基于QT实现跨平台二次雷达态势显示软件开发

李璐

四川九洲空管科技有限责任公司 四川 绵阳 621000

引言

二次雷达通过询问与应答方式获取飞机位置、代码、高度等信息，是航空飞行安全的重要保障。二次雷达态势显示软件（以下简称“显示软件”）是雷达人机交互接口，展示雷达能力主要手段。

依照军民航规范，二次雷达态势显示软件应满足通用化、模块化、跨平台需求，具备标准数据接口，实时处理雷达视频、点航迹信息，提供基于地图的目标态势显示，提供目标位置、高度、代码等多元信息，辅助操作员掌握周围空情[1]。

目前，二次雷达态势显示软件已采用通用计算机硬件，显示信息丰富多样，但大多仍以视窗（Windows）操作系统为主，但随着美国对高新技术封锁和操作系统后门威胁，我国自主研发了基于Linux的国产操作系统，为匹配该需求，通用化、跨平台显示软件需求迫切，据此开展跨平台的二次雷达态势显示软件设计开发。

1 开发平台

Qt 是一款跨平台C++图形界面应用程序开发框架，提供强大面向对象的原生C++类库，可实现开发一套代码，多场景（桌面、嵌入式、移动端，支持Linux/X11、MAC、Windows、WinCE、Android系统）编译部署，可减少开发人员的配置，提高产品开发效率，更利于维护代码维护[2]。

2 软件设计

2.1 概述

显示软件采用模块化架构开发，主要实现消息服务、数据收发、雷达数据处理和雷达显示四个软件部件。

2.2 消息服务

如图1所示，消息服务部件采用C/S架构，基于回环地址数据交互。后台服务对所有消息交换参与者分配身份，参考IP协议报文格式对共享消息体进行封装，将消息号与用户映射，实现按需分发。

图1 消息服务原理示意图

2.3 数据收发

数据收发部件实现雷达数据网络接收与预处理，软件启动时创建消息客户端并载入配置文件（地址、端口、消息号等信息），创建QUdpScoket接收网络数据，并处理后经由服务器端推送各模块。

2.4 雷达数据处理

雷达数据处理部件接收消息服务推送的雷达点迹、航迹、扇区信息，解析后格式化为内部标准格式，经由服务器端推送各模块[3]。

2.5 雷达显示

雷达显示部件主要实现雷达扇区、点迹航迹、用户图形、背景地图的动态显示。基于Qt的Graphics View框架实现，定义QGLwidget窗体承载显示场景的所有图元显示要求，将图元按类归集分层管理，如图2所示，每个图层具有公共属性和私有属性，每个图形的显示样式参照规范的设计[4]；每个图元实例化后仅需要将paintEvent()、mouseEvent()等事件实现，加入到场景中，即可由系统自动组织和调度图形绘制。

图2 雷达显示框架

目标（点航迹信息）显示是软件实现重点，采用Qt Model/View编程模式，即单个目标由基类QGraphicsItemGroup派生一个自定义的目标图元PlaneObject，同时定义一个基于QAbstractTableModel类的FlightDateCenter类存储所有的目标，并关联到一个QTableView列表，以列表方式有序的呈现；PlaneObject可调用AddPlaneToScene()将目标添加进Scene中，实现界面、数据、列表同步[5-7]。

3 开发实例

如图3所示，某型二次雷达态势显示软件在两种系统平台应用效果对比，左图为Windows7操作系统下利用Qt5结合MSVC2010开发，右图为同一套代码Linux环境采用Qt Creator和gcc编译后运行效果[8]。从实际运行效果可以看出，在两个平台下雷达显示风格和效率相近，除了主界面因系统主题风格不同存在细微不同。

图3 软件跨平台显示效果对比

4 结束语

Qt作为一款跨平台的GUI开发框架，目前在军工、汽车、航天、医疗、家电、智能家居等多个行业中均有使用，特别其启动速度快、运行效率高、资源要求低以及跨平台性能强的特性，满足二次雷达态势显示软件开发的需求。本文充分利用Qt优势特点，实现了通用化、跨平台的二次雷达态势显示软件设计方案，该方案构架灵活，扩展性强，具有模块化、标准化、通用化特点，满足新一代二次雷达应用需求。