雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用

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1、雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用2011年第3期電孑Z程信垂37雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用王蕾(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十四研究所南京210039)摘要第.Z-代雷達(dá)

2、開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成,并已得到實(shí)際應(yīng)用.這種方法由分層結(jié)構(gòu)組成,各分層結(jié)構(gòu)使應(yīng)用與底層軟硬件(如操作系統(tǒng),中間件,通信結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)平臺(tái)等)隔離.該框架也由一套組件庫(kù)組成,根據(jù)框架在不同擴(kuò)展系列領(lǐng)域中的應(yīng)用,選擇不同的組建庫(kù).庫(kù)中組件的易換性或新開(kāi)發(fā)組件與硬件的高度獨(dú)立性,使得用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)構(gòu)建的系統(tǒng)易于維護(hù)和升級(jí).結(jié)合新一代天氣雷達(dá)網(wǎng)和我國(guó)氣象業(yè)務(wù)網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r,可供新一代天氣雷達(dá)使用的開(kāi)放系統(tǒng)的分布式業(yè)務(wù)模式已經(jīng)被提出.0引言雷達(dá)系統(tǒng)傳統(tǒng)上由底層發(fā)展而來(lái),包括專有的硬件和軟件結(jié)構(gòu).傳統(tǒng)的發(fā)展模型成本高且需要很長(zhǎng)的設(shè)計(jì)時(shí)間.

3、而且由于每部雷達(dá)系統(tǒng)使用各自的結(jié)構(gòu)和技術(shù),維護(hù)和升級(jí)困難,成本高.開(kāi)放系統(tǒng)(OS)和商用貨架產(chǎn)品(COTS)技術(shù)的改革推進(jìn)為縮短雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)展周期和降低研發(fā)成本提供了有效的途徑.由此雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)(ROSA)被提出.雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)(ROSA)已經(jīng)成功應(yīng)用于眼鏡蛇雷達(dá)原型的構(gòu)建,當(dāng)前應(yīng)用于對(duì)夸賈林環(huán)礁導(dǎo)彈射擊場(chǎng)的四個(gè)獨(dú)特指示雷達(dá)和”磨石山”(MillstoneHil1)雷達(dá)裝置的三個(gè)獨(dú)特雷達(dá)的現(xiàn)代化改造.ROSA通過(guò)將一部雷達(dá)分解成用COTS硬件構(gòu)建的功能模塊,體現(xiàn)了開(kāi)放模型的特征.這種分解提供了松散耦合的操作子系統(tǒng)組件,將

4、其通過(guò)定義好的接口綁定在一起,構(gòu)成一個(gè)完整的雷達(dá)處理和控制系統(tǒng).組成模塊易于增加和調(diào)整,并允許在對(duì)其它部分最小影響的情況下使用新技術(shù).更重要的是,現(xiàn)有的雷達(dá)組成模塊可以被共享,產(chǎn)生新的雷達(dá)或?qū)ΜF(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)代化改造.這種開(kāi)放式的結(jié)構(gòu)可以提高市場(chǎng)化速度,降低成本并提高通用性.1開(kāi)放系統(tǒng)(OS)結(jié)構(gòu)開(kāi)放系統(tǒng)(0S)是一種具有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的可升級(jí)操作系統(tǒng)接接口的計(jì)算機(jī)環(huán)境[I】’根據(jù)國(guó)際電子和電氣工程師協(xié)會(huì)(IEEE)的定義【,開(kāi)放系統(tǒng)是指系統(tǒng)的接口,服務(wù)和支持格式廣泛地采用公共規(guī)范,使工程應(yīng)用軟件:①在跨平臺(tái)移植中的改動(dòng)程度

5、最小;②能與其他應(yīng)用程序在局域和遠(yuǎn)程系統(tǒng)中協(xié)同運(yùn)行;③具有簡(jiǎn)易方便的用戶交互方式.開(kāi)放系統(tǒng)提供一系列的協(xié)議,接口和服務(wù),使用戶和應(yīng)用程序在異種網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)問(wèn)能透明地訪問(wèn)數(shù)據(jù),資源和服務(wù).圖1開(kāi)放系統(tǒng)松散分層結(jié)構(gòu)模型近年來(lái)隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,開(kāi)放系統(tǒng)呈現(xiàn)出“客戶一服務(wù)器”式的分布式開(kāi)放系統(tǒng)方式.軟件的分層設(shè)計(jì)是開(kāi)放系統(tǒng)應(yīng)用程序可移植性的基本要求.分層式的軟件結(jié)構(gòu)有利于將應(yīng)用級(jí)程序與低層的系統(tǒng)軟件和操作系統(tǒng)層分離.依據(jù)各層向鄰層所提供的服務(wù)功能不同,開(kāi)放系統(tǒng)模型分為物理層,網(wǎng)絡(luò)層,操作系統(tǒng)層,應(yīng)用層等,各層問(wèn)通過(guò)一系列的標(biāo)準(zhǔn)

6、調(diào)用實(shí)現(xiàn)層與層之間的功能服務(wù).如圖1所示,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接人,因特網(wǎng)~[1TCP/IP協(xié)議等服務(wù)聯(lián)結(jié),在網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層之間是軟件系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)層.應(yīng)用程序設(shè)計(jì)庫(kù)是應(yīng)用模塊的接口函數(shù),應(yīng)用程序使用一系列的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用接入低層的系統(tǒng)服務(wù).在應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)間及與應(yīng)用程序設(shè)計(jì)庫(kù)之間是確定的應(yīng)用程序接口函數(shù)軍用鈹術(shù)電孑互貍锫禽2011年第3期(API)規(guī)程.分布式應(yīng)用服務(wù)層是負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)廣播一接收,請(qǐng)求一服務(wù),事件監(jiān)聽(tīng)一調(diào)度的管理工具和函數(shù)庫(kù).開(kāi)放系統(tǒng)具有廣泛的兼容性,有利于配置多型的計(jì)算機(jī),服務(wù)器和操作系統(tǒng)等,支

7、持跨平臺(tái)多任務(wù)協(xié)同運(yùn)行.開(kāi)放系統(tǒng)允許功能模塊的升級(jí)和增加,易于硬件集成和更替,以及應(yīng)用軟件的移植.2MIT林肯實(shí)驗(yàn)室雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)雷達(dá)開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(ROSA)模型將雷達(dá)處理和控制結(jié)構(gòu)分解為松散耦合的個(gè)體子系統(tǒng).每個(gè)子系統(tǒng)完成特定的雷達(dá)功能,并能完全自治地運(yùn)行.將子系統(tǒng)組合起來(lái)能形成一個(gè)完整雷達(dá)的處理和控制結(jié)構(gòu).圖2所示比較了傳統(tǒng)雷達(dá)結(jié)構(gòu)和ROSA,圖3中給出了一個(gè)ROSA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖.圭釩過(guò)去用豹結(jié)構(gòu)生機(jī)和記澩雷達(dá)井放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2傳統(tǒng)雷達(dá)結(jié)構(gòu)和ROSA比較圖3ROSA結(jié)構(gòu)圖子系統(tǒng)組件之間的通信和主要的討算是ROSA

8、結(jié)構(gòu)成功的關(guān)鍵.子系統(tǒng)作為一個(gè)軟件對(duì)象根據(jù)控制信息執(zhí)行特定的功能.特別地,一個(gè)高層控制信息通過(guò)一個(gè)單獨(dú)的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)接口從主機(jī)傳遞到子系統(tǒng).用每個(gè)主要控制周期(20Hz),主機(jī)將一個(gè)控制信息向所有的子系統(tǒng)廣播.每個(gè)子系統(tǒng)讀這些信息并執(zhí)行要求的功能:本質(zhì)上,每個(gè)子系統(tǒng)稱為一個(gè)智能外圍設(shè)備,提供一個(gè)由控制信息驅(qū)動(dòng)的特有功能.為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì),ROSA系統(tǒng)在