數(shù)字測高儀數(shù)據(jù)處理與頻高圖參數(shù)度量系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、電離層數(shù)字測高儀是地面對電離層進行探測的主要常規(guī)設(shè)備，它的工作原理是通過測高儀的發(fā)射機垂直向上發(fā)射高頻掃頻脈沖波，然后在同一地點通過測高儀的接收機接收電離層反射的回波信號，分析回波信號的時延得到反射頻率與高度的圖形曲線，稱其為頻高圖。本研究室自主設(shè)計和實現(xiàn)了一臺電離層數(shù)字測高儀，它對電離層探測得到的反射頻率和高度數(shù)據(jù)信息都是以SBF和DIF兩種格式存儲至大容量磁盤中，并且需要特定的軟件系統(tǒng)才能對兩種格式的頻高圖數(shù)據(jù)進行后期的分析和處理。

2、為了方便電離層研究人員離線查閱和分析頻高圖，對電離層展開研究工作，所以自主設(shè)計和開發(fā)一個處理和分析測高儀數(shù)據(jù)的軟件顯得有一定意義。
　　本文設(shè)計和實現(xiàn)了一套數(shù)字測高儀數(shù)據(jù)處理與頻高圖參數(shù)度量系統(tǒng)，它的主要功能是對測高儀探測得到的數(shù)據(jù)進行處理，得到清晰、可靠的頻高圖，并且對得到的頻高圖進行參數(shù)度量，得到準確的電離層特征參數(shù)信息。該系統(tǒng)主要分為文件格式選擇模塊，數(shù)據(jù)讀取模塊，頻高圖繪制和顯示模塊，輔助功能模塊，參數(shù)度量模塊五大模塊。<

3、br>　　文章中首先介紹了電離層探測的相關(guān)知識（包括電離層的概述，電離層垂直探測的方法和原理）和對頻高圖進行特征參數(shù)度量的方法和原理。接著介紹了自主研發(fā)的數(shù)字測高儀軟硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理，在此基礎(chǔ)上確定了數(shù)字測高儀數(shù)據(jù)處理和頻高圖參數(shù)度量系統(tǒng)的基本功能。根據(jù)系統(tǒng)的基本功能并且結(jié)合國內(nèi)外成熟的數(shù)據(jù)處理軟件，對系統(tǒng)進行可行性分析，需求分析，并且確定系統(tǒng)的開發(fā)工具和開發(fā)語言。其次對系統(tǒng)進行總體設(shè)計，確定了系統(tǒng)的總體設(shè)計思想，并對系統(tǒng)的功能進

4、行模塊化分解，確定了系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)和各個模塊的功能。根據(jù)各個模塊的功能和系統(tǒng)設(shè)計采用的是三層架構(gòu)模型，確定了表示各個模塊層次結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)。再次對各個功能模塊進行詳細設(shè)計，包括各個功能模塊的實現(xiàn)流程和關(guān)鍵性技術(shù)等。數(shù)據(jù)讀取模塊中采用內(nèi)存映射文件技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取，讀取過程中采用多線程技術(shù)防止用戶認為程序處在假死狀態(tài)。數(shù)據(jù)讀取模塊和頻高圖繪制與顯示模塊的數(shù)據(jù)傳遞采用觀察者模式和多線程技術(shù)實現(xiàn)的，這樣可以保持數(shù)據(jù)的高度一致性。頻高圖的繪

5、制采用的是GDI+繪圖技術(shù)，為了防止圖片的閃爍，繪制過程中采用雙緩沖技術(shù)進行解決，實驗結(jié)果表明，圖形顯示清晰穩(wěn)定。頻高圖的參數(shù)度量模塊也會有存在閃爍和不穩(wěn)定的問題，所以也采用了雙緩沖技術(shù)解決，對頻高圖波形的描跡也采用GDI+繪圖技術(shù)繪制。
　　最后，該系統(tǒng)在Windows平臺下，以Visual Studio2005為開發(fā)工具，C++為開發(fā)語言，對各個模塊進行編碼，并且系統(tǒng)運行測試通過，實現(xiàn)了對 SBF、DIF兩種文件格式的讀取和頻