CN102323963A - 一种飞行器动态综合隐身性能评估软件仿真平台及构建方法 - Google Patents
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Abstract
一种飞行器动态综合隐身性能评估软件仿真平台，它是由数据库、模拟服务器、控制台和客户端四部分组成，数据库存储模拟所需的各类数据，模拟服务器从数据库中调用计算所需的数据并计算每个步长时运载器的运动情况、探测器的探测情况和导弹的攻击情况；客户端连接到数据库和模拟服务器，向数据库中输入模拟所需的各类数据，并通过模拟服务器控制仿真环境中运载器的运动情况、探测器的探测模式和导弹的发射；控制台连接到数据库模拟服务器，向数据库中输入模拟所需的预存储数据，同时控制模拟服务器的运行和停止。一种飞行器动态综合隐身性能评估软件仿真平台的构建方法，有三大步骤。本发明在现代飞行器隐身及评估技术领域里具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种飞行器动态综合隐身性能评估软件仿真平台及构建方法。它是一种基于Microsoft Visual Studio 2005编程软件上开发的仿真评估平台。通过建立飞行器全方位散射模型和复杂电磁探测环境数学模型，进行不同作战任务仿真测试并结合制定的评估准则，可对执行不同作战任务的飞行器进行动态综合隐身性能评估。属于现代飞行器隐身及评估技术领域。
背景技术
飞行器隐身技术已成为继喷气式发动机和后掠翼之后，现代航空史上的第三个里程碑，它还和高能激光武器与巡航导弹一起，被称为20世纪80年代以来军事科学发展史上的三大技术革命。隐身飞机也被列为美国ADARPA(Defense Advance Research Project Agency)十项最伟大的发明之一。隐身技术已成为世界各军事强国竞相发展的一项关键技术，在美国空军的未来综合发展纲要“Air Force Vision 2020”中将“隐身技术”列为重点研究目标之一，在国内也开展了多个与隐身技术相关的重点研究项目，隐身技术也被列入了航空科学基金-自由探索类项目指南。
合理的隐身性能分析与评估方法在先进隐身技术发展中至关重要。飞行器的隐身性能评估结论，可为修改飞行器隐身设计方案，从而达到更高的隐身性能要求提供参考，同时可为制定能够降低飞行器可探测性，提高其成功完成任务概率的特殊战略提供依据。同样，依据隐身性能评估方法所得的评估结论，是判定新型战机是否达到隐身设计指标要求的主要依据。现代电子战场日益复杂，迫切需要建立一种能够在复杂探测环境下，对战机隐身性能的动态变化特点及其多方位、多频段综合隐身性能进行分析和评估的方法。
现有隐身性能评估方法包括两种：一种为静态隐身性能评估方法，主要以雷达重点探测频率下，目标周向内(或重点角域内)的雷达散射截面(RCS)均值或目标特定方位上的RCS值为依据。另一种为作战效能仿真评估方法，以飞行器执行特定作战任务的生存概率(包括发现概率、击中概率和击毁概率)为依据，对飞机的隐身性能进行评估。两种评估方法均具有一定的统计意义，可较好的反映出飞行器的隐身性能特点但仍存在一些局限性：(1)不能反映不同的目标散射分布形式对飞行器隐身性能的影响。(2)未结合具体的作战任务及电磁探测环境，不能反映飞行器在执行不同作战任务全过程中隐身性能的动态变化特点，以及复杂探测环境下的多方位、多频段的综合隐身性能特点。根据上述，现代飞行器隐身技术的发展迫切需要一种新型的隐身性能评估方法来提供可靠的参考和依据。
本发明采用Microsoft Visual Studio 2005编程软件，通过构建飞行器全方位散射模型和复杂电磁探测环境数学模型，以及制定相应的飞行器动态综合隐身性能评估准则，开发了一种新型的飞行器动态综合隐身性能评估软件仿真平台。一方面可基于飞行器的作战任务及多方位、多频段的动态电磁探测环境，进行更为合理的飞行器隐身性能分析。另一方面，可对飞行器进行更全面的多方位、多频段、动态综合隐身性能评估，克服以往隐身性能评估方法尚存的一些局限性。
发明内容
1、目的：
本发明的目的在于提供一种飞行器动态综合隐身性能评估软件仿真平台及构建方法，它是一种对飞行器动态综合隐身性能评估的新型工具，能够针对不同作战任务设定电磁作战环境并对飞行器进行仿真测试，从而对飞行器执行特定任务时的动态综合隐身性能进行评估。
2、技术方案：
1)本发明一种飞行器动态综合隐身性能评估软件仿真平台，它是由数据库、模拟服务器、控制台和客户端4个部分组成。如图1所示。数据库存储模拟所需的各类数据，模拟服务器从数据库中调用计算所需的数据，并计算每个步长时运载器的运动情况，探测器的探测情况和导弹的攻击情况。客户端连接到数据库和模拟服务器，可向数据库中输入模拟所需的各类数据，并通过模拟服务器控制仿真环境中运载器的运动情况，探测器的探测模式和导弹的发射。控制台连接到数据库模拟服务器，可向数据库中输入模拟所需的预存储数据，同时控制模拟服务器的运行和停止。
所述数据库分为两种，一是对关系数据库(MySQL)的操作，一是对内存数据库(Bdb)的操作。服务器、控制台和客户端都需用到关系数据库MySQL，独立设计一套处理类库可供这三个项目使用。内存数据库只有模拟服务器需要，将其包含在模拟服务器的项目中。关系数据库提供所有数据的增加、删除、修改和选择。
所述模拟服务器主要用于模拟战场中各个单元的实际运行，计算参战单元的位置，使用雷达等探测器发现敌方，并控制导弹进行攻击。它是由任务加载器、作战单元启动器、定时器和任务卸载器四部分组成。这四部分之间的连接关系是：模拟服务器通过任务加载器加载任务。取出任务包括作战单元、每个作战单元装备的导弹和探测器以及它预定义的航线指令，根据所有的探测器工作频率和机型，加载RCS数据到内存数据库中。针对每个作战单元，生成一个工作线程，等待计算命令到达。由定时器根据给定的间隔，发送命令给等候运行的处理线程，进行一次计算。若模拟服务器得到卸载任务命令时，可卸载任务。该任务加载器根据任务编号，从数据库中取得任务信息，执行加载任务；该作战单元启动器根据定时器发出的计算命令，对每个工作线程都进行一次计算；该定时器根据给定的间隔，发送命令给等候运行的处理线程；该任务卸载器是清理和销毁在模拟过程中用到的数据。
所述控制台分为数据输入模块和控制模拟服务器的运行模块(和停止)两个模块。其间关系是：通过数据输入模块输入仿真所需数据，并使用关系数据库处理输入数据。通过控制模拟服务器的运行模块控制整个仿真的运行与停止，区别于客户端仅对单个作战单元运行与停止的控制；数据库所有预定义的数据都是从控制台的数据输入模块输入的。该模块的结构包括：(1)导航点输入。(2)载机信息输入。(3)雷达信息输入。(4)导弹信息输入。(5)任务定义。其间关系是：导航点是预定义的位置点，可方便在定义任务时选取。载机是作战单元的载体，有飞机、舰船、军车和固定基地4种。每种载机的参数有所不同，载机信息可定义出其可装载的雷达和导弹信息。雷达信息定义出可以装载的载机。导弹信息定义出可装备的载机。任务定义是对模拟战场中的所有参与者，以及它们的位置、装备和航行指令等进行定义。控制模拟服务器的运行模块主要功能为：(1)启动模拟。(2)暂停模拟。(3)退出模拟。该模块使用线程来提高效率；
所述客户端是软件使用者的操作终端，它连接到模拟服务器，显示当前战场的模拟结果，并可以对参战单元进行操控。如改变作战单元的运行参数，控制雷达的开机关机，对敌方发起导弹攻击等。客户通过其对参战单元进行操控。
2)本发明是一种飞行器动态综合隐身性能评估软件仿真平台的构建方法，该方法具体步骤如下：
步骤一，以实验测试数据和理论计算数据为基础建立起目标全方位散射模型。制作电子缩比模型并通过对其进行多频段、多方位、多极化方式的实验测试方法，同时结合现有较成熟的电磁散射理论计算方法，获取建立目标全方位散射数学模型所需的相关数据。利用实验测试和理论计算所得目标的雷达散射截面积(RCS)数据建立目标RCS数据库，并根据飞行器执行特定任务时的雷达探测特点，构建目标全方位散射数学模型。
步骤二，根据执行不同任务时飞行器受到雷达探测威胁的特点，建立复杂探测环境数字模型。分析现有雷达侦查系统的性能和工作特点，从大量的个别、特殊的电磁环境中归纳出最具代表性、适用性和扩展性的典型探测环境。从主要战术应用和各类电子装备信息两个方面描述构建复杂探测环境数字模型。
步骤三，建立飞行器全任务过程动态评估模型及基于任务的全方位动态隐身性能评估准则。飞行器全任务过程动态评估模型主要包括了目标执行特定任务过程的飞行动态模型以及典型探测环境下各类探测器的动态探测模型。根据具体的作战任务特点，分析飞行器可能遇到的各类探测威胁及飞行器散射特性对各类探测威胁探测结果的具体影响，制定基于任务的全方位动态隐身性能评估准则。
其中，步骤一所述的以实验测试数据和理论计算数据为基础建立起目标全方位散射模型，其具体实现过程如下：建立精确的目标全方位散射模型，需要完整的RCS数据库作为基础，数据库中应包括飞行器在雷达各个探测方位、探测频段及各种极化方式下的RCS值。所以在步骤一中，考虑制作电子缩比模型并通过对其进行多频段、多方位、多极化方式的实验测试方法，来获取建立目标全方位散射模型所需的相关数据，但有限的实验条件使得仅仅通过制作实验模型和测试方法，无法满足建立完整精确的数据库的需求。所以，我们采用将实验数据与理论计算数据相结合的方式来建立完整的RCS数据库。根据探测器对执行特定任务飞行器的探测特点，结合RCS数据库中的数据，从而建立起符合实际作战特点的目标全方位散射模型。
其中，步骤二所述的根据执行不同任务时飞行器受到雷达探测威胁的特点，建立复杂探测环境数字模型，其具体实现过程如下：针对现代探测环境密集、复杂、交错和多变，较难建立起与实战探测环境完全相同的探测环境模型的特点，通过研究作战双方的雷达侦查系统的性能，从大量的个别、特殊的电磁环境中归纳出最具代表性、适用性和扩展性的典型探测环境。从主要战术应用和各类电子装备的相关信息两个方面，描述并建立复杂探测环境数学模型。
其中，步骤三所述的建立飞行器全任务过程动态评估模型及基于任务的全方位动态隐身性能评估准则，其具体实现过程如下：研究飞行器执行特定任务过程中，采取的主要战术和飞行特点，建立飞行器的飞行动态模型。研究各类探测器的探测特点，建立探测器的动态探测模型。基于飞行器执行特定任务的飞行动态模型和探测器的动态探测模型，构建飞行器全任务过程动态评估模型。根据飞行器执行特定任务时的具体作战特点，飞行器不同的动态散射特性表现对飞行器作战效能的具体影响，制定基于任务的全方位动态隐身性能评估准则，克服了传统静态隐身性能评估准则的局限性。
3、优点及功效：
1)评估软件可模拟各类多方位、多频段的复杂雷达探测网，飞行器执行特定任务的动态全过程以及战场环境中各探测器对飞行器的动态探测过程。因此，可对飞行器进行全任务过程的全方位动态隐身性能评估。
2)评估软件可设定若干客户端以红方或蓝方的角色进行空空演习。网络化对抗演练的功能，真实模拟了敌我双方的对抗过程，使飞行器的动态全方位隐身性能评估更加全面合理，所得评估结论置信度更高，具有一定的适用性。
3)通过评估软件对具有不同隐身设计参数模型的测试和评估，可得出不同设计参数对飞行器隐身性能的影响规律，实现隐身布局的参数化设计。
4)评估软件可对反隐身雷达网中各单部雷达的位置参数及性能参数进行设定，实现复杂反隐身雷达网的参数化及可视化设计。
附图说明
图1是建立RCS数据库的流程图；
图2是目标全方位散射模型示意图；
图3是测试与计算相融合的全方位目标散射模型示意图；
图4是某隐身飞行器全方位散射模型的等轴侧视图；
图5是某隐身飞行器全方位散射模型的俯视图；
图6是某隐身飞行器模型的测试结果曲线；
图7是本发明仿真平台的结构示意图；
图8是本发明仿真平台的构建流程框图。
图中符号说明如下：
图2中X、Y、Z为三维坐标轴。
为雷达波在XOY平面上的投影与X轴的夹角，θ为雷达波在YOZ平面上的投影与Y轴的夹角。
图3中X|和Y|为辅助平面的坐标轴。
为雷达波在X|OY|平面上的投影与X|轴之间的夹角。θ为新的辅助平面X|OY|与XOY平面的夹角。
图6中RCS为目标的雷达散射截面积值。dBsm为雷达散射截面积的单位。
具体实施方式
见图7，本发明是一种飞行器动态综合隐身性能评估软件仿真平台，它是由数据库、模拟服务器、控制台和客户端4个部分组成。数据库存储模拟所需的各类数据，模拟服务器从数据库中调用计算所需的数据，并计算每个步长时运载器的运动情况，探测器的探测情况和导弹的攻击情况。客户端连接到数据库和模拟服务器，可向数据库中输入模拟所需的各类数据，并通过模拟服务器控制仿真环境中运载器的运动情况，探测器的探测模式和导弹的发射。控制台连接到数据库模拟服务器，可向数据库中输入模拟所需的预存储数据，同时控制模拟服务器的运行和停止。
所述数据库分为两种，一是对关系数据库(MySQL)的操作，一是对内存数据库(Bdb)的操作。服务器、控制器和客户端都需用到关系数据库MySQL，独立设计一套处理类库可供这三个项目使用。内存数据库只有模拟服务器需要，将其包含在模拟服务器的项目中。关系数据库提供所有数据的增加、删除、修改和选择。内存数据库中每个单元(BsBdbUtil)读入一个机型相对某个频率的RCS数据库。由RCS数据处理器(BsRCSManager)调用BsBdbUtil进行查询，并返回结果。数据库主要用于存储预先定义的用于模拟的各种数据，其中包括运载器(飞机、舰船、军用车辆和固定基地)、导弹、雷达及探测器、预定义导航点、探测器装配载机(表示探测器可以装备到哪些载机上，或者载机可以装备哪些探测器。)、导弹装配载机(表示导弹可以装备到哪些载机上，或者载机可以装备哪些导弹)、任务场景、作战单元(定义作战单元)、装备探测器(作战载机实际装备的探测器)、装备导弹(作战载机实际装备的导弹)、航线(作战单元预定义的航行指令)、RCS数据库(RCS的数据量较大且要求查询速度快，这里采用内存数据库方式处理)。
所述模拟服务器主要用于模拟战场中各个单元的实际运行，计算参战单元的位置，使用雷达等探测器发现敌方，并控制导弹进行攻击。它是由任务加载器、作战单元启动器、定时器和任务卸载器四部分组成。服务器通过任务加载器加载任务。取出任务包括的作战单元，每个作战单元装备的导弹和探测器以及它预定义的航线指令。根据所有的探测器工作频率和机型，加载RCS数据到内存数据库中。针对每个作战单元，生成一个工作线程，使之能快速运算。再通过作战单元启动器启动每个作战单元的处理线程，等待计算命令到达。由定时器根据给定的间隔，发送命令给等候运行的处理线程，进行一次计算。战场模拟计算频率缺省值为50HZ。运算的过程为：处理客户请求；计算下一个运动位置；如果探测器开机，则对敌方进行探测、跟踪和锁定，并将探测结果公告给客户端；若该作战单元有已发射且正在攻击中的导弹，则对导弹进行计算。如果载机被击毁并且没有攻击中的主动制导导弹，则本机将不再参与运算，线程退出。若模拟服务器得到卸载任务命令时，可卸载任务。该任务加载器根据任务编号，从数据库中取得任务信息，执行加载任务；该作战单元启动器根据定时器发出的计算命令，对每个工作线程都进行一次计算；该定时器根据给定的间隔，发送命令给等候运行的处理线程；该任务卸载器是清理和销毁在模拟过程中用到的数据。
所述控制台分为数据输入模块和控制模拟服务器的运行模块(和停止)两个模块。其间关系是：通过数据输入模块输入仿真所需数据，并使用关系数据库处理输入数据。通过控制模拟服务器的运行模块控制整个仿真的运行与停止，区别于客户端仅对单个作战单元运行与停止的控制；数据库所有预定义的数据都是从控制台的数据输入模块输入的。通过控制台输入的数据主要包括：(1)导航点。导航点是预定义的位置点，方便在定义任务时选取。数据输入中可完成导航点的增加、删除和修改。(2)载机。载机是作战单元的载体，有飞机、舰船、军车和固定基地4种。每种载体的参数各不相同。数据输入中可完成载机的增加、删除和修改。同时定义可以装载的雷达。(3)雷达。数据输入中可完成雷达的增加、删除和修改。同时定义可以装备的载机。(4)导弹。数据输入中可完成导弹的增加、删除和修改。同时定义可以装备的载机。(5)任务定义。任务是定义一个模拟战场中所有的参与者以及它们的位置、装备和航行指令等。控制台的服务器控制模块主要功能为：(1)启动模拟，选择任务，将任务编号传送给服务器。(2)暂停模拟，暂时停止，不卸载模拟服务器的任务。(3)退出模拟，退出任务，卸载任务。
所述客户端是软件使用者的操作终端，它连接到模拟服务器，显示当前战场的模拟结果，并可以对参战单元进行操控。如改变作战单元的运行参数，控制雷达的开机关机，对敌方发起导弹攻击等。客户通过其对参战单元进行操控。
2)见图8，本发明一种飞行器动态综合隐身性能评估软件仿真平台构建方法，该方法具体步骤如下：
步骤一：建立能反映目标全方位散射特性的数学模型，并用于飞行器的隐身性能分析，首先要保证目标全方位散射模型的精确性。建立精确的目标全方位散射模型，需要完整的RCS数据库作为基础，数据库中应包括飞行器在雷达各个探测方位、探测频段及各种极化方式下的RCS值。将实验数据与理论计算数据相融合，建立完整的目标RCS数据库的具体方法如图1所示。
获取完整的RCS数据后，可进行目标全方位散射模型的建立工作。根据探测器对目标的全方位探测特性及对目标全方位隐身性能的分析需求。本文采用的目标全方位散射模型的具体建立方法如图2所示。图2中XYZ三维坐标系的建立方法与飞行器运动方程中机体坐标系的建立方法相同，满足右手螺旋法则。θ和
为雷达波入射的两个方位角参数。定义
为雷达波在XOY平面上的投影与X轴的夹角，θ为雷达波在YOZ平面上的投影与Y轴的夹角。由θ和
可以确定雷达波在机体坐标系中的空间位置。
将测试、计算数据融合并分布到目标全方位空间位置的具体方法如图3所示。图3中XYZ三维坐标的建立方法与机体坐标系一致，符合右手螺旋准则。建立新的辅助平面X|OY|，该平面与XOY平面的夹角为θ且经过原点O。辅助平面X′OY′在空间中的变化方式，与实验中模型相对于天线的俯仰角度对应。定义
为雷达波在X|OY|平面上的投影与X|轴之间的夹角，且以X|轴向Y|轴旋转为正方向。一个辅助平面和两个方位角参数确定了雷达波在飞行器三维坐标中的空间位置，通过这种方式可将测试、计算数据精确的分布到目标全方位散射模型中。同理，一个辅助平面和两个方位角参数即可合理、全面的描述目标全方位散射模型。具体方法如下：θ角每改变1°，
值在θ角对应的辅助平面X′OY′内遍历一周，即0°-360°每个步长点上进行一次不同极化方式、不同频率的计算，得到目标在空间任意方向上的特征信号值。至此，目标全方位散射模型的构建完成。图4-图5是某隐身飞行器全方位散射模型的侧视图和俯视图。图6是该隐身飞行器模型的测试结果曲线。从组图可看出目标全方位散射模型的RCS空间分布特征与模型实测结果所表现的蝶形分布特征相一致，结果表明建立的目标全方位散射模型在实际应用中是可行的。
步骤二：执行不同任务的飞行器遇到的典型探测环境是不同的。因此要评估飞行器的全方位动态综合隐身性能，必须建立复杂探测环境的数字模型。
现代战争中的探测环境日益复杂，要完全精确地描述清楚是极其困难的。只有通过研究作战双方的雷达侦查系统的性能，才能从大量的个别、特殊的电磁环境中归纳出最具代表性、适用性和扩展性的典型探测环境。
该飞行器新型动态综合隐身性能评估软件仿真平台中建立的复杂探测环境数字模型主要包括两个方面的内容：
一、典型探测环境中各类探测器的相关性能参数。主要包括以下几个方面的内容：1)针对特定目标探测器的典型探测距离(MaxDistance)。2)探测器的探测工作方式(红外、雷达)。3)探测器的方位覆盖范围(方位角覆盖范围、俯仰角覆盖范围)。4)雷达探测器的天线扫描方式(机械和电扫描)。5)雷达探测器不同工作频段下的工作频率。6)特定工作方式下，雷达探测器重要的工作性能参数(极化方式、虚警概率、额定脉冲积累数、额定发现概率等)。
二、典型探测环境中各类探测器的位置参数。主要包括以下几个方面的内容：1)探测器的经度位置。2)探测器的纬度位置。3)探测器的高度位置。4)机载探测器的安装角(俯仰角、偏转角)。由以上模型参数，可以准确的描述执行特定任务飞行器所处的典型全方位探测环境。
步骤三：通过步骤一和步骤二可建立起飞行器动态综合隐身性能评估所需的目标全方位散射特性的数学模型和复杂探测环境的数字模型。
基于任务对飞行器进行动态综合隐身性能评估还需建立起飞行器全任务过程动态评估模型，包括目标执行特定任务过程的飞行动态模型以及典型探测环境下各类探测器的动态探测模型。
建立目标执行特定任务过程的飞行动态模型，首先需通过研究了解目标执行特定任务的典型作战模式和作战特点，包括目标执行特定任务时或在任务不同阶段，选择的飞行路线、飞行速度、飞行高度等。其次，根据飞行力学及飞行器运动方程的相关理论，生成全任务过程的三维飞行轨迹。生成目标执行特定任务过程的三维飞行轨迹有三个步骤：1)战法分解。将目标执行特定任务时所采取的战法分解成一系列动作。2)确定动作序列中各动作所需的控制量要求值和结束条件。3)限定计算步长，由动作要求值和飞行器的飞行性能参数，计算出该飞行器的三维飞行轨迹。现在常见的动作库有两种类型：1)以典型空战战术飞行动作为依据设计的“典型战术动作库”。2)以常用的空战基本操纵方式为依据设计的“基本动作库”。此外，还有一些根据自己需要设计的动作库。在“典型战术动作库”中常用的动作主要有：水平飞行、定常盘旋、将机头转向目标、下滑增速等。美国NASA学者则根据常用机动方式设计的“基本操纵动作库”主要包括七种动作：最大加速、最大减速、最大过载爬升、最大过载俯冲、最大过载左转、最大过载右转、稳定飞行(各控制量不变)。现有的动作库仍有不足之处。在实战中飞行器随时需要退出或转换机动动作，若只在分解动作完成一半或三分之二处设计出口会非常粗糙；若在每个步长处都设计出口则会造成计算量过大、一个分解动作可能在刚开始执行时就需要退出。该评估软件在建立飞行动态模型时，解决该困难所采取的方法为：用基本动作库中的七种基本动作组合出各类分解动作，在每个基本动作中都可以进行“一步一判”，在每个步长处可以进行机动决策来选择下个该执行的分解动作。
建立典型探测环境下各类探测器的动态探测模型。应首先分析归纳出飞行器执行各类特定任务时，可能面临的典型探测环境。特定作战任务所对应的典型探测环境应包括以下几个方面的内容：1).飞行器执行特定作战任务时可能面临的各类探测威胁。2).探测威胁的种类、数量、空间分布位置。其次，根据典型探测环境下各类探测器的工作方式及相关工作性能参数，对探测器个体分别进行动态探测模型建模。动态探测模型不仅要包括探测器的各种工作性能参数，也应精确地描述出探测器全任务过程的动态探测特性(雷达扫描方式、探测器覆盖的范围、工作频段等)。
对飞行器的隐身性能做出评估判断，需结合其执行的具体作战任务。因此，应根据具体的作战任务特点，分析飞行器可能遇到的各类探测威胁及飞行器散射特性对各类探测威胁探测结果的具体影响，提出了基于任务的全方位动态隐身性能评估准则。根据评估准则所得的结论，可以将执行同一任务飞行器的隐身性能进行对比分析。制定的基于任务的全方位动态隐身性能评估准则应满足两个条件：(1).评估准则要体现飞行器所执行任务的具体作战特点。(2).根据评估准则所得的评估结论，要能体现飞行器的全方位散射特性及动态散射特性变化。
Claims (5)
1.一种飞行器动态综合隐身性能评估软件仿真平台，其特征在于：它是由数据库、模拟服务器、控制台和客户端四部分组成，数据库存储模拟所需的各类数据，模拟服务器从数据库中调用计算所需的数据，并计算每个步长时运载器的运动情况、探测器的探测情况和导弹的攻击情况；客户端连接到数据库和模拟服务器，向数据库中输入模拟所需的各类数据，并通过模拟服务器控制仿真环境中运载器的运动情况、探测器的探测模式和导弹的发射；控制台连接到数据库模拟服务器，向数据库中输入模拟所需的预存储数据，同时控制模拟服务器的运行和停止；
所述数据库分为两种，一是对关系数据库的操作，一是对内存数据库的操作；服务器、控制台和客户端都需用到关系数据库，独立设计一套处理类库供这三个项目使用；内存数据库只有模拟服务器需要，将其包含在模拟服务器的项目中，关系数据库提供所有数据的增加、删除、修改和选择；
所述模拟服务器用于模拟战场中各个单元的实际运行，计算参战单元的位置，使用雷达探测器发现敌方，并控制导弹进行攻击；它是由任务加载器、作战单元启动器、定时器和任务卸载器四部分组成，模拟服务器通过任务加载器加载任务，取出任务包括作战单元、每个作战单元装备的导弹和探测器以及它预定义的航线指令；根据所有的探测器工作频率和机型，加载RCS数据到内存数据库中；针对每个作战单元，生成一个工作线程，等待计算命令到达；由定时器根据给定的间隔，发送命令给等候运行的处理线程，进行一次计算；模拟服务器得到卸载任务命令时，卸载任务；该任务加载器根据任务编号，从数据库中取得任务信息，执行加载任务；该作战单元启动器根据定时器发出的计算命令，对每个工作线程都进行一次计算；该定时器根据给定的间隔，发送命令给等候运行的处理线程；该任务卸载器是清理和销毁在模拟过程中用到的数据；
所述控制台分为数据输入模块和控制模拟服务器的运行模块两个模块，其间关系是：通过数据输入模块输入仿真所需数据，并使用关系数据库处理输入数据；通过控制模拟服务器的运行模块控制整个仿真的运行与停止，区别于客户端仅对单个作战单元运行与停止的控制；数据库所有预定义的数据都是从控制台的数据输入模块输入的，该模块的结构包括：(1)导航点输入；(2)载机信息输入；(3)雷达信息输入；(4)导弹信息输入；(5)任务定义；其间关系是：导航点是预定义的位置点，方便在定义任务时选取；载机是作战单元的载体，有飞机、舰船、军车和固定基地四种，每种载机的参数有所不同，载机信息定义出其可装载的雷达和导弹信息；雷达信息定义出可以装载的载机；导弹信息定义出可装备的载机；任务定义是对模拟战场中的所有参与者，以及它们的位置、装备和航行指令进行定义；控制模拟服务器的运行模块主要功能为：(1)启动模拟；(2)暂停模拟；(3)退出模拟；该模块使用线程来提高效率；
所述客户端是软件使用者的操作终端，它连接到模拟服务器，显示当前战场的模拟结果，并可以对参战单元进行操控，改变作战单元的运行参数，控制雷达的开机关机，对敌方发起导弹攻击，客户通过其对参战单元进行操控。
2.一种飞行器动态综合隐身性能评估软件仿真平台的构建方法，该方法具体步骤如下：
步骤一，以实验测试数据和理论计算数据为基础建立起目标全方位散射模型；制作电子缩比模型并通过对其进行多频段、多方位、多极化方式的实验测试方法，同时结合现有较成熟的电磁散射理论计算方法，获取建立目标全方位散射数学模型所需的相关数据；利用实验测试和理论计算所得目标的雷达散射截面积即RCS数据建立目标RCS数据库，并根据飞行器执行特定任务时的雷达探测特点，构建目标全方位散射数学模型；
步骤二，根据执行不同任务时飞行器受到雷达探测威胁的特点，建立复杂探测环境数字模型；分析现有雷达侦查系统的性能和工作特点，从大量的个别、特殊的电磁环境中归纳出最具代表性、适用性和扩展性的典型探测环境；从主要战术应用和各类电子装备信息两个方面描述构建复杂探测环境数字模型；
步骤三，建立飞行器全任务过程动态评估模型及基于任务的全方位动态隐身性能评估准则；飞行器全任务过程动态评估模型包括目标执行特定任务过程的飞行动态模型以及典型探测环境下各类探测器的动态探测模型；根据具体的作战任务特点，分析飞行器可能遇到的各类探测威胁及飞行器散射特性对各类探测威胁探测结果的具体影响，制定基于任务的全方位动态隐身性能评估准则。
3.根据权利要求2所述的一种飞行器动态综合隐身性能评估软件仿真平台的构建方法，其特征在于：步骤一所述的以实验测试数据和理论计算数据为基础建立起目标全方位散射模型，其具体实现过程如下：建立精确的目标全方位散射模型，需要完整的RCS数据库作为基础，数据库中应包括飞行器在雷达各个探测方位、探测频段及各种极化方式下的RCS值；所以在步骤一中，考虑制作电子缩比模型并通过对其进行多频段、多方位、多极化方式的实验测试方法，来获取建立目标全方位散射模型所需的相关数据，但有限的实验条件使得仅仅通过制作实验模型和测试方法，无法满足建立完整精确的数据库的需求；所以，我们采用将实验数据与理论计算数据相结合的方式来建立完整的RCS数据库；根据探测器对执行特定任务飞行器的探测特点，结合RCS数据库中的数据，从而建立起符合实际作战特点的目标全方位散射模型。
4.根据权利要求2所述的一种飞行器动态综合隐身性能评估软件仿真平台的构建方法，其特征在于：步骤二所述的根据执行不同任务时飞行器受到雷达探测威胁的特点，建立复杂探测环境数字模型，其具体实现过程如下：针对现代探测环境密集、复杂、交错和多变，较难建立起与实战探测环境完全相同的探测环境模型的特点，通过研究作战双方的雷达侦查系统的性能，从大量的个别、特殊的电磁环境中归纳出最具代表性、适用性和扩展性的典型探测环境，从主要战术应用和各类电子装备的相关信息两个方面，描述并建立复杂探测环境数学模型。
5.根据权利要求2所述的一种飞行器动态综合隐身性能评估软件仿真平台的构建方法，其特征在于：步骤三所述的建立飞行器全任务过程动态评估模型及基于任务的全方位动态隐身性能评估准则，其具体实现过程如下：研究飞行器执行特定任务过程中，采取的主要战术和飞行特点，建立飞行器的飞行动态模型；研究各类探测器的探测特点，建立探测器的动态探测模型；基于飞行器执行特定任务的飞行动态模型和探测器的动态探测模型，构建飞行器全任务过程动态评估模型；根据飞行器执行特定任务时的具体作战特点，飞行器不同的动态散射特性表现对飞行器作战效能的具体影响，制定基于任务的全方位动态隐身性能评估准则，克服传统静态隐身性能评估准则的局限性。
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