本方法属于空管自动化系统中雷达数据处理及传输的计算机技术应用领域，尤 其是一种基于图形化的雷达数据分析方法。 背景技术
雷达数据分析用于检测雷达数据传输质量的好坏及验证雷达数据内容的正确 性；录取雷达数据并再现选定雷达的历史数据，以获取某一时段选定目标的飞行状态。
现有的雷达数据传输质量检测一般是采用规程分析仪进行分析，这种方式的优 点是适用范围宽，缺点是只能在通信链路层检测雷达数据的传输质量，不能对应用 层的雷达数据传输协议进行检测。
现有的雷达数据分析方法最常见的实现有两种， 一种就是把记录的雷达数据回 放，重新经过空管自动化程序处理,以再现某一时间段的历史状态。这种方式的优点 是直观形象，缺点是从获得的目标的信息不够全面，没有过滤功能，并且受空管自 动化程序的限制也较多，很难进行静态查看。另一种就是专门的分析程序，即将二 进制的雷达数据解析成文本文件，然后通过分析文本文件来获得目标的信息，这种 方法的缺点是不够形象化，而且现阶段的分析程序多是针对某一种雷达，没有通用 性。
发明内容
本发明可以实时检测雷达数据传输质量，即可以检测雷达数据在应用层的协议， 雷达站对于目标的探测质量，雷达站对于某个目标的探测是否准确、连续，同时也 可以录取雷达数据并加以分析，以动态显示、静态显示和文本显示三种方式相结合 来全面获取目标的历史状态及历史信息，达到分析飞行事故、查找飞行隐患、分析 空管自动化系统问题、测量雷达数据传输质量的目的。
实现本发明所说的基于图形化的雷达数据分析方法的技术方案是这样的： 一种基于图形化的雷达数据分析方法，包括雷达数据动态回放，即将数据中的 目标信息提取出来，按照目标数据录取的时间顺序对目标数据进行简单的航迹相关
后在空管地图上显示出来，以再现某一时间段的空情历史状态；将二进制的雷达数 据解析成文本文件的专门分析程序，再通过分析文本文件来获得目标的信息的雷达 数据分析方法，其特征是包括以下步骤：
(1) 从参数文件中读取雷达参数表，从各图层文件中读取地图数据；
(2) 选择待分析的雷达；
(3) 以选择的雷达中心点坐标为中心点对地图数据进行坐标投影计算，得到地图 相对于中心点的XY坐标，并根据当前显示比例计算出屏幕坐标并根据用户选择的 图层进行地图显示；
(4) 选择雷达历史数据分析
(5) 读取雷达数据文件并根据该雷达应用的雷达数据传输协议进行解析；
(6) 获得：a雷达数据静态显示，b雷达数据动态回放，C文本文件输出。 一种基于图形化的雷达数据分析方法，其特征是雷达数据解析的步骤是-
(1) 初始化雷达解码类，确定所选雷达的数据校验方法和数据解码规则；
(2) 获取一帧雷达数据；
(3) 校验雷达数据是否正确；
(4) 如果正确，按照相应的雷达数据传输规程解析雷达数据，将引数据帧内的 目标点（航）迹信息、状态信息提取出来，放入相应的列表中等待调用；
(5) 按照雷达数据校验的结果修改雷达信息好坏包的统计；
(6) 数据文件是否结束或者是否结束实时数据接收；
(7) 如果是，雷达数据解析结束，如果否，回到（2)步继续获取一帧雷达数据。 一种基于图形化的雷达数据分析方法，其特征是空管地图显示的步骤是：
(1) 根据系统中心点的经纬度建立转换类；
(2) 读取地图数据并将地图数据的经纬度投影到平面上转换为相对于系统中心的 XY值；
(3) 根据当前放大率将地图数据由XY坐标转换为屏幕坐标，写入虚拟显存中， 待所有的地图要素处理完，将可视范围内的内容写成位图保存；
(4) 将空管地图的显示位图复制到虚拟显存中作为底图，叠加完其它显示要素后 复制到显存中显示；
(5) 检查屏幕是否有变化，如果是，检査屏幕是否有偏心、縮放，如果有，回到 (3)继续；如果否，回到（4)继续；
(6)检査屏幕是否有变化，如果否，等待变化。 一种基于图形化的雷达数据分析方法，其特征是获得雷达数据的静态显示包括 目标过滤显示、雷达位置及磁差校正，其具体步骤是：
(1 )将从雷达数据中提取出来的目标信息中的位置信息用坐标转换类转换为相对 于雷达中心点的XY坐标，再按照雷达的当前磁偏差修正后转换为屏幕坐标在屏幕上 显示为一个轨迹点；
(2) 所有目标按照航迹号或二次代码的不同在最后一个轨迹点上显示一个拖动和 选择的显示标牌；
(3) 在显示标牌上可用鼠标右键点击，此时有关此航迹的相关轨迹点将用较显著 的颜色显示并弹出此目标所有点的文本信息窗口；
(4) 在目标过滤对话框中，可选择目标的二次码或航迹号及显示时间段进行过滤 显示；
(5) 在雷达位置校正对话框中，输入尝试雷达坐标，确认后空管地图和当前显示 的目标数据按照新的雷达坐标重建坐标转换类，并对所有显示元素重新进行投影计 算，然后更新显示；
(6) 在雷达磁偏差校正对话框中，输入尝试磁偏差，确认后当前显示的目标数据， 按照新的雷达磁偏差对所有目标重新进行磁偏差修正，然后更新显示。
一种基于图形化的雷达数据分析方法，其特征是可以实时检测雷达数据传输质 量，即可以检测雷达数据在应用层的协议，雷达站对于目标的探测质量，雷达站对 于某个目标的探测是否准确、连续。
实现上述步骤后尤其是获得的雷达数据静态分析，可将数据中的某一时间段的 选定目标信息解析出来并将其轨迹点显示在空管地图上，得到所关心目标的飞行轨 迹及飞行中各点的具体数据。实现了本发明的目的。与现有技术方法相比，本技术 方法跟有如下积极效果：
1、 与地图对比显示，目标形象直观。目标在这种分析方式下，不再是独立的简 单数据，可以与地图图元对比，与周围目标对比，与本目标的历史或后续信息对比。
2、 可以直接分析串行化的高级数据链路协议（HDLC)数据和基本型数据链路 协议（BSC)数据。 3、 适应分析的雷达类型广泛，可以分析国内主要的航管雷达以及几种主要的军 用航管雷达和警戒雷达。
4、 信息全面完整。对雷达数据中所有信息进行解析并输出。
5、 与规程分析仪的功能比较，本方法还可以实时检测雷达数据传输质量。前者 只能判断雷达数据是否传输正确，不管传输的具体内容是否正确。还可以检测雷达 数据在应用层的协议是否正确，雷达站对于目标的探测质量，雷达站对于某个目标 的探测是否准确、连续等。
附图说明
图1是本发明所说的基于图形化的雷达数据分析方法主要流程框图示意图。 图2是本发明所说的雷达数据解析步骤的主要流程框图示意图。 图3是本发明所说的雷达数据分析空管地图显示主要流程框图示意图。 图4是本发明所说的雷达数据分析静态显示的具体步骤流程框图示意图 图5图6是本发明在空管自动化系统中应用实施例示意图。 具体实施方式
本发明主要在空管自动化系统的雷达数据处理及传输环境中应用实施，所需要 的实施设备包括手提电脑一台、多路线路适配器（川大智胜公司自制） 一台即可。 实现本发明的程序运行支持的操作系统平台为WINDOWS98/2000/XP。
图1所示，要进行雷达数据静态分析就必须将雷达数据中的某一时间段的选定 目标信息解析出来并将其轨迹点显示在空管地图上，得到所关心目标的飞行轨迹及 飞行中各点的具体数据。首先要从雷达参数文件中读取各雷达相关参数，即雷达站 的经纬度、高度等己知信息，从各图层文件中读取地图数据，如航路、航线、机场、 导航台、地标点图层等；从雷达列表中选择待分析的雷达；以选择的雷达中心点坐 标为中心点对地图数据中的经纬度坐标进行坐标投影计算，本实施例中坐标投影计 算的坐标变换是以正球模型推导计算公式，其中正球模型与地球实际几何形状偏差 引起的误差，采用适当选取局部最佳等效地球半径的方法作一定程度的补偿。例如 涉及的主要坐标变换公式如下：
斜距、方位角到经度、纬度的变换：一-")—Wl)
cos/ =[(及+ A)2 + (及+ C)2 - ,/[2 *(及+ /z).(i? + C)]
tan(zl - &) = sin 〃 /(c/g/. cos p0 - cos々.sin p。)
formula see original document page 8经度、纬度到斜距、方位角的变换：（X-cp)4(rh-li) cosy = sin p. sin p0 +cosp.cosp0.cos(^ —/^)
tan/? = [cos伊.sin(/l — A)]/[sin^7.cosp。 一cosp.sin^>0.cos(>l —/^)]
=(及+/02 + (及+ C)2 - 2 * (i? + A) * (及+ C) * cos y
上式中：rh为目标斜距，（3为目标方位角、C为目标高度、h为雷达站高度、入 为目标经度、（p为目标纬度、人0为雷达站经度、cpO为雷达站纬度、R为最佳等效地 球半径。
X-Y坐标到经度、纬度的变换：银-m — " i〉
tan( A — A0) = 4 * (/? + A) * ^ /{[4 * + A)2 — %2 — 72]. cos p。 — 4 * (/? + A) * r * sin p0}
tanp ■— y *sin(^ —A)/(X.cos^o) + tanpo.cos(/1 — 经度、纬度到X-Y坐标：（X-cp)"Hx-y)
formula see original document page 8上式中：X为目标经度、cp为目标纬度、x，y为目标显示平面坐标、X0为雷达站 经度、cp0为雷达站纬度、h为雷达站高度、R为最佳等效地球半径。
从而得到地图中各点相对于中心点的XY坐标，并根据当前显示比例（注：一 般航管雷达初始显示比例为100万分之一）计算出屏幕坐标并根据用户选择的图层 进行地图显示；选择雷达历史数据分析，读取雷达数据文件并根据该雷达应用的雷 达数据传输协议进行解析。图2所示，解析包括如下步骤：初始化雷达解码类，确 定所选雷达的数据校验方法和数据解码规则，如雷神雷达采用CCITT的CRC校验 方式，数据传输规则采用欧洲标准ASTERIX格式；获取一帧雷达数据；校验雷达 数据是否正确；如果正确，按照相应的雷达数据传输规程解析雷达数据，将引数据 帧内的目标航迹信息、状态信息提取出来，放入相应的列表中等待调用；按照雷达 数据校验的结果修改雷达信息好坏包的统计；数据文件是否结束或者是否结束实时 数据接收；如果是，雷达数据解析结束，如果否，回到前面步骤继续获取一帧雷达 数据。图3所示，地图显示是指根据系统中心点的经纬度建立坐标转换类对象（注： 这个类是为了使运算更快，将坐标转换公式中用到了一些只跟雷达中心点有关的一 些中间变量在初始化时先计算出来，避免重复计算）；读取地图数据并将地图数据的对于系统中心的XY值；根据当前放大率将地图数据
由XY坐标转换为屏幕坐标，写入虚拟显存中，待所有的地图要素处理完，将可视 范围内的内容写成位图保存；将空管地图的显示位图复制到虚拟显存中作为底图， 叠加完其它显示要素后复制到显存中显示；检查屏幕是否有变化，如果是，检查屏 幕是否有偏心、缩放，如果有，回到前面继续进行XY坐标转换为屏幕坐标；如果 否，回到继续将空管地图的显示位图复制到虚拟显存中作为底图，叠加完其它显示 要素后复制到显存中显示；检查屏幕是否有变化，如果否，等待变化。这样将地理 坐标转换为屏幕坐标，实现了空管地图的显示并且具有地图的缩放、地图的移动、 图层分层显示等功能。图4所示是目标显示方式之一雷达数据的静态显示，包括目 标过滤显示、雷达位置及磁差校正由于有了上面的工作基础，所以比较地容易实现。 具体步骤包括-
(1) 将从雷达数据中提取出来的目标信息中的位置信息用坐标转换类转换为相对 于雷达中心点的XY坐标，再按照雷达的当前磁偏差修正后转换为屏幕坐标在屏幕上 显示为一个轨迹点；
(2) 所有目标按照航迹号或二次代码的不同在最后一个轨迹点上显示一个拖动和 选择的显示标牌；
(3) 在显示标牌上可用鼠标右键点击，此时有关此航迹的相关轨迹点将用较显著 的颜色显示并弹出此目标所有点的文本信息窗口；
(4) 在目标过滤对话框中，可选择目标的二次码或航迹号及显示时间段进行过滤 显示；
(5) 在雷达位置校正对话框中，输入尝试雷达坐标，确认后空管地图和当前显示 的目标数据按照新的雷达坐标重建坐标转换类，并对所有显示元素重新进行投影计 算，然后更新显示；
(6) 在雷达磁偏差校正对话框中，输入尝试磁偏差，确认后当前显示的目标数据， 按照新的雷达磁偏差对所有目标重新进行磁偏差修正，然后更新显示。
除此之外，目标显示还包括动态显示和文本显示。动态显示相当于雷达数据回 放方式，即把解析出来的航迹和点迹按照数据中的航迹号和二次代码进行简单相关 后叠加到空管地图上进行显示，这种方式可以观察同一时刻空中情况的状态。文本-显示指在这种方式下可以选中目标或目标点进行査看每一个目标点详细的文本信
息。同样支持将所有解析的内容输出到一个格式文本文件中，这个文件具有较整齐 的格式，可以用EXECL进行表格化，可以使用EXECL进行分析。
本方法还有实时检测雷达数据传输质量的功能。与规程分析仪功能相比有独到 的丰富的功能，在雷达数据分析中不仅仅判断雷达数据是否传输正确，还可以检测 雷达数据在应用层的协议是否正确，雷达站对于目标的探测质量，雷达站对于某个 目标的探测是否准确、连续等。为雷达数据解析、测量雷达数据传输质量提供最基 础的保障。
给出本发明的雷达数据静态显示的操作过程：
选择待分析的雷达数据及相应的雷达参数，确定后进行数据解析，选择静态输 出，选择航迹号或二次代码以及显示的时间段，确定后开始输出，选中目标的标牌， 选中目标的所有目标点变为红色，点鼠标右键可査看选中目标所有点的所有数据项， 也可用鼠标选中某一目标点查看某一目标点的详细情况。如果看到数据中有一个异 常点，说明此类异常点往往会影响空管自动化系统对此目标的处理。如果雷达的坐 标位置有偏差或雷达的磁差不准确，可以使用本方法进行校正。在静态显示方式下， 雷达的位置或磁差值发生偏差，那么大多数目标的飞行轨迹就不会与航路航线重合， 这时可以打开雷达位置校正功能，输入新的位置和磁差进行尝试，直到得到满意的 结果为止。
图5图6所示本发明在空管自动化系统中应用实施例。雷达数据从雷达头录取 下来后经过处理从雷达站的处理设备转换为同步信号输出到数据分路设备，通过 MODEM传输给各地的空管自动化系统；接收MODEM收到模拟信号后将同步数据 信号通过DB25线传输给同步转异步设备，并通过数据分配器分配到不同的处理服 务器上；处理服务器将收到的各地单雷达数据进行综合，将管制员所需要的目标航 迹数据输出到各管制席位上，管制席位上的空情显示软件接收后进行显示。本方法 在这个传输流程中有两个连接点可以得到应用。这两个连接点一个是在雷达站的分 路器至发送端的MODEM之间，另一个是在收端MODEM与同步转异步设备之间。 在这两个连接点处均是RS232的标准DB25接口 ，可以通过DB25的一分二线将雷 达数据分出，接入多路线路适配器的接收DB25端口上，多路线路适配器将同步信 号进行通信协议解析得到雷达数据并通过UDP网络包传输给电脑上的雷达数据分 析程序，分析程序接收、记录、分析收到的雷达数据。