基于VxWorks的SAR任务管理系统软件设计

唐黎江　刘浩　胥霜霞

【摘 要】本文介绍了VxWorks实时操作系统、SAR任务管理系统的相关内容，阐述并分析了SAR任务管理系统的组成和特点。根据SAR任务管理系统的功能，詳细介绍了SAR任务管理系统软件的设计和实现过程，给出了软件设计的流程图，并通过在实际系统中的应用，验证了软件的可行性、可靠性和实时性。

【关键字】vxWorks；SAR；任务管理

中图分类号： TP311.5 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）14-0045-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.14.019

Design of Software Structure of SAR Task Management System Base On VxWorks

TANG Li-Jiang LIU Hao XU Shuang-Xia

（CETC No.38 Research Institute， He fei 230031， Anhui， China）

【Abstract】This paper First introduces content of real-time operation system and SAR task managemment system.It explains and analyses the composition and characteristic of SAR task management. On the basis of the properties of function，this paper introduce detailedly the process of the design and the implement of software structure of SAR task managemment system，and software designed process is also given.The application of software in actual system proved the feasibility，reliability and character of real-time.

【Key words】VxWorks； SAR； Task management

0 引言

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）是一种高分辨率成像雷达。其高分辨率、一体化的优良特性使其被广泛用于战场侦察、资源勘探、环境监察等多种领域，SAR在军用和民用领域中起着越来越重要的作用[1]。

SAR任务管理系统是合成孔径雷达任务执行的管理者，是SAR任务管理和时序控制的“大脑”。随着SAR技术的发展，对SAR任务管理任务的多样性、全自动化性、可靠性、可扩展性等方面提出了更高的要求。本文正是基于SAR任务管理对载机上安装的多部SAR进行统一的任务管理和控制，从而实现对多部SAR设备的有效、可靠、独立工作。

1 VxWorks实时操作系统的特点

VxWorks的内核Wind是一个具有较高性能的、标准的嵌入式实时操作系统内核，其特点为：实时多任务、抢占式任务调度等。相对于其他实时操作系统具有任务切换快、实时性高等特点[2]。

a）VxWorks系统具有较好的可剪裁的能力，可灵活进行资源配置。

b）VxWorks支持动态链接下载，方便调试，缩短了调试周期。

c）VxWorks具有良好的兼容性。方便移植，缩短了开发周期。

d）VxWorks是最早兼容POSIX1003.1b标准的嵌入式实时操作系统之一，同时也是POSIX组织的主要会员。

e）VxWorks具有很高的实时性。

2 系统功能

SAR任务管理系统是合成孔径雷达任务执行的管理者和控制核心，系统框架如图1所示。SAR任务管理系统通过通信处理模块接收来自载机任务管理系统的人工干预任务列表，使用数据处理模块对任务列表内容进行检索和处理后，形成SAR任务管理系统的待处理任务；接收来自惯导/GPS系统的信息，使用数据处理模块对惯导数据进行解析后，一方面将惯导数据输入至波束调度模块，实现对波束的计算和调整，另一方面将惯导数据输入至回波参数中，发送至信号处理系统，完成图像成像和动目标的检测；SAR任务管理系统根据待处理的任务列表，使用任务管理模块对任务进行逐级分解后执行，即向电源系统发送电源控制参数，向波束形成系统发送波束形成控制参数，向AD采集系统发送采集控制参数；在定时处理模块中，检测波束形成系统、AD采集系统、电源系统、信号处理系统的BIT信息和状态信息，并将BIT信息和状态信息组包后发送至载机任务管理系统。中断处理模块是指当SAR任务管理系统处于工作态，波位发生变化时，任务管理系统会产生波位中断信号，根据中断信息和波位信息，完成下一波位打码控制的处理模块。

3 软件算法设计

基于vxWorks的SAR任务管理系统的系统软件可以分为7个功能模块：系统初始化模块、通信处理模块、数据处理模块、波束调度模块、任务管理模块、定时处理模块、中断处理模块。其中通信处理模块是用于循环接收通信链路上数据的模块，包括来自载机任务管理系统1553B总线数据；来自惯导/GPS系统的429数据；来自波束形成系统、信号处理系统、AD采集系统的网络数据；来自电源系统的RS422数据；中断处理模块是响应任务管理系统上的波位中断信号而完成波位打码的模块；系统初始化模块、数据处理模块、波束调度模块、任务管理模块、定时处理模块等5个模块在主函数中，流程图如图2所示。

由图2可以看出，SAR任务管理系统软件中的任务管理模块是系统的核心模块，该模块是完成对安装在载机上的多部SAR待机态、工作态、校正态、开机态、重演态下的任务管理，控制任务管理系统和SAR其他系统协同工作，产生全机时序，共同完成相应状态下需要完成的任务。该模块的处理流程图如图3所示[4]。

4 结论

基于VxWorks系统的SAR任务管理软件采用C语言开发，具有良好的实时性。本文设计了基于vxWorks实时系统同时完成对机载多部SAR的任务管理，提高了系统开发效率。基于模块化的编程思想，大大提高了系统的通用性、扩展性、可维护性和可靠性。在预警雷达、搜索雷达等应用领域具有可继承性，避免了重复劳动[5]。

【参考文献】

[1]方志红，张长耀，俞根苗.条带SAR成像对偏航角最大误差要求的理论分析.雷达科学与技术.2004.2：33-33

[2]孔祥营，柏桂枝.嵌入式实时操作系统VxWorks及其开发环境Torando，中国电力出版社.

[3]张全周.基于VxWorks的DCS现场控制站软件设计与应用 电力学报，2008年12月，第23卷6期.

[4]唐黎江.机动式系留气球测控系统软件设计与实现机械与电子，2013-02-24.

[5]唐黎江.机载SAR监控软件系统的设计与实现计算机光盘软件与应用，2014-01-15.