地面雷達數據處理的研究及C語言實現

李長峰　姚紅

摘要：信息時代的到來，越來越多的新技術、新工藝被應用于到生產、生活中，在方便人們生活的同時，促使技術能夠更好地轉換為生產力。其中地面雷達系統作為一項新型技術，其在運行過程中，受到地表環境復雜多變等因素的影響，其真實目標常常被淹沒在噪聲中。文章對地面雷法數據處理系統進行了分析，了解該系統運行各方面情況后，將C語言引入到數據處理系統中，發現C語言不僅能夠降低噪聲，還能夠促使航跡接近真實航跡，證明地面雷達數據處理算法具有較強的可行性，值得推廣。

關鍵詞：地面雷達 數據處理 C語言

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）08-0138-01

信息時代的到來，越來越多的新技術、新工藝被應用于到生產、生活中，在方便人們生活的同時，促使技術能夠更好地轉換為生產力。其中地面雷達系統作為一項新型技術，其在運行過程中，受到地表環境復雜多變等因素的影響，其真實目標常常被淹沒在噪聲中。因此需要采用數據處理技術，對噪聲進行相應的處理后，能夠顯著提升對運動目標的準確定位。

1 地面雷達數據處理分析

雷達數據處理作為一項綜合性系統，由觀測數據處理、航跡起始等多個模塊構成。本文研究的地面雷達數據處理技術，主要是針對目標數量較多、雜波強等問題進行處理，最終實現實時性、準確性跟蹤。詳細來說：

1.1 數據預處理

一般而言，觀測并非雷達的原始點，經過信號處理后，能夠從數據錄取器輸出的點跡，如目標方位角、俯仰角等。受到雷達系統掃描環境的影響，觀測活動存在諸多不確定性，如噪聲大、虛假目標干擾等。因此我們需要對數據進行預處理，排除虛假航跡，為后續工作做好充分的準備。

1.2 起始與關聯波門

針對雷達數據的處理，從功能層面上來看，波門分為起始、關聯兩種波門。其中前者主要是減少虛假航跡的產生，后者則主要針對準確航跡進行監測。在實際應用中，波門大小會受到預測誤差、雷達測量誤差等因素的影響。因此系統運行過程中，應加強對上述各項因素的分析和研究。

1.3 基于邏輯法航跡起始

航跡起始法在實踐中，根據實際環境復雜度能夠劃分為兩類：順序處理法、批處理法，后者較為適合強雜波起始航跡，但對計算機資源消耗較多。因此針對雷達數據的處理，應選擇合理的方法，如直觀法、邏輯法等。本文主要采取邏輯法，以此來降低航跡起始成功率。

1.4 點跡航跡互聯

系統運行過程中，受到強雜波、噪聲等因素的影響出現虛假航跡。因此需要對數據進行后續觀察，提取出正確的航跡。針對虛假航跡要進行排除處理。在實踐應用中，針對多目標跟蹤數據互聯方法來說，可以從兩個途徑入手：一是極大似然類算法；二是貝葉斯類算法。其中常用的是最近鄰域方法，對各個跟蹤目標進行整理后，能夠形成扇形相關波門[1]。針對波門內涉及到的每個觀測點跡，可以進行統計間隔處理，選擇最小點跡后，了解并掌握航跡信息。除了上述途徑之外，還需要對航跡進行補點、撤銷等多方面處理，最終反映出跟蹤目標實際情況。

2 C語言實現地面雷達數據處理

眾所周知，雷達系統框架設計、平臺構建需要建立在硬件平臺基礎之上，但其功能實現需要依靠軟件的支持。一般來說，常用的系統軟件包括DOS、RTLinux等。針對地面雷達系統來說，其主要功能在于狀態信息、點跡等信息的收集，實時性要求并不高。因此本文選擇C語言滿足系統功能運行需求。

2.1 數據結構

目前，常用的C語言有Microsoft C、Borland Turbo C等，不同的語言具備的優缺點也存在差別。C語言在系統運行中的應用，能夠對輸入的觀測點進行數據運算。在Windows系統中，在對數據進行預處理之前，應設置相應的存儲空間存儲數據，主要是因為觀測點跡涉及大量信息，因此定義好數據結構后能夠在一定程度上提升數據處理性能、運算速度。通常來說，數據結構由多個數據元素構成，且數據之前存在非常密切的聯系。根據數據之間的關系來說，數據結構物理存儲方式由順序、鏈式兩種存儲結構構成。

2.2 數據處理結構

我們對雷達數據處理進行仿真處理，跟蹤15個運動目標，可以采取CV模型，其中10個目標為直線軌跡運動，5個為圓形軌跡，最后將這些運動軌跡進行匯總。為了與實際地表環境相連，每批次輸入數據應適當添加虛假點跡信息，形成對比軌跡，為后續研究工作提供更多支持[2]。由于C語言的加入，雷達數據處理系統收集的點跡能夠在Kalman濾波的影響下，減少噪聲對點跡收集產生的消極影響，促使最終航跡更加真實、可靠，為相關工作提供科學依據。

2.3 C語言與MATLAB地面雷達數據的差別

相比較來看，C語言要想定義變量，需要定義變量的同時，明確數據類型，如果需要吊桶函數，則需要在文件中增加函數頭文件。但是MATLAB更為簡單，且具備較強的矩陣預算能力等，能夠對矩陣進行直接賦值預算[3]。C語言僅能夠定義數組。從執行效率來看，C語言執行效率更高，更適合在實踐中應用和推廣。

3 結語

根據上文所述，地面雷達數據處理系統作為科學技術發展的產物，其在定位等方面應用較為廣泛。但是系統在實際運行中，常常會受到諸多不良因素的影響。因此，針對地面雷達數據處理系統來說，應充分考慮各方面影響因素，在實踐中，減少干擾因素對其產生的影響，同時還應積極引進C語言，充分發揮C語言優勢，促使其能夠提升系統整體性能，從而為相關領域提供更多幫助。

參考文獻

[1]沈小侖，劉先博.基于STK的地面雷達數據處理軟件測試平臺的設計[J].電腦知識與技術，2015，（01）：15-18.

[2]史碩，龔威，祝波，宋沙磊.基于LabVIEW實現的多光譜激光雷達數據采集與處理系統[J].光學與光電技術，2012，（06）：39-42.

[3]黃明，王晏民，付昕樂，郭明.地面激光掃描數據處理系統的設計與實現[J].測繪通報，2014，（08）：55-58.