一種三維近場掃描系統的數據加密傳輸方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及雷達數據傳輸領域，特別涉及一種三維近場掃描系統的數據加密傳輸 方法。
【背景技術】
[0002] 隨著技術的飛速發展，雷達探測模式從之前的一維單脈沖測距模式逐漸發展到二 維的測距測角、合成孔徑雷達成像(SAR)等模式，以及三維不僅具有測距測角還具備測高功 能的諸如干涉SAR、圓柱SAR之類的新模式。為了滿足日益旺盛的民用和軍用需求，雷達的探 測精度越來越高，成像水平已接近于光學水平，雷達處理的場景維數也由之前的一維、二維 提高到了更復雜的三維。
[0003] -般的雷達系統，通常是采集一維數據(單脈沖)或二維數據(SAR成像)進行處理， 極少涉及到采集三維數據的。一般雷達系統對采集的數據通常是簡單的I/Q這樣交替順序 存儲傳輸，很少對數據進行"加密"處理，用專業的軟件如UG可以直接將數據竊取，不利于保 護數據的價值。
【發明內容】
[0004] 為解決上述技術問題，本發明提供了一種三維近場掃描系統的數據加密傳輸方 法。本發明的方法將數據裝進一個黑匣子進行有效封裝，降低了數據被破譯的風險，同時附 加上系統指標，方便進行數據后處理工作。
[0005] 根據本發明的一個方面，提供一種三維近場掃描系統的數據加密傳輸方法，所述 方法包括如下步驟：
[0006] 步驟1:對三維近場掃描系統每個采樣角度的采樣數據進行角脈沖計數，并對采樣 數據進行符號轉換；
[0007] 步驟2:對符號轉換后的采樣數據進行封裝加密，將加密后的數據存儲到存儲單元 中；
[0008] 步驟3:在步驟2的同時，對系統指標中的陣列名稱和掃描方向等進行判斷；
[0009] 步驟4:根據步驟3的判斷結果對步驟2加密后的數據進行合并，并將合并的數據傳 輸給上位機。
[0010]進一步地，所述步驟1具體為：
[0011] 在三維近場掃描系統中，雷達陣列在伺服傳動裝置的傳動下對目標進行多角度掃 描，每間隔一固定的角度對目標進行一次掃描采樣，信號處理的AD采集器會對目標回波信 號進行I/Q兩路采集數據，這時設置一個角脈沖計數器，對采樣的角度個數進行統計，作為 三維數據的寬；
[0012] 將每個角度采集的I/Q數據進行由無符號型變成帶符號型的操作變換。
[0013] 進一步地，所述由無符號型變成帶符號型的操作變換，具體為：
[0014] 設a是無符號的整數，那么操作變換后帶符號型的數b = a-2N，其中N表示信號處理 中AD的采樣有效位數;并對每一個采樣角度的數據總長度進行統計，記數據總長度為Μ;在 信號處理中的AD正常平穩的情況下，AD的采樣時鐘的周期Τ是固定的，掃描系統的信號脈寬 τ也是固定的，則采樣數據距離維的長度為#，并將其作為三維數據的長，從而采樣數據高 度維的長度為^，并將其作為三維數據的高。 τ
[0015] 進一步地，所述步驟2具體采用如下方法實現：
[0016] 通過C〇mplex〈sh〇rt>類將符號變換后的I/Q采樣數據共同編碼在一個數據存儲單 元里，以替換通常的I/Q順序存儲方式。
[0017] 進一步地，所述步驟3采用如下方法實現：
[0018] 系統指標中的掃描方向具體包括正向掃描或反向掃描，陣列名稱具體包括陣列1 或陣列2。
[0019] 進一步地，所述步驟4中的合并方式具體為：
[0020] 1)文件頭部分順序存儲系統指標的判斷結果以及三維數據的長、寬、高；
[0021] 2)數據內容部分存儲加密后的采樣數據。
[0022]本發明的有益效果:本發明給出了一種三維近場掃描系統的數據加密傳輸方法， 將數據進行有效加密封裝，代替傳統熟知的一維/二維數據直接順序存儲傳輸方法，降低被 破譯的風險，同時附加系統的部分特有信息和指標以便數據后處理工作。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明的三維近場掃描系統的數據加密傳輸方法處理流程示意圖 [0024]圖2為三維近場掃描系統俯視圖
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作詳細描述。
[0026]本發明通過對掃描數據進行符號轉換和加密封裝等一系列處理，在記載系統特有 信息和系統指標的同時，實現對采樣數據的的有效保護。
[0027]具體實施步驟如下：
[0028] 步驟1:對三維近場掃描系統每個采樣角度的采樣數據進行角脈沖計數，并對采樣 數據進行符號轉換；
[0029] 在三維近場掃描系統中，雷達陣列在伺服傳動裝置的傳動下對目標進行多角度掃 描（圖2所示），一般每間隔一固定的角度(如1度)對目標進行一次掃描采樣，信號處理的AD 采集器會對目標回波信號進行I/Q兩路采集數據，這時設置一個角脈沖計數器，對采樣的角 度個數進行統計，作為三維數據的寬。
[0030] 將每個角度采集的I/Q數據進行由無符號型的變成帶符號型的操作變換。設a是無 符號的整數，那么變換后的數b = a_2N，N表示信號處理AD的采樣有效位數，并對數據總長度 進行統計，記數為M。在信號處理AD通常正常平穩的情況下，AD的采樣時鐘的周期T是固定 的，掃描系統的信號脈寬τ也是固定的，則采樣數據距離維的長度為I：，作為三維數據的 長，從而采樣數據高度維的長度為= 作為三維數據的高。 Γ τ
[0031]步驟2:對符號轉換完的采樣數據進行封裝加密，將加密后的數據存儲到存儲單元 中；
[0032]傳統的采樣數據存儲方式是將每個數據的I/Q依次進行順序存儲，一般容易被常 用的軟件如"UG"破譯，不利于對數據價值的保護。本發明的采樣數據存儲方式是將數據的 I/Q作為一個整體共同存儲在一個封裝的類里面，常用的軟件無法直接破譯，因此相對于傳 統編碼方式本發明具有了較強的保密性，很好的保護了數據。本發明通過c 〇mplex〈Sh〇rt> 類將符號變換后的I/Q采樣數據共同編碼在一個數據存儲單元里，以替換通常的I/Q順序存 儲方式。
[0033]本發明的封裝加密方式所示如下所示:設存在complex〈short>類的數據存儲單元 a，采用以下的方式用存儲單元a存儲采樣數據的I/Q數據：
[0034] complex<short>a. real = I；
[0035] complex<short>a. imag = Q；
[0036] 步驟3:在步驟2的同時，進行陣列名稱、掃描方向等系統指標的判斷；
[0037]結合雷達信號處理模塊的反饋信息，對掃描方向（正向掃描或反向掃描)和陣列名 稱(陣列1或陣列2)等系統指標進行判斷。
[0038]步驟4:根據步驟3的判斷結果對步驟2加密后的數據進行合并，并將合并的數據傳 輸給上位機。
[0039] 按順序將判斷完的系統指標判斷結果（掃描方向、陣列名稱）、三維數據的長、寬、 高以及每個采樣角度的被封裝好的采樣數據進行合并，合并方式為：
[0040] 1)文件頭部分順序存儲系統指標判斷結果、三維數據的長、寬、高；
[0041] 2)數據內容部分存儲加密后的采樣數據；
[0042]合并完成后傳輸給上位機。
[0043]利用本發明中提供的方法可實現三維數據的有效傳輸，在存儲系統特有信息和系 統指標的同時，對采樣數據進行"黑匣子式"的有效保護，替代傳統熟知的不加保護的順序 存儲傳輸方法。
[0044]上述具體的實施方式僅用于解釋和說明本發明的技術方案，并不能作為對權利要 求保護范圍的限定。本領域技術人員應當清楚，在本發明的技術方案的基礎上進行任何簡 單的替換、變形而得到的新的技術方案，均將落入本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種=維近場掃描系統的數據加密傳輸方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟： 步驟1:對=維近場掃描系統中每個采樣角度的采樣數據進行角脈沖計數，并對采樣數 據進行符號轉換； 步驟2:對符號轉換后的采樣數據進行封裝加密，將加密后的數據存儲到存儲單元中； 步驟3:在步驟2的同時，對系統指標中的陣列名稱和掃描方向等進行判斷； 步驟4:根據步驟3的判斷結果對步驟2加密后的數據進行合并，并將合并后的數據傳輸 給上位機。2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1具體為： 在=維近場掃描系統中，雷達陣列在伺服傳動裝置的傳動下對目標進行多角度掃描， 每間隔一個固定的角度對目標進行一次掃描采樣，AD采集器會對目標回波信號進行I/Q兩 路采集數據，運時設置一個角脈沖計數器，對采樣的角度個數進行統計，作為=維數據的 寬； 將每個角度采集的I/Q數據進行由無符號型變成帶符號型的操作變換。3. 如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述由無符號型變成帶符號型的操作變換， 具體為： 設a是無符號的整數，那么操作變換后帶符號型的數b = a-2W，其中N表示信號處理中AD 的采樣有效位數;并對每一個采樣角度的數據總長度進行統計，記數據總長度為M;在信號 處理中的AD正常平穩的情況下，AD的采樣時鐘的周期T是固定的，掃描系統的信號脈寬T也 是固定的，則采樣數據距離維的長度為，并將其作為=維數據的長，從而采樣數據高度 維的長度為-，并將其作為=維數據的高。4. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2具體采用如下方法實現： 通過complex<short>類將符號變換后的I/Q采樣數據共同編碼在一個數據存儲單元 里，W替換通常的I/Q順序存儲方式。5. 如權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟3采用如下方法實現： 系統指標中的掃描方向具體包括正向掃描和反向掃描，陣列名稱具體包括陣列1和陣 列2。6. 如權利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟4中的合并方式具體為： 1) 文件頭部分順序存儲系統指標的判斷結果W及=維數據的長、寬、高； 2) 數據內容部分存儲加密后的采樣數據。
【專利摘要】本發明涉及一種三維近場掃描系統的數據加密傳輸方法，所述方法包括如下步驟：步驟1：對三維近場掃描系統每個采樣角度的采樣數據進行角脈沖計數，并對采樣數據進行符號轉換；步驟2：對符號轉換后的采樣數據進行封裝加密，將加密后的數據存儲到存儲單元中；步驟3：在步驟2的同時，對系統指標中的陣列名稱和掃描方向等進行判斷；步驟4：根據步驟3的判斷結果對步驟2加密后的數據進行合并，并將合并的數據傳輸給上位機。本發明的方法將數據進行有效加密封裝，代替傳統的一維/二維數據直接順序存儲傳輸方法，降低被破譯的風險，同時附加系統的部分特有信息和指標以便數據后處理工作。
【IPC分類】H04L29/06
【公開號】CN105516125
【申請號】CN201510884767
【發明人】閔杰, 胡麟, 趙英海, 陳曄, 高凡, 張永旸
【申請人】北京華航無線電測量研究所
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月4日