第３４卷第３期 雷达与对抗 ＲＡＤＡＲ＆ＥＣＭ Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．３ Ｓｅｐｔ．２０１４ ２０１４年９月 一种基于Ｑｔ的被动雷达显控软件设计 练学辉 （海军驻南京地区雷达系统军事代表室，南京２１０００３） 摘要：提出了一种基于Ｑｔ的图形视图框架下的被动雷达信息显示的方法。图形用户界面能 够实时刷新显示被动雷达信息。采用Ｑｔ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ工具和Ｑｔ的样式表使得图形界面风格设计 简单，界面友好。 关键词：Ｑｔ；被动雷达信息显示；图形视图框架；Ｑｔ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ；样式表 中图分类号：ＴＮ９５７．５２２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００９—０４０１（２０１４）０３—００６１－０４ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｄｉｓｐｌａｙ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｏｆ ｐａｓｓｉｖｅ ｒａｄａｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｑｔ ＬＩＡＮ Ｘｕｅ ｈｕｉ （Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｓ Ｏｆｆｉｃｅ ｏｆ Ｒａｄａｒ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ＰＬＡ Ｎａｖｙ ｉｎ Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１０００３） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｐａｓｓｉｖｅ ｒａｄａｒｓ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｇｒａｐｈｉｃｓ ｖｉｅｗ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｑｔ．Ｇｒａｐｈｉｃ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＧＵＩ）ｃａｎ ｒｅｆｒｅｓｈ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｙ ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｐａｓｓｉｖｅ ｒａｄａｒｓ ｉｎ ｒｅａｌ・ｔｉｍｅ．Ｔｈｅ ａｄｏｐｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｑｔ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ Ｑｔ ｓｔｙｌｅ ｓｈｅｅｔ ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ＧＵＩ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｆｒｉｅｎｄｌｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｑｔ；ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｙ ｏｆ ｐａｓｓｉｖｅ ｒａｄａｒ；ｇｒａｐｈｉｃｓ ｖｉｅｗ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ；Ｑｔ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ； ｓｔｙｌｅ ｓｈｅｅｔ ０ 引 言 雷达信息显示在雷达中占有重要的地位。雷达探 测到目标后，通过数据处理将信息传送到终端上，终端 将获取的目标信息以有效、直观的方式呈现给观察者， 同时通过指令精准地控制雷达¨ 。 近年来，随着微电子技术和软件技术的发展，人们 １ Ｑｔ图形视图框架 Ｑｔ的图形视图框架提供了一种基于图像对象的 方式来实现ｍｏｄｅ１．ｖｉｅｗ的编程模式。这一点很像例程 ＩｎｔｅｒＶｉｅｗ中的辅助类ＱＴａｂｌｅＶｉｅｗ、ＱＴｒｅｅＶｉｅｗ和 ＱＬｉｓｔＶｉｅｗ。不同的视图可以显示一个场景，场景则包 含了不同的几何形状的对象 ｊ。 开始大量采用通用微型计算机来完成雷达显控终端的 设计。本文设计的雷达终端的雷达信息显示软件也在 通用微型计算机上实现。鉴于Ｑｔ跨平台以及良好的 图形界面设计优势 ４。，本设计采用Ｑｔ软件工具包，在 图形视图（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｖｉｅｗ）提供了支持大量自定义 的二维图形对象（Ｉｔｅｍ，译为“对象”）交互 （Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）的管理器，以及一个支持缩放和旋转操作 的视图ｗｉｄｇｅｔ用于显示这些元素。 该框架包含了事件（Ｅｖｅｎｔ，在Ｗｉｎｄｏｗｓ下可以理 ｗｉｎｄｏｗｓ平台下实现被动模式下的雷达信息图像显 示。被动模式下雷达获取的信息主要是脉冲描述字 解为“消息”）传播的框架，支持场景管理器中精确的 交互能力，以双精度浮点数表示对象位置、大小等属性 的变化。图形元素还能处理键盘事件、鼠标按下／移 动／释放和双击的时间，同时也能跟踪鼠标移动。 （ＰＤＷ）统计信息、目标信息等。采用Ｑｔ的图形视图 框架下的ＧｒａｐｈｉｃｓＶｉｅｗ／Ｉｔｅｍ机制将该信息绘制到图 元上并实时更新。对于操作界面，可以利用Ｑｔ Ｄｅｓｉｇ． ｎｅｒ进行设计并利用Ｑｔ Ｓｔｙｌｅ ｓｈｅｅｔ进行美化。 图形视图使用ＢＳＰ树（Ｂｉｎａｒｙ Ｓｐａｃｅ Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ， 收稿日期：２０１４－０４．１５ 作者简介：练学辉（１９６５一），男，高级工程师，研究方向：雷达总体技术。 一６１— 雷达与对抗 二叉空间分割）提供对图形对象的快速查找。可以想 像，即使是包含数以百万计对象的超大场景也能够进 行实时显示。 １．１ 场景 ＱＧｒａｐｈｉｃｓＳｃｅｎｅ提供了图形视图的场景管理器。 场景管理器有如下职责：提供一个用于管理大量对象 的快速接口；将事件传递到每个对象上；管理对象的状 态；提供未进行坐标变换的渲染功能，主要用于打印。 场景管理器是图形对象ＱＧｒａｐｈｉｃｓＩｔｅｍ的容器。 调用ＱＧｒａｐｈｉｃｓＳｃｅｎｅ：：ａｄｄＩｔｅｍ（）将对象添加到场景中 后，用户可以通过调用场景管理器中不同的查找函数 来查找其中的图形对象。ＱＧｒａｐｈｉｃｓＳｃｅｎｅ：：ｉｔｅｍｓ（）函 数及其重载函数可以返回所有通过点、矩形多边形或 路径等不同方式选中的所有对象。ＱＧｒａｐｈｉｃｓＳｃｅｎｅ：： ｉｔｅｍＡｔ（）返回在指定点位置上最上面的对象。 １．２视图 ＱＧｒａｐｈｉｃｓＶｉｅｗ提供了视图ｗｉｄｇｅｔ，将场景中的内 容显示出来。可以用几个不同的视图来观察同一个场 景，从而实现对于同一数据集的不同ｖｉｅｗｐｏｒｔ。该 Ｗｉｄｇｅｔ同时也是ｓｃｒｏｌｌ ａｒｅａ，为大场景提供滚动条。如 果要启用ＯｐｅｎＧＬ支持，可调用ＱＧｒａｐｈｉｃｓＶｉｅｗ：：ｓｅｔ－ Ｖｉｅｗｐｏｒｔ。ＱＧＬＷｉｄｇｅｔ设置为其ｖｉｅｗｐｏａ。视图接受键 盘和鼠标消息，并将这些消息转换成场景事件（同时 将视图坐标转换为场景坐标），然后将事件发送给可 见视图。 １．３对象 ＱＧｒａｐｈｉｃｓｈｅｍ是场景中所有图形独享的基类。 图形视图提供了几种标准的对象：矩形（ＱＧｒａｐｈｉｃｓ— Ｒｅｃｔｌｔｅｍ）、椭圆（ＱＧｒａｐｈｉｃｓＥｌｌｉｐｓｅＩｔｅｍ）和文本对象 （ＱＧｒａｐｈｉｃｓＴｅｘｔｌｔｅｍ）。但是，ＱＧｒａｐｈｉｃｓＩｔｅｍ最强大的 功能是支持定制的图形对象。 ＱＧｒａｐｈｉｃｓＩｔｅｍ支持如下特征：鼠标按下、移动、释 放和双击事件，同时还支持鼠标悬浮事件、滚轮事件和 上下文菜单事件；键盘输入焦点和键盘事件；拖放；组 合（通过父对象－－子对象进行组合，或者通过ＱＧｒａｐｈ． ｉｃｓＩｔｅｍＧｒｏｕｐ组合）；碰撞检测。 １．４ Ｑｔ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ Ｑｔ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ是一个ＧＵＩ工具，可以帮助加快Ｑｔ程 式的开发速度。利用Ｑｔ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ这种所见即所得的 方式来产生Ｑｔ程式的ＧＵＩ介面的程式码。通过增加 一些功能就可以完成一个程式。利用Ｑｔ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ可 以非静陕捷、简便地设计出显示界面。 对于窗口或者是控件的效果，可以使用ｓｔｙｌｅ ｓｈｅｅｔ 来进行设计和控制。 一６２— ２０１４年 第３期 ２ 雷达信息显示设计 本雷达的信息显示主要包括主显示区、开窗放大 显示区、操作控制区和状态信息显示区，如图１所示。 开窗放大区 主显示区 操作控制区 操作信息 提示区 图１被动雷达信息显示界面 主显示区主要是显示基于前端处理得到的ＰＤＷ 统计信息量化得到的频率一方位能量图以及重点目标 的信息。开窗放大区主要是对主显示区中的用户感兴 趣的方位范围和频率范围进行放大，便于用户获取该 范围的相关信息。操作控制区主要是为用户控制开窗 放大参数提供良好的人机接口。状态显示区主要是显 示当前的雷达工作模式信息以及系统时间等信息。 ２．１ ＰＤＷ频率分布统计信息及重点目标显示 对于ＰＤＷ频率分布统计信息显示，从基类 ＱＧｒａｐｈｉｃｓＩｔｅｍ继承生成的一个ＰＤＷＳｈｏｗｎＩｔｅｍ类，基 于对外接口获取ＰＤＷ频率分布统计信息数据，将其 存储至开辟的一段内存缓冲区中。ＰＤＷＳｈｏｗｎＩｔｅｍ类 读取该内存缓冲区，将内存缓冲区的内存存储值基于 颜色映射表映射成对应的颜色值，同时根据内存缓冲 区的地址相对值映射成为对应的频率和方位，最终生 成能量图。ＱＴ提供了底层的绘制类ＱＰａｉｎｔｅｒ，绘制出 该能量图像在屏幕上显示出来。该过程流程如图２。 图２能量图显示流程 通过重写ＱＧｒａｐｈｉｃｓＩｔｅｍ：：ｐａｉｎｔ函数，在该函数中 调用绘制函数类ＱＰａｉｎｔｅｒ就能够在所需要的位置上绘 制出需要显示的频率一方位能量图，对于坐标轴等也通 练学辉等 基于图形视图框架的被动雷达信息显示 过此类绘制。图３中给出了能量图的生成与显示的过 程。该过程涉及到两组映射，一是内存缓冲区的图像 数据首先通过映射和转换生成一个ＱＩｍａｇｅ对象，然后 调用Ｑｐａｉｎｔｅｒ类对象的ｄｒａｗＩｍａｇｅ函数就能在显示区 域的指定区域绘制能量图。该过程关键是通过一定的 函数关系将内存中的数据映射到数值为［０，２５５］区间 的数值，然后基于颜色映射表将内存的数值转换成为 一幅伪彩色图像。 图３ 内存图像数据显示到屏幕的映射 另外一组映射是将实际的数据范围与显示的范围 形成一定映射关系。假定显示的频率范围为［ＲＦＭｉｎ， ＲＦＭａｘ］，显示的方位范围为［ＡｚｉＭｉｎ，ＡｚｉＭａｘ］，显示区 域宽为ＳｃｒＸ，显示区域高为ＳｃｒＹ。由于显示区域的物 理坐标是以屏幕的左顶点为原点，向右和向下为正方 向。若以显示区域的左底点Ｐｏ（ ，Ｙ）为原点，显示区 域宽为方位映射，显示区域高为频率映射。对于实际 属于该频率与方位的一点（ＲＦ ，Ａｚｉ ），映射到显示区 域的坐标点Ｐ （ 。，Ｙ ）为 － ： ＋＋ － ＝Ｉ＝＿ －￣ｔｌｌｎ （１‘ ）） ＲＦ 一ＲＦｌ … Ｙｉ ＿ｙ一—ＲＦ—ＲＦ，．ｉ． ／２） －ｍａｘ通过式（１）、（２）就能够得到实际的数值与显示的 值的映射关系。 对于重点目标显示，从基类ＱＧｒａｐｈｉｃｓＩｔｅｍ中继承 生成一个类。该类的成员变量用于存储目标的相关信 息，通过重写ＱＧｒａｐｈｉｃｓＩｔｅｍ：：ｐａｉｎｔ可以将需要显示的 信息显示出来。由于目标类是需要在频率．方位能量 图上显示，需要设置目标类的父类为ＰＤＷＳｈｏｗｎＩｔｅｍ。 通过ＱＧｒａｐｈｉｃｓＩｔｅｍ：：ｓｅｔＰｏｓ函数，基于式（１）和（２）， 可以将目标类在显示区域的正确位置上显示出来。 ２．２开窗放大显示 对于开窗放大显示，图４给出了其显示的一个简 单的过程。其显示的过程同１．２节的显示频率．方位 能量图类似，区别在于实际的数据范围的映射是基于 输入的开窗参数得到的。目标类的显示也与主显示区 的实现过程一致。 图４ 开窗放大内存图像数据显示到屏幕的映射 ２．３ 操作控制区显示和状态信息显示 对于操作控制区显示和状态信息显示，采样的是 基本的窗口部件ＱＷｉｄｇｅｔ和ＱＰｕｓｈＢｕｔｔｏｎ等。点击操 作控制区的频率分布显示控制，通过ＱＬｉｎｅＥｄｉｔ：：ｔｅｘｔ 函数和ＱＳｔｒｉｎｇ：：ｔｏＤｏｕｂｌｅ获取ＱＬｉｎｅＥｄｉｔ中输入的放 大参数，通过函数映射将参数映射到显示缓冲区的内 存区域，开窗放大显示获取对应的内存区域值，最终得 到频率．方位能量图。对于状态信息显示区的鼠标信 息，重写ＱＧｒａｐｈｉｃｓＩｔｅｍ：：ｈｏｖｅｒＭｏｖｅＥｖｅｎｔ获取鼠标的 位置信息。利用Ｑｔ特有的信号与槽方式，状态信息显 示区得到鼠标的位置信息并显示。 ３ 应用实例 在某项目上采用Ｑｔ４．７．０进行雷达信息显示，其 界面如图５所示。图中，主显示区域的虚线框表示为 开窗区域，右上角的开窗显示区域显示的为开窗区域 的图像信息。整体显示画面逼真，运行速度快，操作 简便。 图５基于Ｑｔ的被动雷达信息显示示例 ４ 结束语 本文所给出的基于Ｑｔ的被动雷达信息显示设计 已经在某型设计中进行了测试。试验的结果表明，基 于Ｑｔ的雷达界面设计，界面设计与美化简单快捷，雷 雷达与对抗 达信息的显示与实时刷新能够满足雷达信息显示的 要求。 ２０１４年 第３期 ［２］ 安良，刘扬，莫红飞．基于Ｑｔ的雷达信息显示设 计［Ｊ］．现代电子技术，２０１１，３４（１１）：２６－２８． ［３］ 郑阿奇，陈超．Ｑｔ４开发实践［Ｍ］．北京：电子工 业出版社，２０１１． ｎ Ｂｌａｎｃｈｅｔｔｅ．Ｍａｒｋ Ｓｕｍｍｅｒｆｉｌｅｄ．Ｃ＋＋ＧＵＩ ［４］ Ｊａｓｍｉ参考文献： ［１］ 陈丽娟．Ｑｔ和ＯｐｅｎＧＬ在雷达显示控制终端设 计中的应用［Ｊ］．电子工程师，２００６，３２（１０）： Ｑｔ４编程［Ｍ］．闫锋欣，曾泉人，等译．北京：电子 ５－７． ≯ 声 声 ≯ （上接第２２页） 第一 第二 图４ 高重频目标定位结果关联 其中，Ｄ 为点迹１的直角坐标系值，Ｐ 为主站的直角 坐标系值，Ｄ 为点迹２的直角坐标系值。而ＡＲ— ＡＲｅａｌＲ≤Ｔｈｒ，Ａ Ｉ ＲｅａｌＲ＝Ｃ×Ｉ Ａｔ，Ｔｈｒ为门限，根据 经验取一个固定值，Ａｔ＝ｔ２一ｔｌ，以光速为极限速度， 取距离门限值 ｒ＝Ｃ×Ａｔ。 但是，在等待一条目标航迹的过程中还是需要对 每个周期的定位结果不停地进行计算、关联，这在实际 应用中需要花费过多的时间，影响定位效率。 图５ 高重频目标时差定位航迹 如图５所示，根据高重频目标的每个解都能形成 一个航迹的特征可以推出，每条航迹上每个定位点的 时间差ｄｅｔａＴ是比较接近的。因此，可以推出，当Ａｔ 为最小正值时，每条航迹上获取每个定位点时间差的 ｎ值是一样的。 因此，在应用中，当计算出Ａｔ时需要添加一步操 ．．．——６４．．．—— 工业出版，２００８． ≯ｔ ≯ ｐ ） 作，即获取最小△ｔ，以确保ｎ可以作为索引，直接通过 ／７，对每个周期的高重频数据进行关联，对每个时间差 只需要像一般目标一样计算双解结果的关联即可。这 大大减少了计算量，提高了定位效率。 ５ 结束语 在工程应用中都是对多个目标同时进行定位，因 此在消除定位模糊的过程中还需要对多个目标进行各 自关联，寻找正确的多个目标航迹。在目标个数较多 的情况下，计算量过大。因此在整个时差定位系统的 设计过程中，通过信号分选引导调度，进而操控天线的 方法实现对多个目标的同时定位。 同时在复杂的电磁环境下即使通过上述算法进行 排除，依旧会产生较多的虚假航迹，给后续的跟踪带来 一定影响。因此，在后续的工作中还需要进一步考虑 回波等复杂情况，根据每种信号的特性排除虚假点。 参考文献： ［１］ 韩丽君．平面三站时差定位中的模糊研究［Ｊ］． 计算机与数字工程，２０１２（５）：１０．１１． ［２］ 王玲，魏星，万建伟，刘云辉．基于ＴＤＯＡ定位算 法的模糊解消除方法［Ｊ］．计算机工程与科学， ２００６，２８（３）：７４－７５． ［３］谢恺，钟丹星，邓新蒲，等．一种空间时差定位的 新算法［Ｊ］．信号处理，２００６，２２（２）：１２９．１３５． ［４］ 任文娟，胡东辉，丁赤飚，牛彝．利用测向信息消 除高重复频率信号的时差定位模糊［Ｊ］．电子与 信息学报，２０１０，３２（１２）． ［５］ 曾辉，曾芳玲．空间三站时差定位的模糊及无解 问题［Ｊ］．信息与电子工程，２０１０，４８（２）． ［６］ 陆洪涛，马飞．基于多普勒频率差的三站无源定 位技术［Ｊ］．舰船电子对抗，２００８，３１（１）：２９—３１．
