光电经纬仪测量系统网络优化分析

通信乃至光电经纬仪自身的捕获电视跟踪侧量系统、高速电视测量系统、红外跟踪侧量系统、激光侧量设备、微波雷达、伺服系统和微机控制与数据处理系统间的数据通信等均应纳人这两层中规划。鉴于目前侧试设备的高度计算机化，模型描述的系统通信结构遵从或参考OSI/ RM，对应于其最低3层，即物理层、数据链路层和网络层。

以OSI/RM为代表的网络通信体系结构反映的主要是网络通信的结构特性，并没有充分反映以计算机为核心的网络化测控系统中各种信息采集、处理、传输和控制的重要特征，更没有反映网络应用系统的结构特征。因此，如果只有图1模型的最低两层仍不足以解决上述简单互连模式下的种种局限。作为一个网络应用系统，光电经纬仪测量系统的体系结构应包括基本的网络通信结构和高级的应用结构，应把OSI/ RM的网络通信结构与系统应用软件及其运行环境结构结合在一起，形成一个统一的计算机网络应用系统的抽象结构模型，以更本质地反映应用系统信息处理的结构特征.图I所示模型的上4层所完成的正是这样的工作。

相对于简单互连模式，在依据制导武器弹道综合测试的系统集成模型所实现的网络化系统中实现了“服务化”，各设备(节点)可享受系统对其应用程序的服务。通过分离数据采集、传输、处理和显示等应用程序运行的诸多环节，对通信、时空基准和可视化等共性问题解决机制进行分层封装和服用，应用程序实际环境的不同具体特性和实现细节及其差异被屏蔽，为应用程序提供了统一、透明的开发和运行支撑环境。以指控中心计算机的弹道交会处理应用程序为例，作为顶层实体，该应用程序不需再关心输人的光电经纬仪角度测量信息和输出的弹道参数信息的传输介质、通信接口、通信协议、数据类型、参数语意以及信息传输的实时性、信息的时间同步和空间坐标统一等繁杂的“额外”事务，而只需专注于交会算法本身。因此，网络化系统是一个结构开放的、可重构的、功能综合的分布式统一测控集成体。

3若干问题

依据上述模型，光电经纬仪测量系统的网络化需完成诸多目前尚未开展或未系统深人地开展的工作。兹罗列若干问题如下:

(1)各层功能集的定义问题:分析整理光电经纬仪弹道测量的各种需求，在现有框架下对模型各层实现的功能集进行进一步的明确定义;

(2)层间接口和协议问题:确定层间接口和各层协议。越下层的接口和协议越应向通用的国际标准或工业标准靠拢;

(3)低层服务的实现问题:主要通过集成手段实现模型低层服务。低层服务尽可能通过集成通用系统而非专用系统实现。符合IEEE 802. 3/802. 11/802. 16标准的有线无线网络设备、Windows 2000/NT操作系统、Windows Sockets接口和线程接口等均可视为具有普适性优点的选择;

(4)中间层服务的实现问题:模型中间层服务主要通过软件研发手段实现，研发中应充分重视软件中间件(middleware)技术[4]这种高效实用的共性凝炼与复用手段，通过中间件解决层间软件模块之间的交互，封装解决系统共性问题的支撑机制，从而屏蔽低层环境的异构性和复杂性;

(5)时间基准服务问题:光电经纬仪侧t系统对系统时间基准，尤其是设备同步的要求很高，一直采用国际标准的IRIG- B格式时间码系统实现。目前广泛应用的网络技术通常都是异步的，即便进行软硬件改造后也难以达到系统要求。在网络化系统中，沿用IRIG- B码是必然的，需要研究解决的问题是在系统的时间基准服务实体中如何合理地利用B码信息，

(6)实时数据传翰服务问题:以简单互连模式构成光电经纬仪测量系统很大程度上是出于数据传输硬实时性的考虑。在网络化系统中，计算机网络硬件层和网络系统服务层采用的通用网络协议和操作系统本身往往只具有软实时性，即数据传输时间存在不确定性。因此，需要在这两层之上进行中间件形态的网络实时通信程序和通信部件的设备驱动程序开发，以确保系统的硬实时性;

(7)任务调度服务问题:光电经纬仪测量系统内的任务调度服务应考虑在消息传递机制中结合IRIG-B码的特标控制码元实现;

(8)顶层应用程序的实现问题:顶层应用程序是整个侧量系统中与弹道试验测试任务关联程度最高的部分，反映了系统交会定轨、跟踪引导、接力测量和冗余测量等核心功能。在网络化系统中，在下层服务的支撑下，核心功能的实现不但变得简单灵活，而且具有突破简单互连模式下技术难点的充分可能性，应用程序的开发应重点关注后者。以实时数据处理为例，光电经纬仪单站和多站捕获电视、侧量电视、红外电视及激光测距仪(微波雷达)多源数据融合应纳人软件实现的计划中;

(9)老设备的网络化改造问题