基于数据库的相控阵雷达数据组织与管理

王建富，汪 中，钮俊清

(1.中国电子科技集团公司第38研究所，安徽 合肥 230088；2.孔径阵列与空间探测安徽省重点实验室，安徽 合肥 230088)



基于数据库的相控阵雷达数据组织与管理

王建富1，2，汪 中1，2，钮俊清1,2

(1.中国电子科技集团公司第38研究所，安徽 合肥 230088；2.孔径阵列与空间探测安徽省重点实验室，安徽 合肥 230088)

数据的优化存储、高效管理和深入分析对于雷达系统性能的提高有着积极的影响。针对相控阵雷达数据的管理，提出一种以数据库为核心的相控阵雷达数据组织与管理方法，将数据的组织管理分为网络数据收发模块、本地数据录入模块，数据统计分析模块和数据库管理维护模块4个部分。4个模块依托于数据库，彼此之间没有依赖关系，能够独立发挥作用，既有利于功能的模块化开发，又便于数据的管理。

数据库；数据组织管理；相控阵雷达

0 引 言

随着观测对象的多样化、任务需求的增加和数字技术的进步，相控阵雷达技术迅速发展，并在各类国防预警探测装备中广泛应用，已成为现代雷达技术的主要发展方向[1-2]。

相对于传统雷达，当今相控阵雷达技术在探测能力、跟踪能力及自适应工作方式等方面有着巨大的优势，甚至能够满足复杂环境下的生存和工作能力需要。但是任务的复杂性、观测目标的多样性使雷达数据的可靠性受到巨大影响，尤其在恶劣的环境下，雷达系统功能的稳定性受到严峻的挑战，可靠性有待加强。此外随着任务需求的提高，雷达工作期间产生大量的相关数据，而如何从各类数据中挖掘出有效的可靠信息，进而准确分析系统的工作状态、获取探测任务执行的成败，需要有效的数据组织与管理。

本文针对相控阵雷达数据存储管理的问题，提出一种基于数据库的相控阵雷达数据组织与管理方法，依托于数据库，分别设计了4个模块：网络数据收发模块，本地数据录入模块，数据统计分析模块和数据库管理维护模块，以实现雷达数据的高效组织和管理。

1 背景知识介绍

1.1 数据库技术

数据库管理系统作为一个功能强大的数据管理系统，其良好的可移植性使得它能够在各类平台上高效运行，丰富的特性使得它成为信息时代必不可少的工具。在工程应用中，数据库最直观的优势体现在:处理的数据容量大，数据处理速度快；同时更兼备独立的硬件环境、强大的事物并发处理能力、更好的安全性和完整控制等特点[3-4]。

1.2 相控阵雷达的数据

雷达工作过程中产生的大量中间数据、量测数据，以及各类系统状态参数和不同的目标参数，都需要存储。 其中包含的数据涉及[5]：

(1) 雷达系统相关的状态参数如雷达开机时间、各个软件配置项的工作状态、数字阵列组件(DAM)的状态、电源状态等；

(2) 任务执行相关数据：波束请求数据、原始点迹数据、航迹处理数据等；

(3) 各类目标运动数据：如巡航导弹、战斗机等武器平台类目标、地面军事设施和军事基础等远距离地面/海面目标，卫星等远程空间目标。

雷达产生的数据一方面能够反映当前任务的执行情况，通过进一步有效的数据分析能够为运动目标的轨迹分析和预测提供依据；另一方面可以反映雷达系统的性能变化。通过相关历史数据分析可以发现各分系统的缺陷和不足，以便进一步完善雷达系统，提高雷达性能。

2 相控阵雷达数据组织与管理

本文提出的相控阵雷达数据组织与管理方法，以数据库作为核心部分，将整个系统分为4个彼此独立的功能模块：网络数据收发模块，本地数据录入模块，数据统计分析模块和数据库管理维护模块。其关系如图1所示。

整个数据库系统工作方式如下：根据工作需要，本地数据录入模块将本地解算的星历数据[6]、离线下载精轨数据、目标模拟器生成的模拟目标点位数据等导入数据库；在雷达工作期间通过网络数据收发模块与雷达其他系统交互获取数据导入数据库；根据雷达其他系统的需要，通过网络数据收发模块从数据库取出相关数据并对外发送；此外数据统计分析模块提供了各类故障诊断和分析功能，以及雷达性能参数的统计和查询工作；数据库管理维护模块是对数据库本身的操作和维护。

2.1 本地数据录入模块

本地数据录入模块是数据库存储数据的主要来源。数据库系统在承担数据存储任务的同时，还需参与到整个雷达系统运行中。比如在日常空间目标探测中，根据需要，通过解算程序解算并提供必要的空间目标引导信息；模拟状态下目标模拟器生成的导弹、飞机等目标的点位信息也需通过本地数据录入模块导入数据库；由于目标信息的变化，本地数据录入模块需要不定期更新相关的场景信息；此外，通过网络下载的用于雷达标校计算的相关精轨数据也可通过该模块存入数据库中，以备需要时使用。

2.2 网络数据收发模块

通过网络接收雷达其他分系统提供的雷达状态数据和执行任务产生的数据是数据库中数据的另外一个重要来源。通过这些数据不仅能够获取雷达系统的性能信息，也能得到相关任务执行的状况。网络数据收发模块实现了数据库系统与雷达其他分系统之间的通信，该模块既能够接收并存储来自外部的数据，又能够按照不同的工作模式和外部需要，向外发送引导数据、监控任务数据、模拟目标数据以及雷达开机时间等其他统计数据。

2.3 数据统计分析模块

该模块对于雷达系统性能的提升、功能的完善、故障的发现和解决至关重要。例如根据DAM状态相关数据，通过统计分析可以得到任意一段时期内DAM相关的时钟故障、光模块故障、光纤传输故障以及DAM的温度分布和现场可编程门阵列(FPGA)温度分布情况等；同理，根据发射接收电源的相关数据，可以得到任意时间任意电源的过压、过流、欠压等故障信息，从而可以进一步了解雷达系统的工作状况，实现系统性能的维护；此外，根据波束调度信息、航迹处理数据可以分析任意一批或者多批任务的执行状况，有利于提高雷达的探测功能；对应标校用卫星，通过对比原始量测点迹和相应的精轨数据，可以分析雷达系统的误差和测量精度[7]。

2.4 数据库管理与维护模块

该模块是整个数据库系统能够高效稳定工作的重要保障，其独立于雷达系统的功能，是对数据库本身的操作和维护，实现表的增删改、数据的插入查询等数据库基本操作功能，具体如表1所示。

表1 数据库管理维护模块基本功能

3 结束语

相控制雷达已成为目前国防建设中不可或缺的一类防御性装备[8]，其性能的提高、功能的增强离不开高效的数据管理和维护。本文以数据库为核心，提出一种相控阵雷达数据组织与管理方法，将整个数据组织管理系统分为4个独立的功能模块。通过本地数据录入模块录入本地生成的数据和离线数据，通过网络报文收发模块获取外部数据并与外部系统进行数据交互，通过数据统计分析模块进行数据统计和信息挖掘，分析雷达系统的状态和性能状况；最后通过数据库管理和维护模块实现数据组织管理系统的优化。本文提出的方法既利用了数据库管理系统存储量大、数据处理快的优势，又通过合理的功能划分、模块设计，使得整个数据管理系统能够高效工作。

[1] 陈忠先.相控阵雷达的发展与前景[J].现代电子，1995(3)：1-6.

[2] 罗敏.多功能相控阵雷达发展现状及趋势[J].现代雷达，2011，33(9):17-22.

[3] 史少维，刘云广.基于Oracle 遥感影像库的构建与实现[J].城市勘测，2013(2):17-22．

[4] 窦凤云.基于Oracle数据库的海量空间信息系统的优化[D].天津：天津大学，2005.

[5] 张光义，赵玉洁.相控阵雷达技术[M].北京：电子工业出版社，2015.

[6] 张占月，徐艳丽，曾国强.基于STK的航天任务仿真方案分析[J].装备指挥技术学院学报，2006，17(1):48-51.

[7] 郭佳意，钮俊清.雷达卫星标校的工程实现研究[J].空军预警学报，2014,28(3)：165-167.

[8] 谢建华.相控阵雷达技术及其在防空系统中的应用[J].战术导弹技术，2001(1):48-51.

Organization and Management of Phased Array Radar Data Based on Database

WANG Jian-fu1，2，WANG Zhong1，2，NIU Jun-qing1，2

(1.No.38 Research Institute,China Electronics Technology Group Corporation,Hefei 230088,China；2.Key Lab of Aperture Array and Space Application,Hefei 230088,China)

The optimized storage,efficient management and deep analysis have positive effect on the performance promotion for radar system.Aiming to the data management of phased array radars,this paper proposes a data organization and management method of phased array radar taking database as the core,which divides the data organization and management system into four modules:data transmit/receive module,local data entering module,data statistic and analysis module,database management and maintaining module.The four modules are based on database and work independently，which is in favor of modular development as well as data management.

database;data organization and management;phased array radar

2016-12-26

TN958.92;TP311.13

A

CN32-1413(2017)02-0086-03

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2017.02.020