一种无线电侦察设备的多视图频谱显示方法与流程

本发明涉及频谱显示方法，具体涉及一种无线电侦察设备的多视图频谱显示方法。

背景技术：

1、无线电侦察设备是一种用于检测、识别和分析无线电信号的设备,广泛应用于军事侦察、频谱监测、应急通信等领域。随着无线通信技术的快速发展,电磁环境日益复杂,操作员需要在短时间内处理大量信号信息,这对侦察设备的用户界面设计提出了更高要求。

2、传统的无线电侦察设备界面通常采用单视图显示方式,例如仅显示频谱图或信号列表。随着技术发展,部分设备开始采用多视图显示。然而,现有技术存在以下具体技术问题:

3、当设备检测到新信号时,通常仅在信号列表中新增一项,操作员容易遗漏重要目标，缺乏系统的视觉提示机制来引导操作员关注新发现的目标。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有显示方法缺乏系统的视觉提示机制来引导操作员关注新发现目标的技术问题，而提供了一种无线电侦察设备的多视图频谱显示方法。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：

3、一种无线电侦察设备的多视图频谱显示方法，包括以下步骤：

4、s1、目标检测

5、通过模数转换器以设定的采样率在预设时间范围采集频谱数据，获得频率-功率谱线；

6、对采集到的频谱数据进行信号处理，识别潜在的信号峰值；

7、其中，识别算法包括功率阈值判定、带宽检测以及基于时域特征、频域特征或机器学习模型的调制识别算法；

8、将识别到的信号峰值与已知目标的信号峰值进行比对，若与已知目标匹配，则执行步骤s2；

9、若与任何已知目标的信号峰值均不匹配，则将识别到的信号峰值确认为新目标，同时为该新目标分配唯一的目标标识，记录中心频率、调制类型、信号强度、首次检出时刻、最后检测时刻、当前时刻、带宽和方向，并执行步骤s2；

10、s2、多视图数据同步更新

11、将新目标的数据存入统一的数据模型；数据模型通过事件通信机制发射“目标新增”事件；

12、频谱导航条、频谱图、瀑布图、信号列表、状态栏分别接收“目标新增”事件并执行对应的四级联动视觉提示更新；

13、s3、统计在预设时间范围内采集到的目标数量，若目标数量为一个，则触发四级联动视觉提示；

14、若目标数量为两个及以上，则执行步骤s4；

15、s4、频域资源互斥调度

16、计算每两个目标之间的频域距离δf=|f_if_j|，其中，f_i、f_j分别为两目标的中心频率；

17、当频域距离δf小于预设频域互斥阈值δf_min时，判定两个目标构成频域相邻对；其中，δf_min=k·min(b_i，b_j)，式中，b_i、b_j分别为两目标的估计带宽，k为预设系数，取值范围为1.2-2.0；

18、当频域距离δf大于等于预设频域互斥阈值δf_min时，判定两个目标未构成频域相邻对；对未构成频域相邻对的目标触发四级联动视觉提示；

19、对构成频域相邻对的全部目标，按视觉提示优先度p_i=c_i·π_i排序，其中c_i为目标i的检测置信度，π_i为目标i的预置优先级类权重；

20、仅对优先度p_i最大的目标触发四级联动视觉提示，其余目标触发四级联动视觉提示内的子级视觉提示。

21、进一步地，步骤s2中，四级联动视觉提示更新的具体方式为：

22、级别一：频谱导航条视觉提示更新

23、根据新目标的频谱数据在频谱导航条上更新频谱曲线以反映新目标所在频点的功率变化，并在新目标对应的频率位置设置信号指示图标；

24、在信号指示图标处设置呼吸式放大或高亮渐变动态效果,动画时长1.5秒,循环2次后停止；

25、级别二：频谱图视觉提示更新

26、根据新目标的中心频率与功率值计算目标在频谱图坐标系中的位置；

27、在频谱图中相应的位置绘制目标，目标形状与目标类型对应，颜色为目标类型对应的颜色；

28、创建两个同心圆环，半径从初始尺寸同时扩展至约两倍，透明度从100%渐变至0%，动画时长1.5秒，帧率≥30fps，循环2次后停止；

29、在信号列表的对应列表项左侧显示“new”徽章，持续10秒后自动消失，或当用户操作该目标后立即消失；

30、级别三：瀑布图视觉提示更新

31、在瀑布图上新目标出现的时刻对应的y轴位置绘制一条横向高亮线，横跨对应信号带宽范围，线宽为预设细线宽度，颜色为信息色，初始透明度100%；

32、随瀑布图滚动同步向下移动；

33、透明度在3秒内按线性或缓动函数从100%渐变至0%，渐隐后消失；

34、在级别一触发后0.5秒，在状态栏显示通知消息卡片；通知消息内容：目标类型图标、“新目标”标题、目标名称/频率/调制类型/信号强度、“查看”操作按钮；

35、通知消息持续5秒后自动消失；

36、若用户在5秒内点击通知或“查看”按钮则立即消失并执行跳转；

37、跳转操作：切换到包含该目标的视图并自动居中或滚动至可见位置，同时高亮显示；

38、级别四：信号列表视觉提示更新

39、在信号列表中为新目标创建列表项；

40、触发背景闪烁动画：背景色为信息色，透明度在2秒内以2hz频率在30%-60%之间交替变化，2秒后恢复默认背景色；

41、若新目标不在当前可见区域，自动滚动直至该目标位于视图中央，滚动动画时长200-300毫秒，使用ease-out缓动函数。

42、进一步地，步骤s3和步骤s4中，四级联动视觉提示具体为：

43、级别一：频谱导航条视觉提示

44、频谱导航条更新频谱曲线以反映目标所在频点的功率变化，并在目标对应的频率位置设置信号指示图标；

45、在信号指示图标处显示呼吸式放大或高亮渐变动态效果,动画时长1.5秒,循环2次后停止；

46、级别二：频谱图视觉提示

47、频谱图在目标位置显示动态光环动画，动态光环半径从初始尺寸同时扩展至约两倍，透明度从100%渐变至0%，动画时长1.5秒，帧率≥30fps，循环2次后停止；

48、若目标为新目标，在信号列表的对应列表项左侧显示“new”徽章，持续10秒后自动消失，或当用户操作该目标后立即消失；

49、级别三：瀑布图视觉提示

50、瀑布图在目标位置显示一条横向高亮线，透明度在3秒内按线性或缓动函数从100%渐变至0%，渐隐后消失；

51、在级别一触发后0.5秒，在状态栏显示通知消息卡片；通知消息内容：目标类型图标、“新目标”标题、目标名称/频率/调制类型/信号强度、“查看”操作按钮；

52、通知消息持续5秒后自动消失；

53、若用户在5秒内点击通知或“查看”按钮则立即消失并执行跳转；

54、跳转操作：切换到包含该目标的视图并自动居中或滚动至可见位置，同时高亮显示；

55、级别四：信号列表视觉提示

56、信号列表在目标对应的列表项显示闪烁动画，透明度在2秒内以2hz频率在30%-60%之间交替变化，2秒后恢复默认背景色；

57、若目标不在当前可见区域，自动滚动直至该目标位于视图中央，滚动动画时长200-300毫秒，使用ease-out缓动函数；

58、步骤s4中，子级视觉提示为级别一与级别二的组合提示。

59、进一步地，状态栏显示通知消息卡片后，若在预设忽略时长t_ignore内未检测到用户对通知消息卡片的点击或滚动事件，且目标的持续检测概率p_hold高于预设阈值τ_hold时，重新触发级别二的频谱图视觉提示，并将级别四的信号列表视觉提示的闪烁频率从2hz提升至3hz；

60、其中，t_ignore取值范围3-5秒，τ_hold取值范围0.5-0.8，持续检测概率p_hold为：p_hold=n_redetect/n_windows；式中，n_redetect为滑动窗口内目标被重新检出的帧数，n_windows为滑动窗口总帧数。

61、进一步地，所述步骤s4中，对未构成频域相邻对的目标，触发四级联动视觉提示内的频谱图视觉提示的时长t_1为：

62、t_1=t_0·(1+α·(1c))；

63、式中，t_0为预设基准动画时长，取值范围1.0-1.5秒；c为该目标的检测置信度，取值范围[0，1]；α为预设系数，取值范围0.3-0.7。

64、进一步地，步骤s4中，估计带宽b_i为：

65、b_i=|f_i_highf_i_low|；

66、式中，f_i_high、f_i_low分别为目标i在频率-功率谱线上高于预设功率门限的最高频率点与最低频率点；

67、预设系数k在高密度电磁环境下，即ρ>ρ_high时，k的取值范围为1.2-1.4，在低密度环境下，即ρ<ρ_low时，k的取值范围为1.6-2.0；其中，ρ_high、ρ_low分别为预设的高密度门限与低密度门限。

68、进一步地，步骤s4中，对未构成频域相邻对的目标，全部参与通知聚合，聚合为单一通知消息；

69、通知聚合是指将预设时间范围内的多个新目标合并为一条状态栏通知消息进行显示。

70、进一步地，当用户在信号列表中选择信号的列表项时，同步闪烁显示频谱导航条中对应的信号指示图标；

71、当用户单击频谱导航条中的信号指示图标时，触发与在信号列表中选择对应信号列表项相同的选中操作；

72、当用户在频谱导航条中选择一段频率范围时，信号列表仅显示该频率范围内的列表项。

73、进一步地，步骤s2还包括：

74、根据目标的最后检测时刻与当前时刻的时间差δt，对目标的视觉样式按以下方式调整：

75、当时间差δt大于预设阈值时，目标边框样式从实线变为虚线；

76、目标透明度按α(δt)=max(α_min，1k·δt)计算，α_min取值范围0.2-0.5，k取值范围0.005-0.05/s；

77、目标颜色饱和度按s(δt)=max(s_min，s_0m·δt)计算，s_min取值范围0.2-0.4，m取值范围0.005-0.05/s。

78、进一步地，提供时间尺度选择器，支持至少两个时间窗口选项，时间窗口为从当前时刻往前的滑动窗口；

79、维护全局选中状态变量以记录当前选中的目标标识；

80、当用户切换时间窗口时，若选中的目标不在新的时间窗口内，保持全局选中状态变量不被清除，并在状态栏显示包含目标信息和用于切换到包含该目标的时间窗口的可操作控件；

81、全局选中状态变量在频域资源互斥调度过程中保持有效。

82、与现有技术相比，本发明的有益效果：

83、1、本发明提供的无线电侦察设备的多视图频谱显示方法，频域资源互斥调度显著减少频域相邻目标簇内的视觉冗余，通过动态阈值 δf_min = k·min(b_i, b_j) 自适应地判定频域相邻对,并按优先度 p_i = c_i·π_i 仅对最高价值目标触发完整视觉提示,其余相邻目标仅触发子级提示。该机制使高置信度、高优先级类的目标在频域簇内被优先呈现,避免了多个同等强度的高亮区域互相遮挡造成的视觉冗余。

84、2、本发明提供的无线电侦察设备的多视图频谱显示方法，新目标发现能力显著提升，通过四级联动视觉提示系统,在频谱导航条、频谱图、瀑布图、状态栏、信号列表四个维度同时提供视觉提示,各级提示按精确时序触发,形成连贯的视觉引导,显著降低新目标被忽视的风险。

85、3、本发明提供的无线电侦察设备的多视图频谱显示方法，解决了选中状态与时间窗口强耦合导致的跟踪丢失问题，通过“选中状态独立于时间窗口”的全局状态管理机制,选中状态全局保持,不受时间窗口切换影响;当选中目标不在当前窗口时,通过状态栏明确告知操作员目标位置,并提供“切换到全部”一键操作。与现有技术相比,本发明在切换时间窗口时不会丢失选中状态,操作员无需在多个窗口间反复查找,显著降低认知负荷。

86、4、本发明提供的无线电侦察设备的多视图频谱显示方法，频谱导航条与信号列表的频率级双向联动提升了定位效率，用户可在信号列表中选择信号后通过状态栏指示图标快速定位频率位置,也可通过选择频率范围对信号列表进行聚焦过滤,降低高密度信号环境下的信息过载。