Oprogramowanie do przetwarzania danych radarowych przekształca surowe sygnały zwrotne z radaru w dane umożliwiające podejmowanie działań w zakresie wykrywania, śledzenia, klasyfikacji, obrazowania oraz orientacji sytuacyjnej w ramach systemów obronnych. Funkcje przetwarzania mogą obejmować kompresję impulsów, analizę dopplerowską, wykrywanie CFAR, cyfrowe formowanie wiązki, tworzenie obrazów SAR, MTI i GMTI, śledzenie wielu celów oraz rozpoznawanie celów.
Na tej stronie przedstawiono dostawców oprogramowania do przetwarzania danych radarowych, obsługującego zastosowania takie jak nadzór powietrzny i morski, przeciwdziałanie bezzałogowym statkom powietrznym (UAS), kierowanie ogniem, nawigacja oraz orientacja w terenie.
Przeczytaj Przegląd technologii
Rozwiązania nowej generacji do przetwarzania danych z radarów morskich, zapewniające lepszą orientację sytuacyjną w zastosowaniach marynarki wojennej i obronnych
Jeśli projektujesz, budujesz lub dostarczasz Oprogramowanie do przetwarzania danych radarowych, Załóż profil, aby zaprezentować swoje możliwości i nawiązać kontakt z osobami, które aktywnie poszukują Twoich rozwiązań.
Oprogramowanie do przetwarzania danych radarowych przekształca surowe sygnały zwrotne z radaru w informacje, które operatorzy, systemy autonomiczne oraz sieci dowodzenia mogą wykorzystywać do wykrywania, śledzenia, klasyfikacji, obrazowania oraz uzyskiwania świadomości sytuacyjnej. W zależności od architektury radaru przetwarzanie może być rozdzielone pomiędzy elektronikę wbudowaną, komputery misji, dedykowane akceleratory lub połączone w sieć węzły przetwarzające.
Nowoczesne oprogramowanie radarowe musi obsługiwać duże ilości danych, spełniając jednocześnie wysokie wymagania dotyczące opóźnień, dokładności, niezawodności oraz odporności na warunki środowiskowe. Procesor radarowy może łączyć konwencjonalne algorytmy przetwarzania sygnałów z technikami adaptacyjnymi, fuzją czujników oraz, w coraz większym stopniu, uczeniem maszynowym w celu wydobywania użytecznych informacji ze złożonych lub zakłóconych środowisk elektromagnetycznych.
Łańcuchy przetwarzania danych radarowych różnią się w zależności od misji i przebiegu fali, jednak kilka funkcji jest powszechnie stosowanych w wojskowych systemach nadzoru, namierzania, nawigacji i obrazowania. Przed przejściem do wyższych poziomów wykrywania i śledzenia przetwarzanie zazwyczaj obejmuje kondycjonowanie sygnału, kalibrację, filtrowanie dopasowane lub kompresję impulsów, przetwarzanie odległości, przetwarzanie efektu Dopplera, tłumienie zakłóceń oraz ustalanie progów wykrywania. Techniki stałego wskaźnika fałszywych alarmów (CFAR) są często stosowane w celu dostosowania progów wykrywania do zmieniających się warunków szumu i zakłóceń.
Formowanie wiązki łączy sygnały z wielu elementów antenowych w celu sterowania odbiorem lub transmisją w wybranych kierunkach. Cyfrowe formowanie wiązki realizuje znaczną część tego przetwarzania numerycznie, umożliwiając systemom radarowym tworzenie wielu równoczesnych wiązek, dostosowywanie wzorów wiązek, tłumienie zakłóceń oraz obsługę szybkich zmian zasięgu nadzoru bez konieczności mechanicznej zmiany położenia anteny. Dokładna kalibracja układu antenowego, synchronizacja czasowa oraz synchronizacja fazowa mają kluczowe znaczenie dla utrzymania wydajności wiązki.
Oprogramowanie do przetwarzania danych radarowych ProteusCore firmy Tocaro Blue
Radar z syntetyczną aperturą (SAR) wykorzystuje ruch platformy radarowej do stworzenia efektywnej apertury antenowej większej niż sama fizyczna antena. Oprogramowanie do przetwarzania danych radarowych łączy spójne fazowo pomiary zebrane wzdłuż trajektorii platformy w celu wygenerowania obrazów o wysokiej rozdzielczości. Przetwarzanie może obejmować kompensację ruchu, kompresję zasięgu, kompresję azymutu oraz formowanie obrazu, co wspiera mapowanie terenu, rozpoznanie, wykrywanie zmian oraz analizę celów.
Techniki wykrywania celów ruchomych (MTI) wykorzystują informacje dopplerowskie lub kolejne pomiary radarowe w celu odróżnienia obiektów ruchomych od nieruchomego tła. Wykrywanie celów ruchomych na ziemi (GMTI) stosuje te zasady do ruchomych celów naziemnych, takich jak pojazdy i personel. Skuteczne przetwarzanie musi uwzględniać zakłócenia, ruch platformy, wpływ ukształtowania terenu, niejednoznaczne prędkości oraz inne niepożądane echa, zachowując jednocześnie cele o stosunkowo niskich prędkościach promieniowych.
Radary z elektronicznym skanowaniem i z układem fazowym sterują wiązkami poprzez kontrolowanie względnej fazy i amplitudy sygnałów w poszczególnych elementach anteny. Oprogramowanie radarowe koordynuje planowanie wiązek, kalibrację układu, wybór przebiegu sygnału, zarządzanie zasobami oraz przetwarzanie sygnałów, umożliwiając szybkie skanowanie i obsługę wielu funkcji radarowych w ramach ściśle określonych limitów czasowych i obciążeń obliczeniowych.
Algorytmy klasyfikacyjne analizują cechy takie jak zachowanie przekroju radarowego, sygnatury dopplerowskie i mikrodopplerowskie, ruch, profile zasięgu lub cechy obrazu w celu rozróżnienia kategorii wykrytych obiektów. Bardziej zaawansowane oprogramowanie do analizy radarowej może łączyć pomiary w czasie lub korelować informacje radarowe z danymi z innych czujników w celu poprawy pewności klasyfikacji i wsparcia rozpoznawania celów.
Śledzenie wielu celów polega na powiązaniu wykrytych obiektów z istniejącymi śladami przy jednoczesnym szacowaniu pozycji, prędkości, kursu oraz innych informacji o stanie wielu obiektów. Do przewidywania i aktualizacji stanów celów stosuje się techniki filtrowania i szacowania. Przetwarzanie danych musi uwzględniać przypadki brakujących wykryć, fałszywych alarmów, krzyżujących się śladów, manewrujących celów oraz środowisk o dużej gęstości celów. Logika zarządzania śladami określa również, kiedy należy zainicjować, zaktualizować, potwierdzić lub usunąć ślady.
Systemy radarowe generujące obrazy wymagają przetwarzania w celu przekształcenia złożonych pomiarów radarowych w interpretowalne reprezentacje terenu, obiektów budowlanych, statków, pojazdów lub innych celów. Funkcje wizualizacji mogą również wyświetlać wykryte obiekty, ślady, informacje dopplerowskie, wartości pewności oraz stan czujników, umożliwiając operatorom interpretację wyników radarowych w połączeniu z innymi informacjami dotyczącymi misji.
Przetwarzanie danych radarowych wspiera misje, od nadzoru rozległych obszarów po precyzyjne śledzenie. Algorytmy, architektura obliczeniowa, częstotliwość aktualizacji oraz wymagania dotyczące opóźnień w dużym stopniu zależą od roli operacyjnej danego radaru.
Radary obserwacyjne monitorują rozległe obszary pod kątem obecności statków powietrznych, pojazdów, personelu, statków lub innych obiektów będących przedmiotem zainteresowania. Oprogramowanie przetwarzające eliminuje zakłócenia, wykrywa potencjalne cele, śledzi ich tor lotu oraz może nadawać obiektom priorytet w celu dalszej analizy. Systemy morskie i okrętowe muszą uwzględniać zakłócenia morskie oraz zmieniające się warunki na powierzchni, natomiast radary naziemne borykają się z ukształtowaniem terenu, roślinnością, efektami wielodrożności oraz innymi źródłami zakłóceń.
Przetwarzanie danych z radarów obrony powietrznej kładzie nacisk na szybkie wykrywanie, dokładne śledzenie oraz spójne aktualizacje w przypadku potencjalnie szybkich lub manewrujących zagrożeń. Systemy ostrzegania przed pociskami i ich śledzenia mogą przetwarzać trajektorie o dużej prędkości w szerokich obszarach działania, dostarczając dane śledzenia do sieci dowodzenia i kontroli, systemów obronnych lub innych czujników odpowiedzialnych za ocenę zagrożeń i reagowanie na nie.
Radar kierowania ogniem wymaga precyzyjnych pomiarów, które mogą wspierać namierzanie broni i prowadzenie ognia. Systemy lokalizacji broni oraz radary przeciwbateryjne analizują trajektorie pocisków w celu oszacowania punktów ich pochodzenia lub uderzenia. W zastosowaniach tych kładzie się szczególny nacisk na niskie opóźnienia przetwarzania, dokładność pomiarów, ciągłość śledzenia oraz niezawodne działanie w środowiskach z dużą ilością zakłóceń lub w warunkach walki.
Oprogramowanie radaru do zwalczania bezzałogowych statków powietrznych (UAS) musi wykrywać i śledzić stosunkowo małe, wolno poruszające się lub nisko lecące cele, które mogą być trudne do odróżnienia od ptaków, ukształtowania terenu, budynków i innych zakłóceń. Klasyfikacja, analiza mikro-Dopplera oraz analiza zachowania śladów mogą pomóc w odróżnieniu potencjalnych bezzałogowych statków powietrznych od obiektów nieszkodliwych, zanim informacje zostaną przekazane do systemów identyfikacji lub przeciwdziałania.
Platformy wywiadowcze, obserwacyjne i rozpoznawcze (ISR) wykorzystują radary do rozszerzenia zasięgu obserwacji na rozległe obszary oraz w warunkach, w których czujniki optyczne mogą mieć ograniczoną skuteczność. Systemy powietrznego wczesnego ostrzegania (AEW) mogą łączyć przetwarzanie danych z radarów dalekiego zasięgu z zarządzaniem śladami i dystrybucją danych, natomiast systemy obserwacji pola walki integrują dane z wykrywania radarowego z szerszymi sieciami dowodzenia, czujników i wywiadu.
Przetwarzanie danych radarowych może wspierać nawigację w odniesieniu do ukształtowania terenu, wykrywanie przeszkód, pomiar wysokości oraz funkcje śledzenia ukształtowania terenu dla statków powietrznych i platform bezzałogowych. Na znacznie większych odległościach wyspecjalizowane systemy radarowe przyczyniają się do świadomości przestrzeni kosmicznej poprzez wykrywanie i śledzenie satelitów, śmieci kosmicznych oraz innych obiektów na orbicie, co wymaga wysoce precyzyjnych pomiarów, kojarzenia obiektów oraz przetwarzania trajektorii.
Oprogramowanie radarowe jest zazwyczaj zintegrowane z większymi architekturami elektroniki obronnej, dlatego wymagania dotyczące platformy mogą wykraczać poza same algorytmy przetwarzania. Istotne kwestie do rozważenia mogą obejmować:
Obowiązujące normy zależą od platformy, programu zakupowego, architektury systemu, podstawy zdatności do lotu oraz przewidywanego środowiska eksploatacyjnego.
Postępy w zakresie wydajności obliczeniowej oraz architektur definiowanych programowo poszerzają zakres funkcji, które można realizować w ramach łańcuchów przetwarzania danych radarowych. Do istotnych osiągnięć należą:
Postępy te zwiększają znaczenie modułowego oprogramowania do przetwarzania danych radarowych, które może być skalowane w zależności od zmieniającego się sprzętu, algorytmów, wymagań misji oraz architektur systemów obronnych.
Wyszukiwanie firm i produktów
Subskrybuj cotygodniowy eBrief
Najnowsze osiągnięcia inżynieryjne i techniczne prosto do Twojej skrzynki odbiorczej - dołącz do tysięcy inżynierów, którzy je otrzymują.