一种基于大数据的雷达信号数据分析系统及方法

技术领域

本发明涉及雷达信号分析技术领域，具体是一种基于大数据的雷达信号数据分析系统及方法。

背景技术

电子对抗技术是指敌对双方进行电子斗争的电子技术设备、器材以及使用这些设备器材的方法和手段，他是削弱、破坏敌方电子设备的使用效能和保障己方电子设备正常发挥效能的综合措施，是现代战争中一种重要又厉害的作战手段；

电子对抗时代的发展，成就了一系列新兴的军事装备，雷达技术的出现为军事装备安装了眼睛，使得可以实现对目标的精准打击，为了实现对雷达信号的干扰，通常会设计雷达干扰机来扰乱雷达对信号的获取，以达到扰乱雷达信号干扰目标的目的，雷达干扰机包括机载干扰机和地面干扰机，现有技术中，对于雷达干扰机的干扰信号，通常是通过雷达操作手的抗干扰认知能力来对雷达信号进行判断，确定是否为干扰信号，对于雷达操作手的要求很高，会对雷达操作手造成一定的心理压力，影响判断结果，因为判断结果的准确与否直接关系到电子对抗的胜负，所以，如何实现对雷达信号的自动化精准化数据分析，实现对干扰信号的准确判断显得尤为重要；

所以，人们急需一种基于大数据的雷达信号数据分析系统及方法来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于大数据的雷达信号数据分析系统及方法，以解决现有技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于大数据的雷达信号数据分析方法，该雷达信号数据分析方法包括以下步骤：

S1、利用侦查雷达获取目标信息数据，并通过显示终端进行实时显示；

S2、建立目标信息数据分析模型，对目标信息数据进行存储和标记；

S3、对存储和标记的目标信息数据进行预处理；

S4、利用数据分析模块对预处理之后的目标信息数据进行动态分析。

使得可以根据目标的移动轨迹对目标是否为干扰目标进行分析和判断，提高对目标特性分析的精准度。

根据上述技术方案，在S1中，所述目标是指飞行目标，将获取的飞行目标的实时位置信息在显示终端上进行显示；

在S2中，建立三维直角坐标系，将S1获取的目标信息数据标记在三维直角坐标系中，并赋予坐标值(X

通过上述技术方案，完成了目标信息数据分析模型的构建，方便了后期根据目标的信息数据进行目标轨迹的预测和动态分析。

根据上述技术方案，在S3中，对目标信息数据的预处理包括向量表示的构建、速度变化预处理和高度变化预处理；

向量表示的构建包括以下步骤：

S301、选定目标的任意坐标点为向量起点；

S302、将S301选定的向量起点相邻的坐标点作为向量终点；

S303、根据下列公式建立向量表示：

其中，

组成向量表示的集合

根据目标的坐标变化构建向量表示，使得可以根据目标的实时向量表示，分析目标飞行状态，根据获取的目标信息数据精准的分析目标是否有可能达到对应的飞行轨迹，进而实现对干扰目标的判断，通过数字化分析的方式，使得可以对判断结果给出精准的数据解释；

速度变化预处理根据下列公式进行分析：

其中，

组成速度变化的集合

高度变化预处理根据下列公式进行分析：

其中，

组成高度变化的集合

通过对目标的历史位置信息进行分析和预处理，使得可以作为目标轨迹预测的训练集，进行轨迹分析模型的训练，方便根据目标的历史位置信息精准的分析和预测目标的位置变化。

根据上述技术方案，在S4中，利用数据分析模块对目标的移动轨迹进行拐点角度的分析，根据下列公式进行拐点角度的计算：

其中，θ

当θ

当θ

根据上述技术方案，在S4中，利用数据分析模块对目标的下一阶段坐标点进行预测，具体包括以下步骤：

S401、获取目标历史移动轨迹中的速度变化集合和高度变化集合；

S402、根据速度变化和高度变化构建回归方程：

其中，u

S403、根据S3的预处理方式对目标下一阶段的坐标点进行处理，得到真实移动速度V'和真实变化高度H'；

S404、将目标的预测移动速度V

通过上述技术方案，根据历史信息数据对侦查目标的下一阶段位置信息进行预测，将侦查目标的预测位置与实际位置之间进行比较和分析，在允许误差的情况下，判断目标是否为干扰目标，可以为雷达操作员提供建议参考，提高对侦查目标特性判断的准确率。

一种基于大数据的雷达信号数据分析系统，该雷达信号数据分析系统包括：

一用于进行目标获取的侦查雷达；

一用于对获取的目标信息数据进行显示的显示终端；

一用于进行目标信息数据分析模型构建的模型建立模块；

一用于进行目标信息数据预处理的数据预处理模块；

一用于进行目标信息数据动态分析的数据分析模块。

根据上述技术方案，所述模型建立模块包括坐标系建立单元、目标标记单元和坐标值赋予单元；

所述坐标系建立单元用于建立三维直角坐标系，使得可以实现对目标的精准定位；所述目标标记单元用于将目标标记在三维直角坐标系中，并对目标信息数据进行存储；所述坐标值赋予单元用于对标记在三维直角坐标系中的目标进行坐标值的赋予。

通过上述技术方案，实现对目标信息数据的数字化处理，更加方便了后期进行目标的动态分析，实现了对雷达信号的自动化分析和处理。

根据上述技术方案，所述数据预处理模块包括向量构建单元、速度分析单元和高度分析单元；

所述向量构建单元用于根据目标的任意坐标点和其相邻的坐标点建立坐标点之间的向量表示；所述速度分析单元用于根据相邻两个坐标点的坐标值进行目标移动速度的分析；所述高度分析单元用于根据相邻两个坐标点的高度值进行目标高度变化的分析。

通过上述技术方案，对目标信息数据进行预处理，提高了对目标信息数据的处理能力，加速了对雷达信号的数据分析速度，使得可以更加精准的实现对目标的动态分析。

根据上述技术方案，所述数据分析模块包括拐点分析单元、初步判定单元、坐标预测单元和结论输出单元；

所述拐点分析单元用于根据数据预处理模块构建的向量表示对目标在某一点的拐点角度进行计算和分析；所述初步判定单元用于根据拐点分析单元的分析结果初步判定目标是否为干扰目标；所述坐标预测单元用于当初步判定单元判定目标并非干扰目标时，对目标下一阶段的坐标点进行分析和预测；所述结论输出单元将坐标预测单元所预测的目标下一阶段的坐标点数据与目标的真实坐标点数据进行比较和分析，给出判断结果，并输出判断结果。

通过上述技术方案，通过数据分析模块对目标信息数据进行动态分析，使得可以进一步精准的判断目标是否为干扰目标，提高系统对雷达信号分析的精准度，可以更加准确的判断目标的特性，为雷达操作员提供数据支撑和参考。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过对飞行目标的信息数据进行获取，并对获取的信息数据进行预处理和动态分析，使得可以精准的判定侦查雷达所获取的目标信息数据是否为真实的雷达信号，能够辅助雷达操作员对侦查目标的真伪进行判断，并且，能够提供判断结果的数据支撑，有助于精准的判断出干扰目标，为电子对抗提供有力的数据支撑。

附图说明

图1为本发明一种基于大数据的雷达信号数据分析方法步骤流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：如图1所示，本发明提供以下技术方案，一种基于大数据的雷达信号数据分析方法，该雷达信号数据分析方法包括以下步骤：

S1、利用侦查雷达获取目标信息数据，并通过显示终端进行实时显示；

所述目标是指飞行目标，例如：无人机，将获取的飞行目标的实时位置信息在显示终端上进行显示；

S2、建立目标信息数据分析模型，对目标信息数据进行存储和标记；

目的是为了方便后期根据侦查雷达获取的目标信息数据对目标轨迹进行动态分析和预测；

建立三维直角坐标系，将S1获取的目标信息数据标记在三维直角坐标系中，并赋予坐标值(X

通过上述技术方案，完成了目标信息数据分析模型的构建，方便了后期根据目标的信息数据进行目标轨迹的预测和动态分析。

S3、对存储和标记的目标信息数据进行预处理；

目的是为了方便后期实现对目标信息数据的数字化动态分析，增加动态分析的精准度；

对目标信息数据的预处理包括向量表示的构建、速度变化预处理和高度变化预处理；

向量表示的构建包括以下步骤：

S301、选定目标的任意坐标点为向量起点；

S302、将S301选定的向量起点相邻的坐标点作为向量终点；

S303、根据下列公式建立向量表示：

其中，

组成向量表示的集合

根据目标的坐标变化构建向量表示，使得可以根据目标的实时向量表示，分析目标飞行状态，根据获取的目标信息数据精准的分析目标是否有可能达到对应的飞行轨迹，进而实现对干扰目标的判断，通过数字化分析的方式，使得可以对判断结果给出精准的数据解释；

速度变化预处理根据下列公式进行分析：

其中，

组成速度变化的集合

高度变化预处理根据下列公式进行分析：

其中，

组成高度变化的集合

通过对目标的历史位置信息进行分析和预处理，使得可以作为目标轨迹预测的训练集，进行轨迹分析模型的训练，方便根据目标的历史位置信息精准的分析和预测目标的位置变化。

S4、利用数据分析模块对预处理之后的目标信息数据进行动态分析。

使得可以根据目标的移动轨迹对目标是否为干扰目标进行分析和判断，提高对目标特性分析的精准度。

利用数据分析模块对目标的移动轨迹进行拐点角度的分析，根据下列公式进行拐点角度的计算：

其中，θ

当θ

因为在目标移动过程中，当θ

当θ

在S4中，利用数据分析模块对目标的下一阶段坐标点进行预测，此处的预测是在θ

S401、获取目标历史移动轨迹中的速度变化集合和高度变化集合；

S402、根据速度变化和高度变化构建回归方程：

其中，u

S403、根据S3的预处理方式对目标下一阶段的坐标点进行处理，得到真实移动速度V'和真实变化高度H'；

S404、将目标的预测移动速度V

通过上述技术方案，根据历史信息数据对侦查目标的下一阶段位置信息进行预测，将侦查目标的预测位置与实际位置之间进行比较和分析，在允许误差的情况下，判断目标是否为干扰目标，可以为雷达操作员提供建议参考，提高对侦查目标特性判断的准确率。

实施例二：一种基于大数据的雷达信号数据分析系统，该雷达信号数据分析系统包括：

一用于进行目标获取的侦查雷达；

一用于对获取的目标信息数据进行显示的显示终端；

一用于进行目标信息数据分析模型构建的模型建立模块；

一用于进行目标信息数据预处理的数据预处理模块；

一用于进行目标信息数据动态分析的数据分析模块。

所述模型建立模块包括坐标系建立单元、目标标记单元和坐标值赋予单元；

所述坐标系建立单元用于建立三维直角坐标系，使得可以实现对目标的精准定位；所述目标标记单元用于将目标标记在三维直角坐标系中，并对目标信息数据进行存储；所述坐标值赋予单元用于对标记在三维直角坐标系中的目标进行坐标值的赋予。

通过上述技术方案，实现对目标信息数据的数字化处理，更加方便了后期进行目标的动态分析，实现了对雷达信号的自动化分析和处理。

所述数据预处理模块包括向量构建单元、速度分析单元和高度分析单元；

所述向量构建单元用于根据目标的任意坐标点和其相邻的坐标点建立坐标点之间的向量表示；所述速度分析单元用于根据相邻两个坐标点的坐标值进行目标移动速度的分析；所述高度分析单元用于根据相邻两个坐标点的高度值进行目标高度变化的分析。

通过上述技术方案，对目标信息数据进行预处理，提高了对目标信息数据的处理能力，加速了对雷达信号的数据分析速度，使得可以更加精准的实现对目标的动态分析。

所述数据分析模块包括拐点分析单元、初步判定单元、坐标预测单元和结论输出单元；

所述拐点分析单元用于根据数据预处理模块构建的向量表示对目标在某一点的拐点角度进行计算和分析；所述初步判定单元用于根据拐点分析单元的分析结果初步判定目标是否为干扰目标；所述坐标预测单元用于当初步判定单元判定目标并非干扰目标时，对目标下一阶段的坐标点进行分析和预测；所述结论输出单元将坐标预测单元所预测的目标下一阶段的坐标点数据与目标的真实坐标点数据进行比较和分析，给出判断结果，并输出判断结果。

通过上述技术方案，通过数据分析模块对目标信息数据进行动态分析，使得可以进一步精准的判断目标是否为干扰目标，提高系统对雷达信号分析的精准度，可以更加准确的判断目标的特性，为雷达操作员提供数据支撑和参考。

实施例三：

该雷达信号数据分析方法包括以下步骤：

S1、利用侦查雷达获取飞行目标的信息数据，并通过显示终端进行实时显示；

S2、建立三维直角坐标系，将S1获取的目标信息数据标记在三维直角坐标系中，并赋予坐标值(X

S3、对目标信息数据进行向量表示的构建、速度变化预处理和高度变化预处理；

向量表示的构建包括以下步骤：

S301、选定目标的任意坐标点为向量起点；

S302、将S301选定的向量起点相邻的坐标点作为向量终点；

S303、根据下列公式建立向量表示：

其中，

组成向量表示的集合

速度变化预处理根据下列公式进行分析：

其中，

组成速度变化的集合

高度变化预处理根据下列公式进行分析：

其中，

组成高度变化的集合

S4、利用数据分析模块对目标的移动轨迹进行拐点角度的分析，根据下列公式进行拐点角度的计算：

其中，θ

θ

实施例四：

该雷达信号数据分析方法包括以下步骤：

S1、利用侦查雷达获取飞行目标的信息数据，并通过显示终端进行实时显示；

S2、建立三维直角坐标系，将S1获取的目标信息数据标记在三维直角坐标系中，并赋予坐标值(X

S3、对目标信息数据进行向量表示的构建、速度变化预处理和高度变化预处理；

向量表示的构建包括以下步骤：

S301、选定目标的任意坐标点为向量起点；

S302、将S301选定的向量起点相邻的坐标点作为向量终点；

S303、根据下列公式建立向量表示：

其中，

组成向量表示的集合

速度变化预处理根据下列公式进行分析：

其中，

组成速度变化的集合

高度变化预处理根据下列公式进行分析：

其中，

组成高度变化的集合

S4、利用数据分析模块对目标的移动轨迹进行拐点角度的分析，根据下列公式进行拐点角度的计算：

其中，θ

θ

利用数据分析模块对目标的下一阶段坐标点进行预测，具体包括以下步骤：

S401、获取目标历史移动轨迹中的速度变化集合和高度变化集合；

S402、根据速度变化和高度变化构建回归方程：

其中，u

S403、根据S3的预处理方式对目标下一阶段的坐标点进行处理，得到真实移动速度V'和真实变化高度H'；

S404、将目标的预测移动速度V

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。