综合射频传感器数据分析系统技术方案

本发明专利技术提出的一种综合射频传感器数据分析系统。利用本发明专利技术可以解决综合射频传感器在试飞过程中工作参数验证、功能性能评估的问题。本发明专利技术通过下述技术方案予以实现：异构数据入库单元将飞行数据按照统一总线消息格式，通过数据访问接口单元存储到数据存储管理单元，数据存储管理单元通过数据访问接口单元提供数据检索服务；接口控制文件定义规范对飞机接口控制文件进行建模，按照接口控制文件定义规范，解析数据存储管理单元里飞行数据；传感器模型评估系统对传感器建立评估模型，解析输入接口控制文件单元数据，将地理坐标变化单元地理坐标转换到对应综合射频传感器坐标系下，导出综合射频传感器评估结果表格，通过Origin软件分析综合射频传感器绘图数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种主要应用于雷达、通信、导航、识别（CNI)综合射频传感器系统的 飞机传感器数据分析系统，特别是用于分析评估飞机传感器工作参数及其功能性能指标。
技术介绍
当今世界信息时代，在利用信息的过程中首先要解决的就是要获取准确可靠的信 息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。传感器早已渗透到诸如工 业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断生物工程、甚至文物保护等等 极其之泛的领域。可W毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩滿的海洋，W至各种复杂的工程 系统，几乎每一个现代化项目都离不开各种各样的传感器。传感器技术已经对大量不同应 用领域，如航空、远距离探测、医疗及工业自动化等领域的信号探测系统产生了深远影响。 目前开发并进入实用阶段的微型传感器已可W用来测量各种物理量、化学量和生物量，如 位移、速度/加速度、压力、应力、应变、声、光、电、磁、热、PH值、离子浓度及生物分子浓度等。 随着传感器体积、重量、功耗急剧增加，可靠性和可维护性问题日益突出，而且带 来一系列新的技术问题。传感器作为长期测量或反复使用的器件，其稳定性显得特别重要， 其重要性甚至胜过精度指标，尤其是对那些很难或无法定期鉴定的场合。造成传感器性能 不稳定的原因是：随着时间的推移和环境条件的变化，构成传感器的各种材料与元器件性 能将发生变化。由于近年来我国在航空电子方面的快速发展，对传感器的性能、种类要求也 越来越高，其结果是使得航空电子设备的成本、体积、重量、功率急剧增加及可靠性大幅下 降，而传感器系统几乎占整个航空电子设备成本的50%~60%。成本、重量、体积和功率等 方面的限制。就目前而言，传感器是航电系统实现上述功能的瓶颈。航空电子传感器的综合 化程度是随着航空电子系统的综合化进程而逐步向前推进的。随着飞机承担任务不断多样 化、复杂化，飞机上装载的电子系统不断不增加，并且越来越复杂，面对的显示和控制装置 越来越多。此外，航空电子系统越来越复杂，综合程度越来越高。综合已从显示器推进到数 据处理，又推进到传感器系统。机载电子设备的传感器数量和种类越来越多，设备间的信号 传递都采用点对点传输，互联电缆多，重量大，占用空间大，对飞机平台造成很不利的影响。 综合射频传感器系统（IRFS)解决了分离式传感器数据采集的诸多缺点。射频综合 的目的是降低成本、重量和体积，同时提高系统的可用性、可靠性和扩展性。综合射频传感 器系统是软件无线电技术的一种具体实现方式。软件综合是指利用软件无线电技术开发具 有高度灵活性和开放性的航电系统。在尽可能靠近天线的地方利用宽带模数(A/D)转换器 完成信号的数字化，再利用软件定义实现系统功能。综合射频传感器系统共用信号的设计 直接决定了系统的功能及其实现方式。共用信号设计的主要目的是在发射端把通信信号与 雷达信号进行融合，而在接收端通过信号识别在不同的系统中提取所需信号。目前，共用信 号的设计主要是基于伪随机序列原理而进行的，如线性调频信号、直接序列超宽带合成信 号等。共用信号W实现将雷达信号隐藏于通信信号之中，提高信号的隐蔽性，并且共用信号 可在接收时对宽脉冲信号进行时间压缩，可W降低对目标的分辨力。对于传感器特性，可W 找出误差的变化规律，或者测出其大小和方向，采用适当的方法加 w补偿或修正。屏蔽、隔 离与干扰抑制传感器大都要在现场工作的，现场的条件往往是难W充分预料的，有时是极 其恶劣的。各种外界因素要影响传感器的精度与各有关性能的。综合射频传感器系统采用 的高度综合化的软硬件架构集成技术复杂，需要多次飞行试验，评估传感器功能和性能，对 综合化系统进行验证。飞行试验设计流程复杂、流程相互穿插、试验成本高、测量参数多、跨 度大、数据共享困难、资源分散、测试设备种类繁多。现有技术采用的分散数据采集分析方 式也不能满足综合射频传感器系统数据记录分析要求，因此需要一种高效传感器数据分析 系统，完成试飞经验积累、试验故障排除、功能性能测试、综合传感器性能评估，进行深层次 的数据挖掘，验证综合传感器系统的功能性能特性。在现有飞机上采用的1553B总线系统 中，所有传感器均采用带宽为1M、数据结构单一的总线互联，对飞行数据分析解算简单。为 满足信息交互的实时性、扩展性，数据结构复杂的综合射频传感器系统采用的是多级综合 层次，多级总线架构。现有技术数据记录分析方法从性能、架构、综合化方面都不能满足综 合射频传感器系统对数据分析解算的要求。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种能够降低操作复杂度，具有可扩展性，支持多种传感器 数据，能够适应多机型的综合射频传感器数据分析系统，W解决综合射频传感器系统在试 飞过程中工作参数验证、功能性能评估的问题。 本专利技术的目的可W通过W下措施来达到。一种综合射频传感器数据分析系统，包 括:按照功能划分为W下子系统和相关功能单元的数据管理系统、接口控制文件管理系统、 传感器模型评估系统、地理坐标变换单元和图表处理单元，其特征在于，数据管理系统包含 异构数据入库单元、数据存储管理单元和数据访问接口单元，异构数据入库单元采用数据 结构适配器模式，将飞行记录仪采集到的各种异构数据，按照统一总线消息格式，建立存储 在数据库中时间戳为索引的数据表，通过数据访问接口控制单元，提交存储到数据存储管 理单元;数据存储管理单元采用关系数据库作为数据管理中屯、，对传感器数据流分析建模， 建立W消息为基本记录单元、W时间戳为索引的数据记录表，通过数据访问接口单元提供 数据检索服务，数据访问接口单元采用开放数据库互连ODBC技术作为数据库访问接口，解 禪合了系统应用与数据库系统之间的关系;接口控制文件处理单元按照接口控制文件定义 规范，解析数据存储管理单元中存储的传感器数据，将传感器数据翻译为逻辑语义值;地理 坐标变换单元将飞机差分GI^数据从GPS坐标系转换到载机传感器坐标系，计算得出传感器 坐标系下的方位、距离信息，利用差分GPS的米级精度优势，作为传感器测量参数性能评估 的参考值;传感器模型评估系统W传感器数据和GI^处理数据作为输入，使用雷达、电子战、 通信、导航、识别传感器模型评估模型，计算传感器真实测量值、计算评估值，W及影响指标 的关联关系；图表处理单元通过专业函数绘图软件完成传感器模型评估结果二Ξ维绘图、 数理统计和其它高级数据分析。 本专利技术具有如下有益效果： 在系统架构上，本专利技术中数据访问接口单元采用开放数据库互连ODBC技术作为数据库 访问接口，解禪合了系统应用与数据库系统之间的关系;数据存储管理单元采用关系数据 库作为数据管理中屯、，对传感器数据流分析建模，建立W消息为基本记录单元、W时间戳为 索引的的数据记录表，W结构化查询语言SQL作为数据检索语言，通过数据访问接口单元提 供数据检索服务，使综合射频传感器数据分析系统适应传感器综合化、多元化的扩展，并且 在数据库选型方面具有极好的扩展性。在企业内部采用大型服务器安装中型数据库 Oracle,存储所有试飞数据，积累试飞经验，提供高并发访问能力;在实验外场采用便携式 电脑+文件数据库SQLite，易安装、维护和拷贝，可W根据使用需求选择不同规模的数据库。 本专利技术采用的数据存储管理单元数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种综合射频传感器数据分析系统，包括：按照功能划分为以下子系统和相关功能单元的数据管理系统、接口控制文件管理系统、传感器模型评估系统、地理坐标变换单元和图表处理单元，其特征在于，数据管理系统包含异构数据入库单元、数据存储管理单元和数据访问接口单元，异构数据入库单元采用数据结构适配器模式，将飞行记录仪采集到的各种异构数据，按照统一总线消息格式，建立存储在数据库中时间戳为索引的数据表，通过数据访问接口控制单元，提交存储到数据存储管理单元；数据存储管理单元采用关系数据库作为数据管理中心，对传感器数据流分析建模，建立以消息为基本记录单元、以时间戳为索引的数据记录表，通过数据访问接口单元提供数据检索服务，数据访问接口单元采用开放数据库互连ODBC技术作为数据库访问接口，解耦合了系统应用与数据库系统之间的关系；接口控制文件处理单元按照接口控制文件定义规范，解析数据存储管理单元中存储的传感器数据，将传感器数据翻译为逻辑语义值；地理坐标变换单元将飞机差分GPS数据从GPS坐标系转换到载机传感器坐标系，计算得出传感器坐标系下的方位、距离信息，利用差分GPS的米级精度优势，作为传感器测量参数性能评估的参考值；传感器模型评估系统以传感器数据和GPS处理数据作为输入，使用雷达、电子战、通信、导航、识别传感器模型评估模型，计算传感器真实测量值、计算评估值,以及影响指标的关联关系；图表处理单元通过专业函数绘图软件完成传感器模型评估结果二三维绘图、数理统计和其它高级数据分析。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：荣建刚，雷婉琦，赖世刚，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51