式，以x軸為方位，y軸為仰角構(gòu)建直角坐標(biāo)系，使用十字靶標(biāo)實時顯示波束在方位-仰角空間上的位置，并疊加顯示點航跡信息。其中：十字靶標(biāo)的中心指示波束的中心，十字靶標(biāo)的顏色指示波束的類型。波束指向二維可視化效果如圖2所示。十字靶標(biāo)標(biāo)識波束中心指向，離散的點代表點跡，連線代表航跡，文本顯示航跡批號。

三維可視化基于地心地球固聯(lián)坐標(biāo)系(ecef)構(gòu)建整個地球作為背景，使用半透明圓錐體實時顯示波束在三維空間上的位置，并疊加顯示雷達(dá)站信息和點航跡信息。其中，圓錐體的頂點位于雷達(dá)站，圓錐體的中軸線和波束中心指向重合，圓錐體的半徑反映波束的實際寬度，圓錐體的長度反映波束的威力范圍，圓錐體的顏色反映波束的類型。波束指向三維可視化效果如圖3所示。圓錐體標(biāo)識波束，半透明框體標(biāo)識搜索屏，實線標(biāo)識航跡，離散的點標(biāo)識點跡，半透明粗線標(biāo)識預(yù)測軌跡，地面的三維模型標(biāo)識雷達(dá)站。

第四步：波束調(diào)度可視化模塊通過時序和散點相結(jié)合的方式顯示一段時間內(nèi)波束的時序編排以及每個波束在實際執(zhí)行時的時間偏差。

該模塊以時間為x軸，以時間偏差為y軸構(gòu)建直角坐標(biāo)系。在x軸底部以高度相同，寬度和顏色不同的方塊按時間水平排列表示波束的時序編排。其中，每個方塊的寬度表示對應(yīng)的波束帶寬，方位的位置表示波束調(diào)度對應(yīng)的時間，方塊的顏色表示波束類型。其中，任務(wù)搜索波束用黑白格方塊表示，確認(rèn)波束用白色方塊表示，跟蹤波束用黑色方塊表示，大屏搜索波束用灰色方塊表示。在每個方塊的上方，使用菱形點表示對應(yīng)波束在實際執(zhí)行時的時間偏差。波束調(diào)度可視化效果如圖4所示。

第五步：資源統(tǒng)計可視化模塊通過餅圖和折線圖結(jié)合的方式顯示不同類型資源的使用比例和變化情況，包括：分類資源使用比例和任務(wù)資源使用比例。

假設(shè)每秒的搜索波束個數(shù)為nsearch，確認(rèn)波束個數(shù)為nconfirm,跟蹤波束個數(shù)為ntrack。其中，搜索波束中的任務(wù)搜索波束個數(shù)為nmission,大屏搜索波束的個數(shù)為nblank。則：

總波束個數(shù)：nbeam＝nsearch+nconfirm+ntrack

搜索資源比例：

確認(rèn)資源比例：

跟蹤資源比例：

任務(wù)資源比例：

空閑資源比例：

分類資源使用比例圖：使用餅圖結(jié)合圖釋表示當(dāng)前時刻搜索、確認(rèn)、跟蹤這三類資源的使用比例(由下至上)，使用折線表示最近20秒內(nèi)搜索、確認(rèn)、跟蹤這三類資源的歷史變化情況，顯示效果如圖5所示。

任務(wù)資源使用比例圖：使用餅圖結(jié)合圖釋表示當(dāng)前時刻空閑資源、任務(wù)資源這兩類資源的使用比例，使用折線表示最近20秒內(nèi)空閑資源、任務(wù)資源這兩類資源的歷史變化情況。顯示效果如圖6所示。

第六步：任務(wù)調(diào)度反饋模塊在任務(wù)資源比例pmission超過90％時，顯示預(yù)警信息，提示用戶刪除優(yōu)先級低的任務(wù)或者降低數(shù)據(jù)率。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。