C4IKSR系統(tǒng)中的組網(wǎng)雷達(dá)數(shù)據(jù)集成應(yīng)用研究

賀天章等

摘 要：該文首先介紹了C4IKSR系統(tǒng)中組網(wǎng)雷達(dá)數(shù)據(jù)集成的需求，然后分析了雷達(dá)異構(gòu)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，最后通過XML技術(shù)實(shí)現(xiàn)了組網(wǎng)雷達(dá)的異構(gòu)數(shù)據(jù)集成，滿足了對(duì)高層指揮軟件訪問組網(wǎng)雷達(dá)數(shù)據(jù)提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口的要求。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)集成 雷達(dá)組網(wǎng) XML 元數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（a）-0009-02

Abstract：First introduces the demands of radar network data integration in C4IKSR system， then analysis of the characteristics of heterogeneous data，finally through the XML technology to realize the integration of heterogeneous data， which meets the requirements of the command software to access the netted radar data by aunified data interface.

Key words：Data integration Radar network XML Metadata

信息融合技術(shù)包括數(shù)據(jù)融合和非數(shù)據(jù)信息的融合，它是隨著計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)按時(shí)序獲取若干傳感器的觀察信息，并在一定準(zhǔn)則下加以分析、綜合，以完成C4IKSR系統(tǒng)即指揮自動(dòng)化系統(tǒng)所需的決策與評(píng)估任務(wù)而進(jìn)行的數(shù)據(jù)信息處理過程[1]。其中數(shù)據(jù)融合是對(duì)各種異構(gòu)數(shù)據(jù)提供統(tǒng)一的表示、存儲(chǔ)和管理，以實(shí)現(xiàn)邏輯或物理上有機(jī)的集中[2]。

雷達(dá)組網(wǎng)是指通過將多部不同體制、不同頻段、不同工作模式、不同極化方式的雷達(dá)或者無源偵察裝備適當(dāng)布站，借助通信手段鏈接成風(fēng)并由中心站統(tǒng)一調(diào)配，從而形成的一個(gè)有機(jī)整體[3]。網(wǎng)內(nèi)各雷達(dá)和雷達(dá)對(duì)抗偵察裝備的信息（原始信號(hào)、點(diǎn)跡、航跡等）由中心站收集，綜合處理后形成雷達(dá)網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)的情報(bào)信息，并按照戰(zhàn)爭態(tài)勢的變化自適應(yīng)地調(diào)整網(wǎng)內(nèi)各雷達(dá)的工作狀態(tài)，發(fā)揮各個(gè)雷達(dá)和雷達(dá)對(duì)抗偵察裝備的優(yōu)勢，從而完成整個(gè)覆蓋范圍內(nèi)的探測和定位等任務(wù)。但在雷達(dá)組網(wǎng)過程中，如何消除各雷達(dá)終端共享數(shù)據(jù)的異構(gòu)性，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問機(jī)制，滿足各種指揮管理軟件系統(tǒng)要求是雷達(dá)組網(wǎng)形成戰(zhàn)斗力首先要解決的問題。

1 組網(wǎng)雷達(dá)中數(shù)據(jù)集成需求及特點(diǎn)

雷達(dá)網(wǎng)指揮系統(tǒng)、戰(zhàn)場頻譜管理系統(tǒng)等作戰(zhàn)指揮軟件（以下簡稱C4I應(yīng)用）必須把分布在戰(zhàn)場不同區(qū)域內(nèi)的多部雷達(dá)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地提取、處理、融合和管理，才能為指揮員提供準(zhǔn)確的情報(bào)分析，進(jìn)一步幫助指揮員做出科學(xué)的決策，因此在雷達(dá)組網(wǎng)數(shù)據(jù)集成必須滿足以下要求：

（1）屏蔽組網(wǎng)雷達(dá)數(shù)據(jù)間的異構(gòu)性，形成格式統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

（2）形成規(guī)范的組網(wǎng)雷達(dá)數(shù)據(jù)集成模式，并向指揮所及向更高級(jí)的指揮中心提供數(shù)據(jù)訪問接口；

（3）為同級(jí)別或不同級(jí)別的作戰(zhàn)單元間的數(shù)據(jù)互操作訪問提供支持。

當(dāng)前，我軍服役的雷達(dá)期雷達(dá)系統(tǒng)新老并存，且由不同的廠家研制，由于缺乏長遠(yuǎn)規(guī)劃，導(dǎo)致在雷達(dá)組網(wǎng)過程中出現(xiàn)語義、格式不統(tǒng)一等數(shù)據(jù)異構(gòu)問題，信息集成比較困難，其異構(gòu)問題主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一；

（2）數(shù)據(jù)定義不一樣；

（3）數(shù)據(jù)名稱含義有差別；

（4）數(shù)據(jù)速率不相等；

（5）通信方式不統(tǒng)一。

因此，只有消除數(shù)據(jù)的異構(gòu)性，才能實(shí)現(xiàn)真正的雷達(dá)組網(wǎng)。

2 雷達(dá)組網(wǎng)數(shù)據(jù)集成方案及關(guān)鍵技術(shù)

2.1 數(shù)據(jù)集成方案

雷達(dá)異構(gòu)數(shù)據(jù)集成最主要的目標(biāo)是整合多個(gè)異構(gòu)數(shù)據(jù)源，向指揮人員或其它網(wǎng)內(nèi)雷達(dá)提供統(tǒng)一查詢、更新等操作接口，協(xié)調(diào)各終端間的數(shù)據(jù)通信，使得指揮人員和操作人員能夠透明地獲取更多的戰(zhàn)場信息資源，并進(jìn)行指揮、控制多部雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行作戰(zhàn)。

通過分析，解決組網(wǎng)雷達(dá)異構(gòu)數(shù)據(jù)源問題比較理想的方案是在C4I應(yīng)用和雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)終端間引入XML數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理中間件。其中XML語言作為數(shù)據(jù)源交互的媒介，具有很好的數(shù)據(jù)描述、傳送、語義表達(dá)等能力[4][5]，滿足了表達(dá)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和各種約束的需要；數(shù)據(jù)的純文本表達(dá)與平臺(tái)無關(guān)性滿足了解決異構(gòu)雷達(dá)數(shù)據(jù)源間的互操作所需要的跨平臺(tái)性[6]。

在基于XML技術(shù)的雷達(dá)組網(wǎng)數(shù)據(jù)集成過程中，數(shù)據(jù)間的模式轉(zhuǎn)換通過XSL和XSLT（可擴(kuò)展樣式表語言）技術(shù)實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)間的映射關(guān)系由元數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)接口的提供通過開放的DOM和SAX編程接口實(shí)現(xiàn)，其集成框架如圖1所示。

其中，（1）數(shù)據(jù)操作引擎：它是C4I應(yīng)用層和各數(shù)據(jù)源交互的接口，主要完成XML數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)速率調(diào)整等功能。根據(jù)各C4I應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求，將接收到的雷達(dá)測量數(shù)據(jù)打包后通過各種傳輸協(xié)議分發(fā)到指定的目標(biāo)地址，然后在C4I應(yīng)用系統(tǒng)中完成戰(zhàn)場中的數(shù)據(jù)優(yōu)化、分析、評(píng)估和決策，同時(shí)將接收到的指揮命令信息轉(zhuǎn)發(fā)到指定的雷達(dá)作戰(zhàn)終端單元。

（2）XML解析器：主要完成集成數(shù)據(jù)XML模式的確認(rèn)，也就是測試文檔是否符合施加到其文檔類型之上的約束條件，分析該XML文檔的語法和格式是否正確，以確保在實(shí)時(shí)傳輸過程中沒有數(shù)據(jù)丟失和錯(cuò)誤。

（3）XML映射器：當(dāng)雷達(dá)數(shù)據(jù)源產(chǎn)生的Schema和C4I應(yīng)用系統(tǒng)中使用的Schema不一致的時(shí)候，首先檢查是否有相應(yīng)的XSLT文件。如果有，則直接按該文件內(nèi)的規(guī)則把包含雷達(dá)測量數(shù)據(jù)的XML數(shù)據(jù)文件流轉(zhuǎn)換為目標(biāo)格式的XML文件流；如果沒有，則查詢?cè)獢?shù)據(jù)庫，提取出對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)類型和屬性名稱，根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則把標(biāo)準(zhǔn)Schema中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)類型和屬性名稱進(jìn)行映射，同時(shí)生成一個(gè)XSLT文件以備后用。

（4）XML模式轉(zhuǎn)換器和XML封裝器：主要完成XML數(shù)據(jù)模式與雷達(dá)數(shù)據(jù)源終端中的數(shù)據(jù)模式（二進(jìn)制數(shù)據(jù)、HTML文檔、文本文件等）轉(zhuǎn)換，包括命令字格式、語義的映射轉(zhuǎn)換；其中XML模式轉(zhuǎn)換器是把XML文件內(nèi)容轉(zhuǎn)換成雷達(dá)終端命令字，XML封裝器把組網(wǎng)雷達(dá)中的測量數(shù)據(jù)按一定的規(guī)則轉(zhuǎn)化為XML文件。

（5）數(shù)據(jù)處理器：在現(xiàn)有的通信基礎(chǔ)設(shè)施上，直接負(fù)責(zé)與組網(wǎng)雷達(dá)中的雷達(dá)數(shù)據(jù)源的交互工作。

2.2 基于元數(shù)據(jù)庫的映射轉(zhuǎn)換方法

考慮到雷達(dá)組網(wǎng)異構(gòu)數(shù)據(jù)集成的可擴(kuò)展性和通用性，本方案采用了元數(shù)據(jù)庫方法，經(jīng)過查詢后自動(dòng)生成XSLT文件。

通常把元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模型看作一個(gè)四元組（N，A，V，S），其中N表示對(duì)元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程的元素標(biāo)識(shí)的名稱空間，A表示描述元數(shù)據(jù)元素標(biāo)識(shí)的元素集合，V表示所有元數(shù)據(jù)元素值域的集合，S表示元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中的語法表達(dá)[2]；因此可把組網(wǎng)雷達(dá)異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中的依據(jù)：元數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)的列有目標(biāo)數(shù)據(jù)、源數(shù)據(jù)、目標(biāo)數(shù)據(jù)類型、源數(shù)據(jù)類型和轉(zhuǎn)換函數(shù)等。

在元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表中，從組網(wǎng)雷達(dá)數(shù)據(jù)到C4I應(yīng)用系統(tǒng)組輸入數(shù)據(jù)間可能出現(xiàn)的映射關(guān)系存在著一對(duì)一、一對(duì)多和多對(duì)一三種情況。由于在一個(gè)C4I應(yīng)用系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)多種含義，因此，為了防止在某一個(gè)C4I應(yīng)用系統(tǒng)在查詢?cè)獢?shù)據(jù)庫時(shí)出現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)多種含義的現(xiàn)象，在元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表中添加“應(yīng)用標(biāo)識(shí)”列，因此，元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表設(shè)計(jì)如表1所示。

在添加元數(shù)據(jù)記錄時(shí)，核心是要檢查元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表中源數(shù)據(jù)元素與對(duì)應(yīng)的目標(biāo)數(shù)據(jù)元素的值域，建立必要的值域轉(zhuǎn)換函數(shù)。在元數(shù)據(jù)庫中建立數(shù)據(jù)元素對(duì)應(yīng)關(guān)系后，會(huì)存在一些雷達(dá)數(shù)據(jù)源與C4I應(yīng)用中的數(shù)據(jù)元素值域的定義不一致的情況，特別是在語義的異構(gòu)性方面，如對(duì)目標(biāo)經(jīng)度的描述有東經(jīng)、西經(jīng)、經(jīng)度，若不經(jīng)過嚴(yán)格規(guī)范而形成的XSLT文件，這將丟失數(shù)據(jù)集成的意義，且會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)在對(duì)這種文件處理過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，影響系統(tǒng)使用。因此，有必要檢查元素對(duì)應(yīng)表中每一組元素的值域定義是否一致，如果不一致，就必須建立其值域轉(zhuǎn)換函數(shù)，并將函數(shù)標(biāo)識(shí)存入到轉(zhuǎn)換函數(shù)項(xiàng)中。

2.3 XML文件解析方法

目前較流行的XML文件解析方法有DOM和SAX兩種，其中SAX的缺點(diǎn)是不支持修改XML文檔和隨機(jī)讀取，DOM的缺點(diǎn)是在加載大文件時(shí)內(nèi)存占用較大?？紤]到要解決組網(wǎng)雷達(dá)數(shù)據(jù)集成中的平臺(tái)異構(gòu)性和大量數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性問題，筆者決定通過刪除一些雷達(dá)組網(wǎng)數(shù)據(jù)集成過程中不需要的標(biāo)準(zhǔn)條款，采用較快的語法分析器等方法，修改移植性較好的DOM方法，修改后的XML解析器結(jié)構(gòu)如圖2所示：

（1）編碼層：該層將判斷從XML映射器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流的編碼格式，將組網(wǎng)雷達(dá)終端使用的各種字符格式轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的UTF-16格式，然后把轉(zhuǎn)換后的文件字符流傳送到LEX詞法分析層。

（2）LEX（LEXical Compiler）詞法分析層：分析傳送來的字符流，識(shí)別語法成分，將輸入的各種符號(hào)，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的標(biāo)識(shí)符，然后傳送給語法分析層進(jìn)行語法分析。

（3）YACC（Yet Another Compiler Compiler）語法分析層：分析語法標(biāo)記，并驗(yàn)證其組合次序是否符合修改后的XML語法的規(guī)定，最后將符合規(guī)定的XML語法成分的雷達(dá)組網(wǎng)XML數(shù)據(jù)記錄拼裝起來，送入內(nèi)部數(shù)據(jù)層。

（4）內(nèi)部數(shù)據(jù)層：該層將接收雷達(dá)組網(wǎng)XML數(shù)據(jù)記錄放入到在計(jì)算機(jī)內(nèi)存的虛擬數(shù)據(jù)表中，同時(shí)提供對(duì)該表的添加、刪除、查詢等各種訪問處理。

（5）DOM接口層：以傳統(tǒng)的DOM數(shù)據(jù)訪問模式封裝內(nèi)部數(shù)據(jù)層提供的各種數(shù)據(jù)操作。

3 結(jié)語

該文對(duì)C4I系統(tǒng)中雷達(dá)組網(wǎng)的需求與數(shù)據(jù)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并通過與平臺(tái)、語言和協(xié)議無關(guān)的XML技術(shù)解決了雷達(dá)組網(wǎng)過程的異構(gòu)數(shù)據(jù)集成問題，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)間的可操作性和雷達(dá)組網(wǎng)的可擴(kuò)展性，這對(duì)情況比較復(fù)雜、數(shù)量比較大的數(shù)據(jù)集成應(yīng)用提供了一定的借鑒作用。但是，隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭需求的發(fā)展，多傳感器的信息集成與融合朝著廣域化、智能化、一體化的方向發(fā)展，如何將組網(wǎng)雷達(dá)內(nèi)的數(shù)據(jù)與紅外、激光、高炮等裝備的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)集成，更好地為指揮員服務(wù)，有待更進(jìn)一步研究。

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（4）XML模式轉(zhuǎn)換器和XML封裝器：主要完成XML數(shù)據(jù)模式與雷達(dá)數(shù)據(jù)源終端中的數(shù)據(jù)模式（二進(jìn)制數(shù)據(jù)、HTML文檔、文本文件等）轉(zhuǎn)換，包括命令字格式、語義的映射轉(zhuǎn)換；其中XML模式轉(zhuǎn)換器是把XML文件內(nèi)容轉(zhuǎn)換成雷達(dá)終端命令字，XML封裝器把組網(wǎng)雷達(dá)中的測量數(shù)據(jù)按一定的規(guī)則轉(zhuǎn)化為XML文件。

（5）數(shù)據(jù)處理器：在現(xiàn)有的通信基礎(chǔ)設(shè)施上，直接負(fù)責(zé)與組網(wǎng)雷達(dá)中的雷達(dá)數(shù)據(jù)源的交互工作。

2.2 基于元數(shù)據(jù)庫的映射轉(zhuǎn)換方法

考慮到雷達(dá)組網(wǎng)異構(gòu)數(shù)據(jù)集成的可擴(kuò)展性和通用性，本方案采用了元數(shù)據(jù)庫方法，經(jīng)過查詢后自動(dòng)生成XSLT文件。

通常把元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模型看作一個(gè)四元組（N，A，V，S），其中N表示對(duì)元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程的元素標(biāo)識(shí)的名稱空間，A表示描述元數(shù)據(jù)元素標(biāo)識(shí)的元素集合，V表示所有元數(shù)據(jù)元素值域的集合，S表示元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中的語法表達(dá)[2]；因此可把組網(wǎng)雷達(dá)異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中的依據(jù)：元數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)的列有目標(biāo)數(shù)據(jù)、源數(shù)據(jù)、目標(biāo)數(shù)據(jù)類型、源數(shù)據(jù)類型和轉(zhuǎn)換函數(shù)等。

在元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表中，從組網(wǎng)雷達(dá)數(shù)據(jù)到C4I應(yīng)用系統(tǒng)組輸入數(shù)據(jù)間可能出現(xiàn)的映射關(guān)系存在著一對(duì)一、一對(duì)多和多對(duì)一三種情況。由于在一個(gè)C4I應(yīng)用系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)多種含義，因此，為了防止在某一個(gè)C4I應(yīng)用系統(tǒng)在查詢?cè)獢?shù)據(jù)庫時(shí)出現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)多種含義的現(xiàn)象，在元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表中添加“應(yīng)用標(biāo)識(shí)”列，因此，元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表設(shè)計(jì)如表1所示。

在添加元數(shù)據(jù)記錄時(shí)，核心是要檢查元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表中源數(shù)據(jù)元素與對(duì)應(yīng)的目標(biāo)數(shù)據(jù)元素的值域，建立必要的值域轉(zhuǎn)換函數(shù)。在元數(shù)據(jù)庫中建立數(shù)據(jù)元素對(duì)應(yīng)關(guān)系后，會(huì)存在一些雷達(dá)數(shù)據(jù)源與C4I應(yīng)用中的數(shù)據(jù)元素值域的定義不一致的情況，特別是在語義的異構(gòu)性方面，如對(duì)目標(biāo)經(jīng)度的描述有東經(jīng)、西經(jīng)、經(jīng)度，若不經(jīng)過嚴(yán)格規(guī)范而形成的XSLT文件，這將丟失數(shù)據(jù)集成的意義，且會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)在對(duì)這種文件處理過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，影響系統(tǒng)使用。因此，有必要檢查元素對(duì)應(yīng)表中每一組元素的值域定義是否一致，如果不一致，就必須建立其值域轉(zhuǎn)換函數(shù)，并將函數(shù)標(biāo)識(shí)存入到轉(zhuǎn)換函數(shù)項(xiàng)中。

2.3 XML文件解析方法

目前較流行的XML文件解析方法有DOM和SAX兩種，其中SAX的缺點(diǎn)是不支持修改XML文檔和隨機(jī)讀取，DOM的缺點(diǎn)是在加載大文件時(shí)內(nèi)存占用較大?？紤]到要解決組網(wǎng)雷達(dá)數(shù)據(jù)集成中的平臺(tái)異構(gòu)性和大量數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性問題，筆者決定通過刪除一些雷達(dá)組網(wǎng)數(shù)據(jù)集成過程中不需要的標(biāo)準(zhǔn)條款，采用較快的語法分析器等方法，修改移植性較好的DOM方法，修改后的XML解析器結(jié)構(gòu)如圖2所示：

（1）編碼層：該層將判斷從XML映射器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流的編碼格式，將組網(wǎng)雷達(dá)終端使用的各種字符格式轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的UTF-16格式，然后把轉(zhuǎn)換后的文件字符流傳送到LEX詞法分析層。

（2）LEX（LEXical Compiler）詞法分析層：分析傳送來的字符流，識(shí)別語法成分，將輸入的各種符號(hào)，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的標(biāo)識(shí)符，然后傳送給語法分析層進(jìn)行語法分析。

（3）YACC（Yet Another Compiler Compiler）語法分析層：分析語法標(biāo)記，并驗(yàn)證其組合次序是否符合修改后的XML語法的規(guī)定，最后將符合規(guī)定的XML語法成分的雷達(dá)組網(wǎng)XML數(shù)據(jù)記錄拼裝起來，送入內(nèi)部數(shù)據(jù)層。

（4）內(nèi)部數(shù)據(jù)層：該層將接收雷達(dá)組網(wǎng)XML數(shù)據(jù)記錄放入到在計(jì)算機(jī)內(nèi)存的虛擬數(shù)據(jù)表中，同時(shí)提供對(duì)該表的添加、刪除、查詢等各種訪問處理。

（5）DOM接口層：以傳統(tǒng)的DOM數(shù)據(jù)訪問模式封裝內(nèi)部數(shù)據(jù)層提供的各種數(shù)據(jù)操作。

3 結(jié)語

該文對(duì)C4I系統(tǒng)中雷達(dá)組網(wǎng)的需求與數(shù)據(jù)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并通過與平臺(tái)、語言和協(xié)議無關(guān)的XML技術(shù)解決了雷達(dá)組網(wǎng)過程的異構(gòu)數(shù)據(jù)集成問題，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)間的可操作性和雷達(dá)組網(wǎng)的可擴(kuò)展性，這對(duì)情況比較復(fù)雜、數(shù)量比較大的數(shù)據(jù)集成應(yīng)用提供了一定的借鑒作用。但是，隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭需求的發(fā)展，多傳感器的信息集成與融合朝著廣域化、智能化、一體化的方向發(fā)展，如何將組網(wǎng)雷達(dá)內(nèi)的數(shù)據(jù)與紅外、激光、高炮等裝備的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)集成，更好地為指揮員服務(wù)，有待更進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

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[6] 吳源源，雷斌，丁赤飚.XML技術(shù)在雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2005，26（3）：787-792.

（4）XML模式轉(zhuǎn)換器和XML封裝器：主要完成XML數(shù)據(jù)模式與雷達(dá)數(shù)據(jù)源終端中的數(shù)據(jù)模式（二進(jìn)制數(shù)據(jù)、HTML文檔、文本文件等）轉(zhuǎn)換，包括命令字格式、語義的映射轉(zhuǎn)換；其中XML模式轉(zhuǎn)換器是把XML文件內(nèi)容轉(zhuǎn)換成雷達(dá)終端命令字，XML封裝器把組網(wǎng)雷達(dá)中的測量數(shù)據(jù)按一定的規(guī)則轉(zhuǎn)化為XML文件。

（5）數(shù)據(jù)處理器：在現(xiàn)有的通信基礎(chǔ)設(shè)施上，直接負(fù)責(zé)與組網(wǎng)雷達(dá)中的雷達(dá)數(shù)據(jù)源的交互工作。

2.2 基于元數(shù)據(jù)庫的映射轉(zhuǎn)換方法

考慮到雷達(dá)組網(wǎng)異構(gòu)數(shù)據(jù)集成的可擴(kuò)展性和通用性，本方案采用了元數(shù)據(jù)庫方法，經(jīng)過查詢后自動(dòng)生成XSLT文件。

通常把元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模型看作一個(gè)四元組（N，A，V，S），其中N表示對(duì)元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程的元素標(biāo)識(shí)的名稱空間，A表示描述元數(shù)據(jù)元素標(biāo)識(shí)的元素集合，V表示所有元數(shù)據(jù)元素值域的集合，S表示元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中的語法表達(dá)[2]；因此可把組網(wǎng)雷達(dá)異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中的依據(jù)：元數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)的列有目標(biāo)數(shù)據(jù)、源數(shù)據(jù)、目標(biāo)數(shù)據(jù)類型、源數(shù)據(jù)類型和轉(zhuǎn)換函數(shù)等。

在元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表中，從組網(wǎng)雷達(dá)數(shù)據(jù)到C4I應(yīng)用系統(tǒng)組輸入數(shù)據(jù)間可能出現(xiàn)的映射關(guān)系存在著一對(duì)一、一對(duì)多和多對(duì)一三種情況。由于在一個(gè)C4I應(yīng)用系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)多種含義，因此，為了防止在某一個(gè)C4I應(yīng)用系統(tǒng)在查詢?cè)獢?shù)據(jù)庫時(shí)出現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)多種含義的現(xiàn)象，在元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表中添加“應(yīng)用標(biāo)識(shí)”列，因此，元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表設(shè)計(jì)如表1所示。

在添加元數(shù)據(jù)記錄時(shí)，核心是要檢查元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表中源數(shù)據(jù)元素與對(duì)應(yīng)的目標(biāo)數(shù)據(jù)元素的值域，建立必要的值域轉(zhuǎn)換函數(shù)。在元數(shù)據(jù)庫中建立數(shù)據(jù)元素對(duì)應(yīng)關(guān)系后，會(huì)存在一些雷達(dá)數(shù)據(jù)源與C4I應(yīng)用中的數(shù)據(jù)元素值域的定義不一致的情況，特別是在語義的異構(gòu)性方面，如對(duì)目標(biāo)經(jīng)度的描述有東經(jīng)、西經(jīng)、經(jīng)度，若不經(jīng)過嚴(yán)格規(guī)范而形成的XSLT文件，這將丟失數(shù)據(jù)集成的意義，且會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)在對(duì)這種文件處理過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，影響系統(tǒng)使用。因此，有必要檢查元素對(duì)應(yīng)表中每一組元素的值域定義是否一致，如果不一致，就必須建立其值域轉(zhuǎn)換函數(shù)，并將函數(shù)標(biāo)識(shí)存入到轉(zhuǎn)換函數(shù)項(xiàng)中。

2.3 XML文件解析方法

目前較流行的XML文件解析方法有DOM和SAX兩種，其中SAX的缺點(diǎn)是不支持修改XML文檔和隨機(jī)讀取，DOM的缺點(diǎn)是在加載大文件時(shí)內(nèi)存占用較大?？紤]到要解決組網(wǎng)雷達(dá)數(shù)據(jù)集成中的平臺(tái)異構(gòu)性和大量數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性問題，筆者決定通過刪除一些雷達(dá)組網(wǎng)數(shù)據(jù)集成過程中不需要的標(biāo)準(zhǔn)條款，采用較快的語法分析器等方法，修改移植性較好的DOM方法，修改后的XML解析器結(jié)構(gòu)如圖2所示：

（1）編碼層：該層將判斷從XML映射器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流的編碼格式，將組網(wǎng)雷達(dá)終端使用的各種字符格式轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的UTF-16格式，然后把轉(zhuǎn)換后的文件字符流傳送到LEX詞法分析層。

（2）LEX（LEXical Compiler）詞法分析層：分析傳送來的字符流，識(shí)別語法成分，將輸入的各種符號(hào)，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的標(biāo)識(shí)符，然后傳送給語法分析層進(jìn)行語法分析。

（3）YACC（Yet Another Compiler Compiler）語法分析層：分析語法標(biāo)記，并驗(yàn)證其組合次序是否符合修改后的XML語法的規(guī)定，最后將符合規(guī)定的XML語法成分的雷達(dá)組網(wǎng)XML數(shù)據(jù)記錄拼裝起來，送入內(nèi)部數(shù)據(jù)層。

（4）內(nèi)部數(shù)據(jù)層：該層將接收雷達(dá)組網(wǎng)XML數(shù)據(jù)記錄放入到在計(jì)算機(jī)內(nèi)存的虛擬數(shù)據(jù)表中，同時(shí)提供對(duì)該表的添加、刪除、查詢等各種訪問處理。

（5）DOM接口層：以傳統(tǒng)的DOM數(shù)據(jù)訪問模式封裝內(nèi)部數(shù)據(jù)層提供的各種數(shù)據(jù)操作。

3 結(jié)語

該文對(duì)C4I系統(tǒng)中雷達(dá)組網(wǎng)的需求與數(shù)據(jù)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并通過與平臺(tái)、語言和協(xié)議無關(guān)的XML技術(shù)解決了雷達(dá)組網(wǎng)過程的異構(gòu)數(shù)據(jù)集成問題，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)間的可操作性和雷達(dá)組網(wǎng)的可擴(kuò)展性，這對(duì)情況比較復(fù)雜、數(shù)量比較大的數(shù)據(jù)集成應(yīng)用提供了一定的借鑒作用。但是，隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭需求的發(fā)展，多傳感器的信息集成與融合朝著廣域化、智能化、一體化的方向發(fā)展，如何將組網(wǎng)雷達(dá)內(nèi)的數(shù)據(jù)與紅外、激光、高炮等裝備的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)集成，更好地為指揮員服務(wù)，有待更進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

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