基于C#的雷達(dá)偵察設(shè)備測(cè)向精度試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

袁 航 于 群王勇軍

（1.91404部隊(duì) 秦皇島 066001）（2.中國(guó)人民解放軍海軍航空大學(xué) 煙臺(tái) 264000）

1 引言

隨著軍隊(duì)電子信息裝備的發(fā)展，各類(lèi)探測(cè)手段的精度大大提高，雷達(dá)偵察裝備試驗(yàn)的數(shù)據(jù)量也急劇增加。以往的雷達(dá)偵察裝備試驗(yàn)中采用的人工處理的手段已無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代雷達(dá)偵察設(shè)備試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理需求，需要一種快速處理大量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理方法[1]。

C#語(yǔ)言是一種運(yùn)行于.NET Framework框架的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，具有簡(jiǎn)單的可視化操作和高運(yùn)行效率等特點(diǎn)，具有豐富的第三方軟件庫(kù)，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理的最佳方法之一[2]。

筆者提出了一種基于C#的雷達(dá)偵察設(shè)備測(cè)向精度試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理軟件設(shè)計(jì)方法，通過(guò)C#語(yǔ)言編寫(xiě)計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)處理雷達(dá)偵察設(shè)備測(cè)向精度試驗(yàn)中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，節(jié)省大量人力資源，并能避免人工處理過(guò)程中可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤[3]。

2 需求分析

雷達(dá)偵察設(shè)備測(cè)向精度試驗(yàn)通常需要計(jì)算其均方根誤差，根據(jù)式（1）計(jì)算被試設(shè)備測(cè)向精度：

式中：σθ為測(cè)向誤差，（°）；θi為被試設(shè)備第i次測(cè)量的方位值，（°）；γi為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)第i次測(cè)量的方位值，（°）；n為測(cè)量次數(shù)。

隨著雷達(dá)偵察設(shè)備測(cè)向精度精度水平和要求的提高，每一航次所需測(cè)量次數(shù)急劇增加，處理速度需要快速提升[4]；被試設(shè)備產(chǎn)生的測(cè)量數(shù)據(jù)與北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)生的真值數(shù)據(jù)需要用時(shí)刻對(duì)齊的方法比對(duì)；均方根誤差結(jié)果需要復(fù)雜的計(jì)算。傳統(tǒng)的人工處理方式已無(wú)法滿(mǎn)足以上需求，急需一種數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理的方法[5]。因此，筆者提出了一種基于C#的雷達(dá)偵察設(shè)備測(cè)向精度試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理軟件，具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法如下。

3 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法

3.1 總體設(shè)計(jì)

具體流程如圖1所示。

圖1 軟件總體設(shè)計(jì)

主要包含數(shù)據(jù)讀/寫(xiě)程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)匹配程序、均方根誤差計(jì)算程序、界面等四個(gè)模塊。首先，軟件讀取測(cè)量數(shù)據(jù)文件與真值數(shù)據(jù)文件，之后對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，匹配完成后將數(shù)據(jù)結(jié)果輸出。

3.2 數(shù)據(jù)讀/寫(xiě)程序設(shè)計(jì)

本程序所用數(shù)據(jù)文件均為xlsx格式，以方便數(shù)據(jù)采集與后續(xù)處理。目前，C#讀寫(xiě)xlsx格式文件共有幾種比較經(jīng)典的方法。

第一種是采用OleDB方法。該方法是把xlsx當(dāng)做一個(gè)數(shù)據(jù)源來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取操作，該方法讀取速率較高，但缺點(diǎn)是方法不靈活，只能一次性讀取文件的全部數(shù)據(jù)，無(wú)法判斷數(shù)據(jù)類(lèi)型，而且代碼與操作系統(tǒng)安裝的office版本有關(guān)，可能會(huì)出現(xiàn)兼容性問(wèn)題。

第二種是將xlsx轉(zhuǎn)化成csv格式后，用文件流讀取的方法。該方法的代碼較簡(jiǎn)單，但處理前后手動(dòng)轉(zhuǎn)換文件會(huì)增加用戶(hù)的操作量，且無(wú)法判斷數(shù)據(jù)類(lèi)型。

第三種是引用com組件的方法。該方法代碼較復(fù)雜，但方法比較靈活，能夠判斷數(shù)據(jù)類(lèi)型且處理前后不需要轉(zhuǎn)換文件格式。

因此，我們這里采用引用com組件的方法。首先添加office自帶的Microsoft.Office.Interop.Excel命名空間。使用OpenFileDialog.ShowDialog（）方法讓用戶(hù)選擇數(shù)據(jù)文件目錄，使用Worksheet.get_Item方法獲取xlsx文件的sheet，使用get_Value（）方法得到獲取文件中的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)以object[，]格式的變量保存，以便后續(xù)處理。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)匹配、均方根誤差等程序計(jì)算后，使用set_Value（）方法，將匹配后的真值數(shù)據(jù)和均方根誤差值寫(xiě)入測(cè)量數(shù)據(jù)文件的最右列。

3.3 數(shù)據(jù)匹配程序設(shè)計(jì)

圖2 數(shù)據(jù)匹配程序設(shè)計(jì)

該程序主要是將測(cè)量數(shù)據(jù)與真值數(shù)據(jù)采用時(shí)刻對(duì)齊的方式相匹配。例如1時(shí)刻測(cè)量數(shù)據(jù)值需要與同為1時(shí)刻的真值數(shù)據(jù)作比較，在程序中無(wú)法像人一樣直接找到確切位置，而是需要遍歷整個(gè)數(shù)據(jù)。因此，該程序通過(guò)雙重循環(huán)與判斷實(shí)現(xiàn)。具體流程如圖2所示。

3.4 均方根誤差計(jì)算程序設(shè)計(jì)

該程序計(jì)算出最終均方根誤差的結(jié)果。利用xlsx文件的公式功能，將“=SQRT（DEVSQ（D：D）/COUNT（D：D））”公式存入變量中，該變量寫(xiě)入文件后的計(jì)算結(jié)果即為該試驗(yàn)的最終結(jié)果[6]。

3.5 界面設(shè)計(jì)

為了方便用戶(hù)的操作使用，將該軟件弄到winform框架中，該框架人機(jī)交互界面友好，簡(jiǎn)單易學(xué)。界面的設(shè)計(jì)因人而異，可根據(jù)需求及編程者自身設(shè)計(jì)能力而定，本文在此舉出一個(gè)界面設(shè)計(jì)的實(shí)例，使用TextBox控件傳遞文件目錄[7]。輸入文件目錄后，軟件自動(dòng)讀取選取文件的所有Sheet，并使用ComboBox控件傳遞用戶(hù)對(duì)Sheet的選擇。根據(jù)實(shí)際需求，增加進(jìn)度條以便用戶(hù)掌握數(shù)據(jù)處理進(jìn)度。

4 軟件應(yīng)用方法及運(yùn)行實(shí)例

4.1 軟件應(yīng)用方法

分別輸入數(shù)據(jù)文件與真值文件的路徑和兩文件數(shù)據(jù)所在的Sheet。之后點(diǎn)擊開(kāi)始按鈕，程序便會(huì)自動(dòng)運(yùn)行，并將數(shù)據(jù)結(jié)果保存至數(shù)據(jù)文件中[8]。

數(shù)據(jù)[9]經(jīng)過(guò)處理后，部分結(jié)果表格如表1所示。

表1 經(jīng)處理后部分?jǐn)?shù)據(jù)

圖3 誤差數(shù)據(jù)圖

將上述數(shù)據(jù)中的誤差值制作為圖表，如圖3所示。

該圖表即為該測(cè)向精度試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)該軟件處理后得到的誤差數(shù)據(jù)圖。

4.2 運(yùn)行效率分析

對(duì)加載特定數(shù)據(jù)數(shù)量情況下的軟件運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表2所示。

表2 數(shù)據(jù)數(shù)量與運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)關(guān)系統(tǒng)計(jì)表

由表2可見(jiàn)，軟件運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)主要與數(shù)據(jù)數(shù)量關(guān)系較大，與真值數(shù)量關(guān)系較小。在試驗(yàn)數(shù)據(jù)總量較少的情況下[10]（20k數(shù)據(jù)量以?xún)?nèi)），運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)主要由軟件初始化時(shí)長(zhǎng)決定，約為固定值。以20k數(shù)據(jù)量為例，通過(guò)本軟件處理僅需9s，其效率是傳統(tǒng)人工手段所不可企及的[11]。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)雷達(dá)偵察設(shè)備測(cè)向精度試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理工作，能夠節(jié)省人力資源，并提高數(shù)據(jù)處理效率，推動(dòng)了靶場(chǎng)信息化水平建設(shè)[12]。以該軟件為基礎(chǔ)，可開(kāi)發(fā)其他試驗(yàn)項(xiàng)目的處理軟件，并對(duì)功能進(jìn)行整合，可使雷達(dá)偵察設(shè)備試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理工作效率大大提高，具有較高的應(yīng)用前景。