基于网络的分布式雷达监控系统

唐焕朋

（中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽 合肥 230031）

0 引言

在现代战争过程当中，雷达系统往往要面临着许多的危险，而为了能够进一步提升雷达系统的生存能力，相关工作人员应该加大研究力度，从而进一步完善雷达监控系统。而现代雷达往往都是有大型雷达站构成，而且多数雷达站都分布在海岛、高山等相应的地区，其工作环境十分恶劣，在具体的应用中也存在着交通不便、工作人员多、管理难度大等相关问题，无法有效的发挥出雷达装备作战的效能，也导致了大量的人力和物力出现了浪费。而与此同时，雷达还面临着低慢小目标探测困难等相关的问题[1]。而分布式网络雷达则是一种全新体制，其主要是采用网络通信、雷达、远程监控等技术，从而使用小型雷达将其合理的进行布阵和联网，不仅使其对威胁的抵抗能力和对低慢小目标的探测能力得到增强，而且还能够实现雷达的自动化处理，这也使操作人员的工作压力得到了缓解，极大的改善了工作环境，减少了人力上的配备，在管理上也更加的方便，而在这一系统的应用当中远程监控系统是十分重要的一项内容。随着网络技术的日益普及以及雷达自动化水平的不断提升，这也为雷达远程监控技术的应用创造了良好的条件。在雷达的具体工作过程当中，相关的监控信息可以通过网络在特定的条件下实现网络监视，并有效的对雷达的运行状态和各种参数进行控制，这样一来操作人员便可以不用亲手操作，而且还能够节约人力和物力的消耗，改善人员的工作环境。此外，由于地理环境、经济、装备、技术水平等方面因素的限制，使节点雷达目前尚未完全实现无人值守目标，而本文主要是根据网络技术的应用，结合控制技术、通信技术、雷达技术等，设计了基于网络的分布式雷达监控系统，并详细阐述了其设计原则、思想和功能需求等内容，并介绍了远程监控系统的处理流程，以此来证明该方案所具有的可行性[2]。

1 远程监控系统的设计

1.1 功能需求

1.1.1 远程测控功能

远程测控功能具体主要是指通过监控系统的监控中心，可以对各节点的雷达和各分系统实现远距离的监测和控制。

1.1.2 信息存储功能

信息存储功能主要是指将雷达故障信息、雷达目前的工作状态以及雷达所传递的相关情报等重要的信息进行储存，这样一来在日后可以由相关操作人员来进行访问和查阅。

1.1.3 数据融合功能

数据融合功能主要是指监控中心可以对不同雷达所传递回来的情报信息进行相应的融合处理，并以此来获得准确而全面的信息。

1.1.4 环监控功能

环境监控功能主要是能够将雷达站室内外的环境视频和相关的语音信号进行实时传输，这样也方便监控中心对雷达站附近的自然条件等相关信息进行及时掌握[3]。

1.1.5 数据通信功能

数据通信功能主要是可以完成监控中心和各节点雷达站之间的通信过程，并有效的传输各种信息，而且还可以适应光纤网络等相关的信道接口传输。

1.2 体系结构选择

对于雷达远程监控体系的结构，我们在选择时主要包括B/S 结构和C/S 结构两种类型，而和B/S 结构相比，C/S 结构则具有着以下特点。首先C/S 结构主要是在专用的网络上进行建立，其对小范围的网络环境十分适用，客户机在发送请求数据后，可由服务器来进行采集并集中管理，最终形成数据库，其主要包括实时和历史两种类型的数据库。C/S 结构体系一般主要是对监控系统的实时性和简单性来进行设计的，而且通过这种简单的管理方式也可以有效的缓解系统的压力，提升系统的实时性。C/S 结构主要是面对一些固定的用户群，具有极强的信息安全控制能力，通常对于高度机密的信息系统，我们使用C/S 结构会更加的适合。因此从监控系统的实时性、简单性和安全性等方面进行考虑，我们最终选择C/S 结构[4]。

1.3 总体结构

经过上述对监控系统的功能需求和体系结构进行分析，我们可以得到远程监控系统的总体结构，其具体包含雷达端、监控中心和通信网络等三部分内容。而监控中心具体是指客户端，雷达端则是服务端，客户端软件则主要安装在监控中心的终端机上，服务器软件在雷达端的计算机上进行安装。操作人员可以通过监控中心的人机界面来进行相关的操作，通过网络通信使用客户端软件和服务端软件。服务端的相关软件操作人员则主要对雷达端的设备进行控制，并以此来获得雷达的情报工作状态和周围环境等信息，从而实现对雷达系统的远程监测和有效的控制。

1.4 雷达端

雷达端的主要功能分别包括对开关机进行控制设置参数、采集状态信息、储存重要情报以及对环境进行监视等，其分为雷达监控系统和环境监控系统两种。首先雷达状态监控分系统，具有着实时性、可靠性和可移植性的特点，其主要有主控计算机、情报与测控服务器以及总线等相关内容组成，其以分布式控制系统作为基础，并实现了分散检测、集中显示等功能。而该系统包括两级层次结构，第一级为雷达设备监控系统的主控台，其主要包括主控计算机和情报与测控服务器，其具有着显示雷达状态、控制雷达操作等相关功能。而第二级则为分系统监控模块，其主要包括单片微处理器和传感器，具有着监测系统状态、诊断故障等功能。环境监控分系统则主要包括监视摄像头、高音喇叭、传感器等相关的组成成分，能够对机房内设备的具体运作状态进行有效的监测，而且还能够定位故障位置，检测相应的入侵行为[5]。

1.5 监控中心

监控中心主要是对节点雷达进行监测控制，以及对周围环境进行监视和数据融合等过程，其主要包括环境监控终端机和融合控制终端机等组成部分。首先融合控制终端机，其安装了客户端软件，可以提供人机界面来方便操作人员开展工作，而且还实现了对雷达的远程监测和控制。其次是环境监控终端机，其主要将雷达站室内外的环境视频画面进行显示，而且还可以控制雷达站的摄像头等监控设施，具有着监控视频、监听语音、显示报警等相关功能。

1.6 数据通信方案的设计

在设计数据通信方案时，我们应考虑系统联网的适应性、可扩展性和网络效率，具体网络可以选择TCP/IP 协议，并从系统要传输的数据内容进行考虑，其数据主要可以分为雷达情报数据、监控视频、工作状态信息、控制信息以及用户访问信息等[6]。

2 远程监控系统处理流程

基于网络的分布式雷达监控系统具有着如下的处理流程，首先操作人员需要登录监控中心，并通过人机界面来进行操作。操作人员应该向节点雷达端发送相关的连接请求，连接完成后通过人机界面来控制雷达的开关机，设置具体的参数并显示相应的情报，此外还可以进行监视雷达状态以及周围环境等指令操作。监控中心计算机可以将操作员所下达的相关指令进行打包压缩，在进行协议转换，最终发送到节点雷达端。而雷达端的计算机在接收到相关数据后，首先先对数据包进行解压，然后再将具体的协议指令在各个分系统当中进行分发，而且还可以将此次的操作信息进入到数据库当中，并形成相应的操作日志。而各个分系统在解析协议质量后，需要完成具体的操作。雷达端计算机可以将采集到的情报状态以及环境信息等数据进行打包压缩，之后再回传到监控中心当中。而与此同时，雷达端计算机还可以将这些数据进入到自身的数据库当中，这样操作人员在日后便可以进行查询。监控中心的计算机需要对从雷达端所传回来的数据包进行解压，再根据具体的数据内容进行相应的处理，例如在屏幕墙上显示环境视频画面，而且操作人员还可以根据其自身的需求来进行放大和缩小等相关的处理[7-9]。

3 结论

为了应对未来的信息化战争，雷达系统也应该向着无人值守的趋势发展。而现如今我国雷达站所存在的主要问题在于交通不便、人员多、管理难度大等，因此本文针对以上问题设计了基于网络的分布式雷达监控系统，以此来实现雷达的无人值守、自动化控制和监测等目标，并有效地提升了雷达网实时控制的自动化水平。而该系统通过相关的试验，目前已证明其具有着一定的可行性，能够基本达到预期效果，但仍存在着一些问题，例如网络延迟等。而对于该部分问题给系统所带来的影响，需要相关人员进一步的进行分析，并不断的完善该系统，从而使其能够更好的发挥自身功能。