鄧武東，張國(guó)強(qiáng)，龔　迪

(上海衛(wèi)星工程研究所，上海 200240)

?

·工程應(yīng)用·

非合作電子目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)研究

鄧武東，張國(guó)強(qiáng)，龔迪

(上海衛(wèi)星工程研究所，上海 200240)

研究了一種利用Oracle搭建電子類非合作電子目標(biāo)模擬數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，利用Matlab GUI設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)交互界面，實(shí)現(xiàn)和Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的互訪，具有查詢、修改、增刪的功能。并利用ActiveX插件，如AGI Viewer 9瀏覽目標(biāo)平臺(tái)的軌跡，Product View瀏覽目標(biāo)及目標(biāo)搭載平臺(tái)的外形，以及和Agilent ADS+VUE軟件結(jié)合，配以Agilent標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源和任意波發(fā)生器，通過(guò)軟件下載重復(fù)回放的形式實(shí)現(xiàn)任意信號(hào)的半物理信號(hào)模擬。

數(shù)據(jù)庫(kù)；Oracle；Matlab GUI；信號(hào)模擬

0　引言

非合作電子目標(biāo)的真實(shí)模擬是電子類衛(wèi)星方案設(shè)計(jì)的前提，直接影響衛(wèi)星系統(tǒng)的指標(biāo)確定及方案設(shè)計(jì)。未來(lái)電子類衛(wèi)星的任務(wù)對(duì)象日趨復(fù)雜、龐大，采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，無(wú)法保證衛(wèi)星對(duì)重要目標(biāo)的覆蓋，難以發(fā)揮最大效能。電子類衛(wèi)星主要任務(wù)對(duì)象包括高軌衛(wèi)星目標(biāo)，低軌衛(wèi)星目標(biāo)，全球范圍的地面、艦載、機(jī)載的各類雷達(dá)、通信、測(cè)控、導(dǎo)航等電子裝備。目標(biāo)類型眾多，信號(hào)類型復(fù)雜，屬性繁多，參數(shù)復(fù)雜。建立一個(gè)包括各類目標(biāo)、各種參數(shù)的非合作電子目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)十分重要，不僅可以節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間，還可提高設(shè)計(jì)準(zhǔn)確度，同時(shí)還可以作為評(píng)估電子載荷性能的有效途徑。本文研究的非合作電子目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)基于Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)框架,重點(diǎn)介紹了數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容,并展示了多種界面。

1　數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

1.1構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)的解決方案

非合作電子目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)基于Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)框架，采用樹(shù)型結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容包括目標(biāo)的外形、運(yùn)動(dòng)軌跡或位置、所屬平臺(tái)、信號(hào)、天線掃描形式、天線方向圖、時(shí)間戳等內(nèi)容，每個(gè)內(nèi)容逐級(jí)深化，含有時(shí)間戳功能，可供設(shè)置目標(biāo)的工作時(shí)間，具有可查詢、可添加、可擴(kuò)展、可修改的特點(diǎn)；采用Matlab GUI開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)使用界面，調(diào)用AGI STK實(shí)現(xiàn)目標(biāo)外形和運(yùn)動(dòng)的可視化；同時(shí)，Matlab和Agilent ADS+VUE軟件結(jié)合，配以Agilent標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源和任意波發(fā)生器，通過(guò)軟件下載重復(fù)回放的形式實(shí)現(xiàn)任意信號(hào)的半物理信號(hào)模擬。如圖1所示。

1.2數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容

基于Oracle Database 10g數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用軟件，數(shù)據(jù)庫(kù)提供查詢、統(tǒng)計(jì)、篩選、修改功能，利用Matlab GUI提供調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)使用界面。

數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容包括目標(biāo)的外形、運(yùn)動(dòng)軌跡或位置、所屬平臺(tái)、信號(hào)、天線掃描形式、天線方向圖、時(shí)間戳等內(nèi)容，結(jié)構(gòu)如圖2所示，具體內(nèi)容介紹如下。

圖1　數(shù)據(jù)庫(kù)方案框圖

圖2　數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容

Matlab GUI提供了ActiveX插件方便調(diào)用其他程序，這里我們使用AGI Viewer 9實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)平臺(tái)外形和運(yùn)動(dòng)的可視化仿真；Product View可以實(shí)現(xiàn)3D文件的瀏覽，例如天線和搭載平臺(tái)。

信號(hào)種類：包括雷達(dá)、通信信號(hào)。雷達(dá)信號(hào)包括常規(guī)脈沖信號(hào)，頻率分集、脈間捷變、脈組捷變等頻率變化信號(hào)，重頻參差、抖動(dòng)、滑變等時(shí)間變化信號(hào)；線性調(diào)頻、非線性調(diào)頻、二相/四相編碼、頻率編碼等脈內(nèi)調(diào)制信號(hào)；通信信號(hào)包括常規(guī)通信信號(hào)、擴(kuò)頻信號(hào)、跳頻信號(hào)、塔康導(dǎo)航信號(hào)、敵我識(shí)別信號(hào)、數(shù)據(jù)鏈信號(hào)。

信號(hào)參數(shù)：雷達(dá)信號(hào)包括輻射源名稱、型號(hào)、信號(hào)體制、功率、頻率、脈寬、重頻、作用距離、天線形式、天線口徑/大小、天線增益、天線波束、天線掃描、搭載平臺(tái)、分布點(diǎn)/軌道、用途；通信信號(hào)包括輻射源名稱、型號(hào)、是否收/發(fā)、信號(hào)體制、功率、頻率、調(diào)制方式、帶寬、碼速率、作用距離、天線形式、天線口徑/大小、天線增益、天線波束、天線掃描、搭載平臺(tái)、分布點(diǎn)/軌道、用途。

外形：三維模型，支持IGE、STEP、ASM、SAT等多種格式輸入輸出，含有逼真的渲染信息，支持模型的放大、縮小、旋轉(zhuǎn)及活動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)功能。

平臺(tái)：包括陸、海、空、天四大類平臺(tái)。

運(yùn)動(dòng)：提供運(yùn)動(dòng)軌跡以及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的編輯功能，提供高、中、低軌道，支持星歷文件的導(dǎo)入導(dǎo)出。

1.3Matlab與Oracle連接

首先配置好Oracle的ODBC數(shù)據(jù)源，在Windows下“開(kāi)始”→“控制面板”→“性能和維護(hù)”→“管理工具”，點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)源(ODBC)” ；選擇“系統(tǒng)DSN”→“添加”→選擇“Oracle in OraClient10g_home1”，點(diǎn)擊“完成”；配置數(shù)據(jù)源名、TNS和登錄ID；點(diǎn)擊“確定”，即可。

然后，在Matlab中建立到Oracle的ODBC連接，再按照SQL語(yǔ)句的語(yǔ)法進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)操作，實(shí)現(xiàn)查詢、修改、增刪、統(tǒng)計(jì)等功能。

1.4STK Viewer實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)模擬

Matlab GUI提供了ActiveX插件方便調(diào)用其他程序，這里使用AGI Viewer 9實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)平臺(tái)外形和運(yùn)動(dòng)的可視化仿真。

1.5ProductView實(shí)現(xiàn)3D模型的瀏覽

ProductView可以實(shí)現(xiàn)3D文件的瀏覽，例如天線和搭載平臺(tái)。如圖3所示。

圖3　三維模型演示界面

1.6信號(hào)模擬

采用Matlab和Agilent ADS+VUE軟件結(jié)合，配以Agilent標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源和任意波發(fā)生器，通過(guò)軟件下載重復(fù)回放的形式實(shí)現(xiàn)任意信號(hào)的半物理信號(hào)模擬雷達(dá)信號(hào)。包括雷達(dá)信號(hào)、跳頻信號(hào)、民用信號(hào)等；SystemVue軟件中還包含了大量的專用信號(hào)處理設(shè)計(jì)庫(kù)，可以用來(lái)產(chǎn)生多種標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)格式，包括標(biāo)準(zhǔn)通信庫(kù)、LTE-A、LTE、WiMax、WCDMA、HSUPA、CDMA2000、CDMA、802.11AC、WLAN、WPAN、ZigBee、DVB-x2、ISDBT以及專用雷達(dá)庫(kù)、GPS信號(hào)庫(kù)等，方便產(chǎn)生各種信號(hào)。

2　軟件效果

非合作電子目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)具有友好的人機(jī)交互界面、靈活的參數(shù)設(shè)置、全面的目標(biāo)種類、逼真的場(chǎng)景演示等特點(diǎn)，包括查詢主界面、數(shù)據(jù)管理員界面、演示界面、信號(hào)模擬界面。

數(shù)據(jù)庫(kù)主界面如圖4所示，包括輸入查詢條件，輸出查詢結(jié)果條目，顯示目標(biāo)、平臺(tái)外形，輸出目標(biāo)參數(shù)。Matlab通過(guò)ODBC與Oracle服務(wù)器建立連接。查詢響應(yīng)非常迅速，經(jīng)測(cè)試，3s內(nèi)完成。

圖4　數(shù)據(jù)庫(kù)主界面

數(shù)據(jù)庫(kù)管理員界面如圖5所示，提供對(duì)數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改功能，需要輸入Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的管理員賬號(hào)和密碼。

圖5　數(shù)據(jù)庫(kù)管理員界面

STK演示界面如圖6所示，可以看到目標(biāo)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程、載荷作用過(guò)程，同時(shí)能看到外形。目標(biāo)平臺(tái)的空間分布也可以觀察到。

圖6　目標(biāo)平臺(tái)演示界面

信號(hào)模擬界面如圖7所示，利用Matlab和矢量信號(hào)源E8267D，完成輻射源信號(hào)產(chǎn)生；利用矢量信號(hào)分析儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)；初步完成常規(guī)、線性調(diào)頻雷達(dá)信號(hào)以及各種調(diào)制樣式通信信號(hào)的模擬。具備頻譜分析能力、星座圖、眼圖等功能。

圖7　信號(hào)模擬界面

3　結(jié)束語(yǔ)

非合作電子目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立對(duì)于目標(biāo)參數(shù)特性、幾何特性、運(yùn)動(dòng)特性、信號(hào)特性的建立和研究十分有用，本文成果可為研究電子類目標(biāo)提供數(shù)據(jù)支撐，為電子類衛(wèi)星的設(shè)計(jì)提供參考?！?/p>

[1]潘誠(chéng)，張?。甇racle數(shù)據(jù)庫(kù)在三維工廠設(shè)計(jì)軟件PlantSpace中的應(yīng)用[J]．鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)，2002，23(2)：54-56．

[2]郭鄭州，陳軍紅，等．Oracle完全學(xué)習(xí)手冊(cè)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2011．

[3]Price J．Oracle Database 10g SQL開(kāi)發(fā)指南[M]．馮銳，由淵霞，譯.北京：清華大學(xué)出版社，2005．

[4]南洋，周靜，孟開(kāi)元，等．基于Matlab的GUI的界面設(shè)計(jì)[J]．石油儀器，2008，22(6)：76-78．[5]羅華飛．Matlab GUI設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)手記[M]．北京：北京大學(xué)出版社，2011．

[6]李建霞，羅湘燕．ActiveX在AutoCAD二次開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用研究[J]．機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，2009，22(1)：75-76．

[7]王欣，金虎．基于STK/Matlab的通信衛(wèi)星場(chǎng)景建模[J]．電子測(cè)試，2009(4)：1-5．

[8]李亞軍，趙剛，王華，等．在Matlab圖形用戶界面設(shè)計(jì)中使用ActiveX控件[J]．計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2006(12)：135-137．

Research on database technology of un-cooperated electronic target

Deng Wudong， Zhang Guoqiang， Gong Di

(Shanghai Institute of Satellite Engineering， Shanghai 200240， China)

A method that builds an un-cooperated electronic target database by using Oracle is studied. The man-machine interactive face is designed by using Matlab GUI, which can realize communication of Matlab and Oracle, and can realize query，modification，increase and deletion. The track of platform can be viewed by using AGI Viewer 9，the shape can be viewed by using Product View，and any signal can be simulated by using Agilent ADS+VUE.

database； Oracle； Matlab GUI； signal simulate

2016-03-22；2016-05-10修回。

鄧武東(1987-)，男，工程師，碩士，主要從事衛(wèi)星總體、載荷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真等工作。

TN97；TP311.132.4

A