來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

摘要：介紹了基于虛擬儀器的ｒａｉｌｓａｒ測控系統(tǒng)的實現(xiàn)。該系統(tǒng)實現(xiàn)了對數(shù)字存儲示波器的數(shù)據(jù)錄取，經(jīng)緯儀的坐標(biāo)測量，步進(jìn)電機的運動控制以及雷達(dá)數(shù)據(jù)的分析處理。 關(guān)鍵詞：虛擬儀器 ｒａｉｌｓａｒ ｌａｂｗｉｎｄｏｗｓ／ｃｖｉ

軌道合成孔徑雷達(dá)（ｒａｉｌｓａｒ）是一個非常復(fù)雜的成像雷達(dá)系統(tǒng)，由功能不同的幾個子系統(tǒng)組成，包括雷達(dá)平臺的運動控制，雷達(dá)回波的采集、傳輸和存儲，雷達(dá)位置的跟蹤測量以及雷達(dá)數(shù)據(jù)的成像處理等。ｒａｉｌｓａｒ的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖１所示，其中步進(jìn)電機實現(xiàn)雷達(dá)平臺的步進(jìn)運動，數(shù)字存儲示波器完成雷達(dá)回波的數(shù)據(jù)錄取，經(jīng)緯儀跟蹤測量雷達(dá)天線的３維坐標(biāo)。ｒａｉｌｓａｒ是一個自動化程度很高的測量系統(tǒng)，其通過計算機軟件，實現(xiàn)對各種不同儀器設(shè)備和雷達(dá)數(shù)據(jù)的靈活控制和處理。

利用虛擬儀器系統(tǒng)的概念來構(gòu)造特定的測量系統(tǒng)是一個發(fā)展趨勢。虛擬儀器系統(tǒng)利用各種設(shè)備驅(qū)動程序和實用軟件包，能夠?qū)崿F(xiàn)對各種設(shè)備的編程控制，完成數(shù)據(jù)的采集、傳輸和分析處理。本文介紹基于虛擬儀器系統(tǒng)概念設(shè)計的ｒａｉｌｓａｒ測控系統(tǒng)的實現(xiàn)過程。

１ 系統(tǒng)開發(fā)平臺

虛擬儀器系統(tǒng)是現(xiàn)代計算機技術(shù)和傳統(tǒng)儀器技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它利用計算機強大的控制功能，通過軟件編程，將各種不同的儀器靈活地組合在一起，形成一個實現(xiàn)某種特定功能的系統(tǒng)。軟件是虛擬儀器系統(tǒng)的核心，特別是設(shè)備驅(qū)動程序構(gòu)成了虛擬儀器系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)。目前國內(nèi)外使用較為廣泛的虛擬儀器開發(fā)平臺是ｎｉ公司的ｌａｂｖｉｅｗ和ｌａｂｗｉｎｄｏｗｓ／ｃｖｉ，ｒａｉｌｓａｒ系統(tǒng)使用的是ｌａｂｗｉｎｄｏｗｓ／ｃｖｉ。

ｌａｂｗｉｎｄｏｗｓ／ｃｖｉ是一種面向?qū)ο蟮目梢暬幊汰h(huán)境，以ａｎｓｉｃ為核心，以各種豐富的庫函數(shù)為基礎(chǔ)，為儀器控制、自動測試和數(shù)據(jù)采集應(yīng)用提供了一個功能強大的開發(fā)平臺。ｌａｂｗｉｎｄｏｗｓ／ｃｖｉ應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：①用戶接口；②程序控制；③數(shù)據(jù)采集；④數(shù)據(jù)分析。ｌａｂｗｉｎｄｏｗｓ／ｃｖｉ的強大功能主要依賴于它的各種庫。對于用戶接口，它提供了面板、菜單、按鈕等用戶接口庫，使用戶能夠簡單方便地作出程序界面。對于數(shù)據(jù)采集，它提供了儀器庫、ｇｐｉｂ庫、ｒｓ－２３２庫、ｖｉｓａ庫以及ｖｘｉ庫等，利用接口函數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對各種儀器的靈活控制。對于數(shù)據(jù)分析，它提供了格式化ｉ／ｏ庫、分析庫以及高級分析庫，能夠快速地實現(xiàn)各種算法，還可以用用戶接口庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)的各種表示。

２ ｒａｉｌｓａｒ測控系統(tǒng)的實現(xiàn)

ｒａｉｌｓａｒ在軌道上做等間隔的步進(jìn)運動，每步進(jìn)一次，就要進(jìn)行一次雷達(dá)回波測量和天線位置測量，將測量數(shù)據(jù)以文件形式存入硬盤，測量結(jié)束后進(jìn)行數(shù)據(jù)的成像處理。ｒａｉｌｓａｒ系統(tǒng)需要主機通過各種不同的接口，實現(xiàn)對不同儀器的控制：通過ｇｐｉｂ接口控制示波器，通過并口控制步進(jìn)電機，通過串口控制經(jīng)緯儀。ｌａｂｗｉｎｄｏｗｓ／ｃｖｉ提供了豐富的接口函數(shù)，能夠方便地實現(xiàn)這些控制。ｒａｉｌｓａｒ數(shù)據(jù)處理最主要的特性是算法復(fù)雜、數(shù)據(jù)量大。ｌａｂｗｉｎｄｏｗｓ／ｃｖｉ的分析庫提供了許多用ｃ語言編寫的成熟的信號處理的函數(shù)，能夠迅速地生成高效的數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用程序，達(dá)到ｒａｉｌｓａｒ數(shù)據(jù)處理的要求。

２.１ 雷達(dá)數(shù)據(jù)錄取

ｒａｉｌｓａｒ正交解調(diào)接收機輸出的ｉ、ｑ兩路信號，由數(shù)字存儲示波器進(jìn)行采集。ｒａｉｌｓａｒ的脈沖重復(fù)頻率為２ｋｈｚ，每個雷達(dá)回波的數(shù)據(jù)接近１ｍｂ，總數(shù)據(jù)量高達(dá)幾百ｍｂ。所以ｒａｉｌｓａｒ的數(shù)據(jù)錄取具有高速、大容量的特點，要求主機通過高速接口將數(shù)據(jù)從示波器傳輸?shù)街鳈C的大容量硬盤。通過接口總線（ｇｐｉｂ）的高速數(shù)據(jù)傳輸能力能夠滿足ｒａｉｌｓａｒ數(shù)據(jù)錄取的