水声定位系统信号模拟器主控台软件的设计与实现

　　利用水声定位系统模拟器对声呐的性能和功能进行测试和评估、对设备的维护和保养有重要意义.文章介绍的是一种基于/软件化思想[1]0的声呐信号模拟器的主控台软件的设计.基于软件化思想而提出的声呐信号模拟器需要有一个通用的模块化的硬件平台,在此硬件平台基础之上通过编程和数字域运算实现对各种动态目标和环境的模拟.针对不同的环境,只需改变相应的软件和参数,而无须改动硬件平台.随着技术的不断进步,当原有的硬件平台可能无法满足新的要求,采用模块化设计后,只需要升级某一个或某几个模块,且同时在软件上做相应的改变,就可达到更高的指标.它具有以下优点:

　　1)灵活性强,能通过更换程序和模块来适应多种工作频段和多种工作方式

　　2)软件化,可编程,适用于多种复杂环境的模拟,而且不同环境的模拟方式之间转换方便、快捷;

　　3)可扩展性好.

　　1 软件实现的关键问题

　　在WindowXP系统环境中,利用可视化编程语言VisalC++[2]制作显示控制界面.在设计中主要有以下几个关键问题:

　　1)样本信号的产生

　　本套模拟器需要实时模拟目标的3种不同的信号特性,即CW脉冲信号、线性调频信号以及噪声信号.由于3种信号的运算量和数据量不同,因此利用不同的方法模拟3种信号.

　　2)时延的计算

　　时延的计算精度直接影响到后续的目标定位工作,因此应该采用高精度的计算方法计算时延数值,减少误差.

　　3)数据的传送

　　在数据传送的过程中为保证数据传输的正确,需要发送方和接收方之间的协调.在本套模拟器中,利用RS232串口进行数据的传输.由于信号样本数据和时延数据量的不同,因此需要采用不同的方式进行传送.此外,在传送数据的时候,还应该考虑串口的传送速度与每次具体传送的数据量的相互协调,否则如果串口传送的速度较慢,而传送的数据量较大,则数据会在串口处堆积,导致传送过程中误码率较高.

　　2 软件构成

　　模拟器的主控台软件主要由用户界面模块、时钟模块、目标轨迹模块、时延计算传送模块以及信号样本模拟传送模块5部分组成.

　　2.1 用户界面模块

　　在模拟器运行的初始时刻,需要由用户设定模拟器的目标、轨迹、信号特性以及声呐等各项参数的初始值.目标轨迹的坐标显示参数以及信号的中心频率初始的值设置为0.用户通过界面的各项菜单设置相应的参数,用户界面模块就是方便用户设定这些输入参数.

　　2.2 时钟模块

　　时钟模块是整个模拟器的灵魂部分.几乎任何一个模块都不能脱离时钟模块而单独存在.模拟器的时钟模块的作用就是控制各个模块的运行周期,实现实时显示目标的运动轨迹、跟踪目标、传送时延和样本信号数据.