[发明专利]一种电磁频谱目标特征数据快速提取系统及方法

说明书

本发明公开了一种电磁频谱目标特征数据快速提取系统及方法，属于电磁频谱特征提取技术领域，包括顺次连接的电磁频谱采集设备、边缘计算节点和数据中心。本发明通过引入边缘计算节点对辐射源类型（身份）进行识别，大大提高了电磁频谱目标特征数据的提取速度，能够满足电磁频谱数据高时效指挥决策与挖掘分析的需求；同时，上传至数据中心的电磁频谱信号为未知类型的辐射源发射的数据，大大降低了数据中心的存储压力、数据传输压力和计算压力；进一步地，通过引入迁移学习法对未知信号进行识别，能够提升系统的信号识别能力。

技术领域

本发明涉及电磁频谱特征提取技术领域，尤其涉及一种电磁频谱目标特征数据快速提取系统及方法。

背景技术

随着全球化信息技术的发展，各种用途的电磁设备飞速更迭，电磁辐射源监测装备力量不断扩展，电子采集技术不断取得突破，电磁信息内涵不断挖掘，电磁监测技术也在不断演进与发展。在复杂的电磁环境下，存在目标电磁信号复杂多变，持续时间短，信噪比低等特点，从海量数据中提取电磁频谱目标特征信息的难度很大，难以实现目标的准确定位和跟踪等。

目前目标定位、跟踪等方法一般包括以下步骤：（1）建立数据中心和存储中心，并部署多个频谱采集设备（传感器）采集频谱数据；（2）传感器实时采集频谱数据并上传到数据中心；（3）数据中心利用大数据技术对实时采集的频谱数据进行清洗、存储，通过机器学习识别电磁频谱目标特征信息；（4）对特征信息进行存储展示；（5）根据目标特征信息遥控监测设备做进一步数据采集，如定位、跟踪等。而上述目标定位、跟踪等方法存在以下缺陷：

（1）从数据采集到特征识别需要花费大量时间，时效性太差；针对非常发信号、移动信号等失去了识别意义；（2）在频谱采集设备端无法对电磁信号进行分析和判断，造成前置人员没法快速响应的问题，易错失目标频谱数据采集机会并造成资源浪费；（3）实时数据全部传输到数据中心，当传感器节点多，频谱数据采集范围大时，造成网络传输压力大，传输速度慢，数据中心无法及时收取数据和下发信息；（4）针对未知信号目标的特征识别率低，特别在信号样本少的情况下，无法准确识别；（5）目前频谱采集设备端是被动执行指令，无法自主控制设备进行数据的采集，且无法进一步协同同一区域内的频谱采集设备对同一目标进行采集跟踪。

进一步地，目前电磁空间数据需要支持指挥决策、态势生成和行动控制等应用需求，对处理速度提出了很高要求，根据装备和指挥系统处理层次的不同，处理速度从毫秒、秒到分钟等多个量级，特别是对抗装备和态势生成需要在毫秒和秒量级完成处理，现有技术无法满足高时效挖掘分析的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中电磁频谱目标特征数据提取速度慢，无法满足高时效指挥决策需求的问题，提供了一种电磁频谱目标特征数据快速提取系统及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种电磁频谱目标特征数据快速提取系统，所述系统具体包括电磁频谱采集设备和数据中心，系统还包括边缘计算节点，电磁频谱采集设备、边缘计算节点和数据中心顺次连接；

所述电磁频谱采集设备用于采集电磁频谱信号；边缘计算节点用于提取电磁频谱信号的第一特征信息，并基于第一特征信息对发射电磁频谱信号的辐射源的类型进行识别；若无法识别发射电磁频谱信号的第一辐射源的类型，将第一辐射源对应的电磁频谱信号及其第一特征信息传输至数据中心；数据中心提取电磁频谱信号的第二特征信息，基于迁移学习对电磁频谱信号的第二特征信息进行分类识别处理，进而实现第一辐射源的类型识别。

在一示例中，所述系统还包括主边缘计算节点，多个边缘计算节点均连接至主边缘计算节点，主边缘计算节点与数据中心连接，且边缘计算节点与电磁频谱采集设备一一对应连接。

本发明还包括一种电磁频谱目标特征数据快速提取方法，所述方法基于上述电磁频谱目标特征数据快速提取系统进行应用，包括以下步骤：

采集电磁频谱信号；