一種三維近場掃描系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雷達數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，特別涉及一種三維近場掃描系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密傳輸 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，雷達探測模式從之前的一維單脈沖測距模式逐漸發(fā)展到二 維的測距測角、合成孔徑雷達成像(SAR)等模式，以及三維不僅具有測距測角還具備測高功 能的諸如干涉SAR、圓柱SAR之類的新模式。為了滿足日益旺盛的民用和軍用需求，雷達的探 測精度越來越高，成像水平已接近于光學(xué)水平，雷達處理的場景維數(shù)也由之前的一維、二維 提高到了更復(fù)雜的三維。
[0003] -般的雷達系統(tǒng)，通常是采集一維數(shù)據(jù)(單脈沖)或二維數(shù)據(jù)(SAR成像)進行處理， 極少涉及到采集三維數(shù)據(jù)的。一般雷達系統(tǒng)對采集的數(shù)據(jù)通常是簡單的I/Q這樣交替順序 存儲傳輸，很少對數(shù)據(jù)進行"加密"處理，用專業(yè)的軟件如UG可以直接將數(shù)據(jù)竊取，不利于保 護數(shù)據(jù)的價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種三維近場掃描系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密傳輸方 法。本發(fā)明的方法將數(shù)據(jù)裝進一個黑匣子進行有效封裝，降低了數(shù)據(jù)被破譯的風險，同時附 加上系統(tǒng)指標，方便進行數(shù)據(jù)后處理工作。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種三維近場掃描系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密傳輸方法，所述 方法包括如下步驟：
[0006] 步驟1:對三維近場掃描系統(tǒng)每個采樣角度的采樣數(shù)據(jù)進行角脈沖計數(shù)，并對采樣 數(shù)據(jù)進行符號轉(zhuǎn)換；
[0007] 步驟2:對符號轉(zhuǎn)換后的采樣數(shù)據(jù)進行封裝加密，將加密后的數(shù)據(jù)存儲到存儲單元 中；
[0008] 步驟3:在步驟2的同時，對系統(tǒng)指標中的陣列名稱和掃描方向等進行判斷；
[0009] 步驟4:根據(jù)步驟3的判斷結(jié)果對步驟2加密后的數(shù)據(jù)進行合并，并將合并的數(shù)據(jù)傳 輸給上位機。
[0010]進一步地，所述步驟1具體為：
[0011] 在三維近場掃描系統(tǒng)中，雷達陣列在伺服傳動裝置的傳動下對目標進行多角度掃 描，每間隔一固定的角度對目標進行一次掃描采樣，信號處理的AD采集器會對目標回波信 號進行I/Q兩路采集數(shù)據(jù)，這時設(shè)置一個角脈沖計數(shù)器，對采樣的角度個數(shù)進行統(tǒng)計，作為 三維數(shù)據(jù)的寬；
[0012] 將每個角度采集的I/Q數(shù)據(jù)進行由無符號型變成帶符號型的操作變換。
[0013] 進一步地，所述由無符號型變成帶符號型的操作變換，具體為：
[0014] 設(shè)a是無符號的整數(shù)，那么操作變換后帶符號型的數(shù)b = a-2N，其中N表示信號處理 中AD的采樣有效位數(shù);并對每一個采樣角度的數(shù)據(jù)總長度進行統(tǒng)計，記數(shù)據(jù)總長度為Μ;在 信號處理中的AD正常平穩(wěn)的情況下，AD的采樣時鐘的周期Τ是固定的，掃描系統(tǒng)的信號脈寬 τ也是固定的，則采樣數(shù)據(jù)距離維的長度為#，并將其作為三維數(shù)據(jù)的長，從而采樣數(shù)據(jù)高 度維的長度為^，并將其作為三維數(shù)據(jù)的高。 τ
[0015] 進一步地，所述步驟2具體采用如下方法實現(xiàn)：
[0016] 通過C〇mplex〈sh〇rt>類將符號變換后的I/Q采樣數(shù)據(jù)共同編碼在一個數(shù)據(jù)存儲單 元里，以替換通常的I/Q順序存儲方式。
[0017] 進一步地，所述步驟3采用如下方法實現(xiàn)：
[0018] 系統(tǒng)指標中的掃描方向具體包括正向掃描或反向掃描，陣列名稱具體包括陣列1 或陣列2。
[0019] 進一步地，所述步驟4中的合并方式具體為：
[0020] 1)文件頭部分順序存儲系統(tǒng)指標的判斷結(jié)果以及三維數(shù)據(jù)的長、寬、高；
[0021] 2)數(shù)據(jù)內(nèi)容部分存儲加密后的采樣數(shù)據(jù)。
[0022]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明給出了一種三維近場掃描系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密傳輸方法， 將數(shù)據(jù)進行有效加密封裝，代替?zhèn)鹘y(tǒng)熟知的一維/二維數(shù)據(jù)直接順序存儲傳輸方法，降低被 破譯的風險，同時附加系統(tǒng)的部分特有信息和指標以便數(shù)據(jù)后處理工作。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的三維近場掃描系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密傳輸方法處理流程示意圖 [0024]圖2為三維近場掃描系統(tǒng)俯視圖
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作詳細描述。
[0026]本發(fā)明通過對掃描數(shù)據(jù)進行符號轉(zhuǎn)換和加密封裝等一系列處理，在記載系統(tǒng)特有 信息和系統(tǒng)指標的同時，實現(xiàn)對采樣數(shù)據(jù)的的有效保護。
[0027]具體實施步驟如下：
[0028] 步驟1:對三維近場掃描系統(tǒng)每個采樣角度的采樣數(shù)據(jù)進行角脈沖計數(shù)，并對采樣 數(shù)據(jù)進行符號轉(zhuǎn)換；
[0029] 在三維近場掃描系統(tǒng)中，雷達陣列在伺服傳動裝置的傳動下對目標進行多角度掃 描（圖2所示），一般每間隔一固定的角度(如1度)對目標進行一次掃描采樣，信號處理的AD 采集器會對目標回波信號進行I/Q兩路采集數(shù)據(jù)，這時設(shè)置一個角脈沖計數(shù)器，對采樣的角 度個數(shù)進行統(tǒng)計，作為三維數(shù)據(jù)的寬。
[0030] 將每個角度采集的I/Q數(shù)據(jù)進行由無符號型的變成帶符號型的操作變換。設(shè)a是無 符號的整數(shù)，那么變換后的數(shù)b = a_2N，N表示信號處理AD的采樣有效位數(shù)，并對數(shù)據(jù)總長度 進行統(tǒng)計，記數(shù)為M。在信號處理AD通常正常平穩(wěn)的情況下，AD的采樣時鐘的周期T是固定 的，掃描系統(tǒng)的信號脈寬τ也是固定的，則采樣數(shù)據(jù)距離維的長度為I：，作為三維數(shù)據(jù)的 長，從而采樣數(shù)據(jù)高度維的長度為= 作為三維數(shù)據(jù)的高。 Γ τ
[0031]步驟2:對符號轉(zhuǎn)換完的采樣數(shù)據(jù)進行封裝加密，將加密后的數(shù)據(jù)存儲到存儲單元 中；
[0032]傳統(tǒng)的采樣數(shù)據(jù)存儲方式是將每個數(shù)據(jù)的I/Q依次進行順序存儲，一般容易被常 用的軟件如"UG"破譯，不利于對數(shù)據(jù)價值的保護。本發(fā)明的采樣數(shù)據(jù)存儲方式是將數(shù)據(jù)的 I/Q作為一個整體共同存儲在一個封裝的類里面，常用的軟件無法直接破譯，因此相對于傳 統(tǒng)編碼方式本發(fā)明具有了較強的保密性，很好的保護了數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過c 〇mplex〈Sh〇rt> 類將符號變換后的I/Q采樣數(shù)據(jù)共同編碼在一個數(shù)據(jù)存儲單元里，以替換通常的I/Q順序存 儲方式。
[0033]本發(fā)明的封裝加密方式所示如下所示:設(shè)存在complex〈short>類的數(shù)據(jù)存儲單元 a，采用以下的方式用存儲單元a存儲采樣數(shù)據(jù)的I/Q數(shù)據(jù)：
[0034] complex<short>a. real = I；
[0035] complex<short>a. imag = Q；
[0036] 步驟3:在步驟2的同時，進行陣列名稱、掃描方向等系統(tǒng)指標的判斷；
[0037]結(jié)合雷達信號處理模塊的反饋信息，對掃描方向（正向掃描或反向掃描)和陣列名 稱(陣列1或陣列2)等系統(tǒng)指標進行判斷。
[0038]步驟4:根據(jù)步驟3的判斷結(jié)果對步驟2加密后的數(shù)據(jù)進行合并，并將合并的數(shù)據(jù)傳 輸給上位機。
[0039] 按順序?qū)⑴袛嗤甑南到y(tǒng)指標判斷結(jié)果（掃描方向、陣列名稱）、三維數(shù)據(jù)的長、寬、 高以及每個采樣角度的被封裝好的采樣數(shù)據(jù)進行合并，合并方式為：
[0040] 1)文件頭部分順序存儲系統(tǒng)指標判斷結(jié)果、三維數(shù)據(jù)的長、寬、高；
[0041] 2)數(shù)據(jù)內(nèi)容部分存儲加密后的采樣數(shù)據(jù)；
[0042]合并完成后傳輸給上位機。
[0043]利用本發(fā)明中提供的方法可實現(xiàn)三維數(shù)據(jù)的有效傳輸，在存儲系統(tǒng)特有信息和系 統(tǒng)指標的同時，對采樣數(shù)據(jù)進行"黑匣子式"的有效保護，替代傳統(tǒng)熟知的不加保護的順序 存儲傳輸方法。
[0044]上述具體的實施方式僅用于解釋和說明本發(fā)明的技術(shù)方案，并不能作為對權(quán)利要 求保護范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當清楚，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行任何簡 單的替換、變形而得到的新的技術(shù)方案，均將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種=維近場掃描系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密傳輸方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟： 步驟1:對=維近場掃描系統(tǒng)中每個采樣角度的采樣數(shù)據(jù)進行角脈沖計數(shù)，并對采樣數(shù) 據(jù)進行符號轉(zhuǎn)換； 步驟2:對符號轉(zhuǎn)換后的采樣數(shù)據(jù)進行封裝加密，將加密后的數(shù)據(jù)存儲到存儲單元中； 步驟3:在步驟2的同時，對系統(tǒng)指標中的陣列名稱和掃描方向等進行判斷； 步驟4:根據(jù)步驟3的判斷結(jié)果對步驟2加密后的數(shù)據(jù)進行合并，并將合并后的數(shù)據(jù)傳輸 給上位機。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1具體為： 在=維近場掃描系統(tǒng)中，雷達陣列在伺服傳動裝置的傳動下對目標進行多角度掃描， 每間隔一個固定的角度對目標進行一次掃描采樣，AD采集器會對目標回波信號進行I/Q兩 路采集數(shù)據(jù)，運時設(shè)置一個角脈沖計數(shù)器，對采樣的角度個數(shù)進行統(tǒng)計，作為=維數(shù)據(jù)的 寬； 將每個角度采集的I/Q數(shù)據(jù)進行由無符號型變成帶符號型的操作變換。3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述由無符號型變成帶符號型的操作變換， 具體為： 設(shè)a是無符號的整數(shù)，那么操作變換后帶符號型的數(shù)b = a-2W，其中N表示信號處理中AD 的采樣有效位數(shù);并對每一個采樣角度的數(shù)據(jù)總長度進行統(tǒng)計，記數(shù)據(jù)總長度為M;在信號 處理中的AD正常平穩(wěn)的情況下，AD的采樣時鐘的周期T是固定的，掃描系統(tǒng)的信號脈寬T也 是固定的，則采樣數(shù)據(jù)距離維的長度為，并將其作為=維數(shù)據(jù)的長，從而采樣數(shù)據(jù)高度 維的長度為-，并將其作為=維數(shù)據(jù)的高。4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2具體采用如下方法實現(xiàn)： 通過complex<short>類將符號變換后的I/Q采樣數(shù)據(jù)共同編碼在一個數(shù)據(jù)存儲單元 里，W替換通常的I/Q順序存儲方式。5. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟3采用如下方法實現(xiàn)： 系統(tǒng)指標中的掃描方向具體包括正向掃描和反向掃描，陣列名稱具體包括陣列1和陣 列2。6. 如權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟4中的合并方式具體為： 1) 文件頭部分順序存儲系統(tǒng)指標的判斷結(jié)果W及=維數(shù)據(jù)的長、寬、高； 2) 數(shù)據(jù)內(nèi)容部分存儲加密后的采樣數(shù)據(jù)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三維近場掃描系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密傳輸方法，所述方法包括如下步驟：步驟1：對三維近場掃描系統(tǒng)每個采樣角度的采樣數(shù)據(jù)進行角脈沖計數(shù)，并對采樣數(shù)據(jù)進行符號轉(zhuǎn)換；步驟2：對符號轉(zhuǎn)換后的采樣數(shù)據(jù)進行封裝加密，將加密后的數(shù)據(jù)存儲到存儲單元中；步驟3：在步驟2的同時，對系統(tǒng)指標中的陣列名稱和掃描方向等進行判斷；步驟4：根據(jù)步驟3的判斷結(jié)果對步驟2加密后的數(shù)據(jù)進行合并，并將合并的數(shù)據(jù)傳輸給上位機。本發(fā)明的方法將數(shù)據(jù)進行有效加密封裝，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的一維/二維數(shù)據(jù)直接順序存儲傳輸方法，降低被破譯的風險，同時附加系統(tǒng)的部分特有信息和指標以便數(shù)據(jù)后處理工作。
【IPC分類】H04L29/06
【公開號】CN105516125
【申請?zhí)枴緾N201510884767
【發(fā)明人】閔杰, 胡麟, 趙英海, 陳曄, 高凡, 張永旸
【申請人】北京華航無線電測量研究所
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月4日