基于锐华嵌入式实时操作系统雷达数据处理软件设计

0 引言

长期以来，在我军综合电子信息系统和武器系统建设进程中，军事应用软件基本做到自主研制，但军用关键软硬件过分依赖国外商用产品，这种不可控的状况已成为我军战略安全的重大潜在威胁，严重制约我军信息化武器装备体系的自主可持续发展。目前国家正在实施自主可控战略，越来越多的国产芯片、基础软件运用到武器装备中。在某些领域，鉴于国产芯片与国外产品对比存在较大差距的事实，在国产部分硬件无法满足需求的情况，可以先实现基础软件的自主可控。

ReWorks操作系统[1]是国内某科研机构开发设计的嵌入式操作系统，在我国部分军用产品上已经逐步开始推广使用，本文在分析国产化嵌入式操作系统ReWorks特点的基础上，设计了一种基于ReWorks的数据处理软件，数据处理软件不仅继承了原来风河公司VxWorks的优点，而且国产化软件提供了更丰富的调试手段，利于软件的开发设计。

（135）毛边光萼苔齿叶变种Porella perrottettiana var.ciliatodentata（Chen＆Wu）S.Hatt. 杨志平（2006）

1 国产化实时操作系统(REWORKS)介绍

锐华嵌入式实时操作系统(ReWorks)是一款类VxWorks系统,组件可裁剪,同时还兼容VxWorks。其体系结构图如图1所示。

  

图1 ReWorks体系结构图

ReWorks嵌入式操作系统，是一款提供了VxWorks兼容接口的实时操作系统，具备以下特点[2]：

1)实时性

2)可裁剪性

范围蒙版能帮助我们通过指定影调范围或者在屏幕上直接取色等手段更加精确地控制调整所影响的区域。配合该功能，我们几乎可以使用径向滤镜工具调整画面中任何一块色彩统一的区域，例如说上图中的蓝色衣服。首先使用径向滤镜将其整个框住，接着使用范围蒙版工具的吸管在上面拖动取色即可。

ReWorks能够及时响应中断和高效率的线程调度，同时还具备了线程的优先级切换。

ReWorks组件是可裁剪的，用户根据自己需求进行内核优化。

3)适用性

集设计、开发、配置、调试、仿真为一体，提高应用开发效率。

支持X86、PowerPC、ARM等多种目标机硬件平台，方便简捷。

4)标准化

年少时，我们都不想嫁给李公甫这样的男人，因为他完全不符合我们对爱情和婚姻的想象。那时的我们羡慕白素贞，把未来想象成偶像剧中的浪漫桥段，对柴米油盐不屑一顾，根本不肯相信结了婚还会有烦恼。

ReWorks支持C/C++,提供符合规范的系统接口，保证了可移植性。

点迹合并是对雷达信处上报的一次点迹，当原始点迹位置信息(距离、方位、俯仰)相互符合一定条件，可以进行点迹合并，一方面用于航迹更新，一方面实时上报显控计算机，合并采用线性加权求重心的方法。点迹合并公式如下：

ReWorks封装了VxWorks底层接口，能够直接兼容VxWorks源代码。

类似于Tornado，ReWorks也有自己的一套嵌入式集成开发环境REDE：

当目标点迹符合起航准则时(及运动参数符合目标特征)，数据处理应能建立该目标的运动航迹，包括自动建航和手动建航。数据处理工作正常模式下采用了自动建航，当虚警较高或者检测概率比较低的情况可采用手动建航。

6)可用性

ReWorks支持当前大部分的主流硬件设备，提供了与设备相对应的板级支持包。

7)易用性

对照组治疗药物单用阿司匹林（拜耳公司生产制药股份有限公司生产，国药准字H61023177），100 mg/次，1次/d；观察组治疗药物在对照组基础上联合氯吡格雷（赛诺菲杭州制药有限公司生产，国药准字为J20080090），75 mg/次，1次/d。两组患者均连续治疗1个月。

2 基于国产化操作系统ReWorks的雷达数据处理设计

2.1 雷达数据处理软件概述

雷达数据处理软件[3]的主要任务是完成目标的航迹建立、航迹与点迹相关、航迹质量管理、航迹的滤波处理等，数据来源于雷达信号处理机，目标处理结果输出到雷达终端显示计算机，并接受雷达终端显示计算机的工作模式和状态控制。

 

表1 雷达数据处理软件功能简介

  

序号功能名称功能简述1预处理完成坐标转换、点迹合并以及系统误差修订等功能;预处理结果一方面上报终端进行显示,一方面作为后续航迹处理的输入。2杂波剔除主要包括了杂波图与杂波屏蔽区的处理。3航迹批号管理对于新建立的航迹,在系统目前没有达到目标容量上限时,数据处理软件应能自动赋给该目标一个目标编号,在系统航迹撤销前,该目标批号唯一。4航迹建立当目标点迹符合起航准则时(及运动参数符合目标特征),数据处理应能建立该目标的运动航迹,包括自动建航和手动建航。5航迹相关借助航迹预测参数、相关波门、点迹滤波器通道号等因素,建立航迹与凝聚点迹的配对矩阵,并选择统计距离最近的凝聚点迹作为航迹的更新点迹。6航迹更新根据航迹的预测值与相关点迹的测量值,进行航迹的滤波更新。7航迹质量管理根据航迹与点迹的相关情况,进行航迹质量的增减,航迹质量决定了航迹的起始与撤销。

2.2 主要功能设计

2.2.1 数据预处理

数据处理板接收雷达信号处理机输出的目标检测结果，并对检测结果进行预处理，处理内容包括点迹合并。点迹合并[4]是对雷达信号处理机送来的在一定距离，方位和俯仰范围内的相关原始一次点迹进行存储并凝聚，凝聚点迹。

莲心碱对佛波酯所致耳肿胀炎症模型小鼠的抗炎作用及机制研究 ………………………………………… 姚 茹等（17）：2364

中国有句古语，细节决定成败。这句话也完全适用于民主政治建设。民主不仅是由一系列相互衔接的制度构成，从另一个视角言之，民主也是由一系列相互衔接的细节构成。如果在民主生活中，我们不注重细节，甚至故意忽视细节，那么不仅降低了民主政治的质量，更主要的是损害公民意识的养成。在我国基层民主中，由于诸多因素的影响，这一点尤为显著。

5)VxWorks兼容性

 

(1)

其中，Q为经过合并后的点迹的距离、方位或俯仰值，Qi为各分裂点迹的距离、方位或俯仰值，Vi为信号强度(Vi为线性值，信处送来的强度为对数值，必须化为线性值)。

2.3 航迹建立

运用当前最新的“互联网+”理念打造高校网络化统一资产管理平台是非常有必要的，因为它能够实现对固定资产管理系统的有效建设，发挥系统统计功能优势并实现动态数据监控。从全方位体现对固定资产的整体查询与跟踪，保证资产安全，体现“时时、处处、人人”管理的现代化网络技术优势与精细化管理理念。为此，高校需要针对固定资产管理设计并建设有针对性的创新管理系统，体现创新管理策略，将传统的人工管理模式转为电算信息化管理模式，扭转高校过往“重财轻物”的管理主观倾向，走科学化、信息化管理道路，确保固定资产能有效辅助幼儿园教育教学过程，发挥新管理模式应有的巨大效能。

2.4 航迹相关

依据相关波门、系统航迹预测值和滤波器通道号，完成凝聚点迹和与已有系统航迹间所属关系的判定，建立系统航迹与凝聚点迹的配对矩阵，并选择统计距离最近的凝聚点迹作为系统航迹的更新点迹。

以“两年”活动为抓手 开创新时代国土资源工作新局面 .................................................................................3-1

2.5 航迹质量管理

根据航迹与点迹的相关情况，进行航迹质量的增减，航迹质量决定了航迹的起始与撤销。所以，在航迹处理的同时，根据航迹与点迹相关的情况，实时更新航迹质量，并根据航迹质量来判断航迹是否转确认或者撤销。

2.6 航迹批号管理

对于新起始的航迹信息，数处应该能自动给该航迹确立目标批号，新确定的批号应该符合以下要求：

1) 对于特定已建立航迹的目标，在该目标航迹撤消前该目标的目标编号不得改变，目标撤消后应继续外推一定时间(约3～5个周期)，当新建目标和外推目标关联时允许使用原有批号；

2) 新撤消的航迹批号应保留一定时间方可重新使用；

3) 新建立的目标航迹应按照轮询原则寻找允许使用的空目标标号分配给该目标航迹。

3 工程应用效果

在介绍具体项目应用前，首先简要介绍ReWorks嵌入式实时集成开发环境(ReDe)的特点以及与该操作系统配套的硬件平台。ReDe以Eclipse开放体系结构为基础，结合嵌入式软件开发以及ReWorks操作系统的特点，实现了功能定制改造和工具链扩展，可以运行于Linux 、Windows等多种操作系统，对不同的系统具有很好的兼容性；数据处理硬件平台选用基于龙芯3A-2000处理器的6U CPCI标准单板计算机，龙芯[5]3A-2000是龙芯3号多核处理器系列中最成熟的一款产品，其采用65nm工艺制造，在单个芯片内集成了4个64位超标量通用处理器核，最高工作主频为1GHz，可有效服务于大型信息处理、显示处理等实时系统，具有电源管理，音视频接口、SATA存储接口、USB接口保护、网络MAC、超级IO、键盘鼠标、硬件自检等功能模块。图2是REDE开发环境的界面布局；图3是龙芯3A的6U标准的单板机；图4是应用ReWorks的数据处理软件在某型号项目雷达中跟踪目标的航迹效果图，从图中可以看出，基于ReWorks实时操作系统的数据处理软件能够实现稳定航迹跟踪。

4 结束语

本文首先通过分析软件国产化的必要性，同时介绍了从事项目中应用到的国产操作系统的特点和性能，结合从事的雷达数据处理工作，设计了能够在国产操作系统下有效工作的数据处理软件，解决了部分军用软件过分依赖国外商用产品带来的隐患，具有较高的经济价值和军事价值。

利用单因素检验分析不同专业研究生对于初级知识、中级知识、高级知识、初级技能、中级技能、高级技能、态度的差异情况。经过分析，不同专业研究生对于中级知识、中级技能、态度因素的P值均大于0.05，没有显著性差异，在初级知识、高级知识、初级技能、高级技能中P值均大于0.05，具有显著性差异，其中理工和艺术类专业得分均高于文史类得分。

  

图2 REDE开发环境的界面布局

  

图3 龙芯3A单板机

  

图4 基于ReWorks的航迹跟踪效果图

参考文献:

[1] 邱浩，奚培峰，杨帆，殷君.EtherNet/IP通信网关的研制和应用[J].低压电器，2009(15)：35-37.

[2] 郑莹莹.基于Reworks平台的点迹处理设计实现[J].科技视界，2016(15)：118.

[3] 何友，修建娟，张晶炜，等.雷达数据处理及应用[M].北京：电子工业出版社，2006：1-2.

[4] 罗利强，张艳艳，高恒.雷达数据处理软件模块化研究[J].火控雷达技术，2013.42(2)：38-41.

[5] 张潇潇，王士成，王未名.基于VPX标准的双路“龙芯”3A计算机模块设计[J].飞行器测控学报，2013.32(6):531-536.