CN103926842A - 基于hla的光电装备半实物仿真计算机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于HLA的光电装备半实物仿真计算机控制系统，包括：主控计算机分系统、战情解算计算机分系统、实时控制计算机分系统、数据库服务器分系统、接口计算机分系统以及显示计算机分系统。本发明的基于HLA的光电装备半实物仿真计算机控制系统，利用有顶向下的设计原则，对光电内场仿真控制计算机系统进行功能划分，使得仿真系统控制结构层次清晰、功能划分明确。计算机之间采用HLA体系结构便于系统扩充，计算机与仿真设备间采用依靠外部时统触发的串行接口进行数据交互，保证仿真控制系统的实时性。

Description

基于HLA的光电装备半实物仿真计算机控制系统

技术领域

本发明属于半实物仿真技术领域，涉及一种基于HLA的光电装备半实物仿真计算机控制系统。

背景技术

仿真技术作为一门新兴的边缘学科，其技术经过几十年的发展日渐成熟，使它的应用贯穿于光电的研制、试验及鉴定过程中，在现代化建设中发挥越来越重要的作用。半实物仿真是在内场条件下对外场环境进行等效仿真后，对试验设备进行仿真条件下的测试、评估。仿真试验与外场试验相比具有灵活性、可控性、效费比高、重复性好等优势，为解决外场试验不能鉴定和评估的问题提供了有效的方法，并且可以克服外场试验的一些制约条件，生成外场试验难以获得的可修改的信号条件。计算机控制系统作为在半实物仿真系统中的控制核心，在半实物仿真系统中具有举足轻重的地位。目前急需一种基于HLA的光电装备半实物仿真计算机控制系统。

发明内容

本发明要解决现有技术中的技术问题，提供一种基于HLA的光电装备半实物仿真计算机控制系统。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种基于HLA的光电装备半实物仿真计算机控制系统，包括：主控计算机分系统、战情解算计算机分系统、实时控制计算机分系统、数据库服务器分系统、接口计算机分系统以及显示计算机分系统；

所述主控计算机为半实物仿真系统提供了战情设计与仿真过程控制平台；

所述战情解算计算机分系统可在试验开始后，按照预先的战情设定参数，根据推演时间进程，完成对仿真试验战场仿真战情数据的动态实时演算，分解目标空间、姿态以及环境背景变化的参数，并通过仿真控制网络下发分解数据，为环境仿真系统计算环境生成控制参数提供输入参量；

所述实时控制计算机分系统可接收实时战情信息，并根据静态战情，进行战情解算生成仿真设备控制参数，接收仿真设备反馈参数，同时对内场仿真设备进行位置标定，确定设备试验能力；

所述数据库服务器分系统可完成数据资源的管理与存储；

所述接口计算机分系统可对被测设备的试验数据、图像与状态的录取、显示与记录；

所述显示计算机分系统可进行状态监控显示、参数显示和试验数据显示；

所述主控计算机分系统、战情解算计算机分系统、实时控制计算机分系统、数据库服务器分系统、接口计算机分系统以及显示计算机分系统之间的连接基于HLA的分布式仿真体系结构。

在上述技术方案中，所述显示计算机分系统通过RTI网络接收其他分系统的数据信息，利用两台显示器分别显示数据信息及状态信息。

本发明具有以下的有益效果：

本发明的基于HLA的光电装备半实物仿真计算机控制系统，利用有顶向下的设计原则，对光电内场仿真控制计算机系统进行功能划分，使得仿真系统控制结构层次清晰、功能划分明确。计算机之间采用HLA体系结构便于系统扩充，计算机与仿真设备间采用依靠外部时统触发的串行接口进行数据交互，保证仿真控制系统的实时性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的系统结构图。

图2为主控计算机接口关系示意图。

图3为战情计算机接口关系示意图。

图4为显示计算机接口关系示意图。

图5为接口计算机接口关系示意图。

图6为数据库服务器接口关系示意图。

图7为实时控制计算机接口关系示意图。

具体实施方式

本发明的发明思想为：

本发明为基于HLA的光电装备半实物仿真计算机控制系统进行功能分配，半实物仿真过程中各计算机功能层次清晰，系统实时数据、非实时数据流定义明确。计算机之间采用基于高层体系机构（HLA）的方式进行连接，使得仿真系统的扩充（包括异构仿真网络）简单易行。计算机控制系统采用外部信号触发的方式，按时间周期对仿真设备进行控制，为被试装备提供实时仿真能力。

本发明采用自顶向下的设计原则，首先对光电装备半实物仿真系统功能进行划分，依据功能实现的不同，将仿真系统划分为主控计算机分系统、战情解算计算机分系统、实时控制计算机分系统、数据库服务器分系统、接口计算机分系统以及显示计算机分系统。各分系统功能如下：

a、主控计算机为半实物仿真系统提供了战情设计与仿真过程控制平台。试验操作人员在进行半实物仿真试验之前，需要对试验项目以及试验进程进行规划，然后通过主控计算机进行战情设计，输入相关的试验参数和关键试验进程。在战情设计过程中，可利用主控计算机的战情预演软件对设计的战情进行模拟推演，进一步发现战情设计中存在问题，完善战情设计。在主控计算机上完成战情设计后，相关数据装订打包成数据库文件，通过网络交换机存入数据库服务器，供仿真试验系统试验时调用。试验开始时，试验操作人员可通过主控计算机的试验进程控制模块完成仿真试验的开始、停止、挂起、恢复以及人工干预等控制，同时，主控计算机可以根据设定的推演战情和反馈信息完成仿真态势的显示；

b、战情计算机在试验开始后，按照预先的战情设定参数，根据推演时间进程，完成对仿真试验战场仿真战情数据的动态实时演算，分解目标空间、姿态以及环境背景变化等参数，并通过仿真控制网络下发分解数据，为环境仿真系统计算环境生成控制参数提供输入参量；

c、I接口计算机分系统主要完成对被测设备的试验数据、图像与状态的录取、显示与记录；

d、数据库服务器分系统负责完成数据资源的管理与存储，具备对数据的录入（导入）、查询、修改、删除、导出等功能，支持对数据、文件、图像、视频等的存储与查询。对主控计算机设定的试验文档、战情计算机解算的实时战情、接口计算机获取的被试装备反馈信息以及控制计算机反馈的仿真终端设备反馈信息进行存储；

e、实时控制计算机作为试验过程中的控制核心，接收实时战情信息，并根据静态战情，进行战情解算生成仿真设备控制参数，接收仿真设备反馈参数，同时对内场仿真设备进行位置标定，确定设备试验能力；

发明中，各计算机之间采用基于HLA（高层体系结构）的分布式仿真体系结构。HLA(high level architecture)/RTI(Run-Time Infrastructure)是新一代的分布式仿真体系结构框架，它能很好的支持各种仿真模型之间的互操作和可重用。利用RTI的数据订购/发布以及数据更新功能，对于仿真系统中的非实时数据以及实时数据均采用订购/发布交互类的方式，数据发布者更新发布数据，数据订购者等待发布者更新数据后获取更新数据。采用HLA分布仿真体系结构，便于对计算机系统进行扩充。

实时控制计算机与仿真设备之间通过异步串行卡进行数据通讯，实时控制计算机进行战情解算生成控制数据发送至仿真设备，接收仿真设备反馈数据。

下面结合附图对本发明做以详细说明。

采用自定向下的功能划分计算机控制系统结构如图1所示，软件运行环境为Windows系统，程序设计采用VC6.0、MAK RTI3.0、MOXA串行通讯卡软件开发包。

本发明具体实施方法如下：

主控计算机分系统主要完成对试验项目的选择和编辑，对试验参数、关键试验进程进行设置，对战场环境、目标运行轨迹可在二维仿真战场图上进行编辑，试验数据进行装订存入数据库服务器，对仿真试验进程进行控制，显示战场态势、仿真试验演示推演及试验过程回放等。利用一台显示器显示当前系统的数据和状态，另外一台显示器显示战场地图并根据RTI的同步时间绘制战场态势的变化。主控计算机接口关系如图2所示。

战情计算机分系统主要完成试验战情解算、实时战情下发、数据记录及数据显示等功能。分系统软件能够对实时数据进行记录，用两台显示器显示仿真试验推演数据和试验运行反馈数据。战情计算机接口关系如图3所示。

显示计算机分系统主要完成全系统状态监控显示、参数显示和试验数据显示等。分系统软件通过RTI网络接收其他分系统的数据信息，利用两台显示器要分别用于显示数据信息及状态信息。显示计算机接口关系如图4所示。

接口计算机分系统主要完成对被试设备试验数据、图像、状态的采集、显示与记录。分系统软件按接收的B码时统提供的同步信号工作，要能够广泛适应当前主要光电设备的不同数据输出接口需求，接口协议可进行编辑。接口计算机接口关系如图5所示。

数据库服务器主要完成数据资源的管理与存储，具备对数据的录入（导入）、查询、修改、删除、导出等功能，支持对数据、文件、图像、视频等的存储与查询。需要进行管理的数据库主要包括试验文档数据库、电子地图库、试验战情库、试验录取数据库、评估结果数据库、威胁目标库、环境数据库、目标数据库等。数据库服务器接口关系如图6所示。

实时控制计算机分系统主要完成仿真控制与试验评估系统实时战情的接收，根据战情实时控制仿真设备。分系统软件按接收到的B码时统同步信号与仿真设备进行通讯，与其他计算机通过RTI网络进行通讯。实时控制计算机接口关系如图7所示。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种基于HLA的光电装备半实物仿真计算机控制系统，其特征在于，包括：主控计算机分系统、战情解算计算机分系统、实时控制计算机分系统、数据库服务器分系统、接口计算机分系统以及显示计算机分系统；

所述主控计算机为半实物仿真系统提供了战情设计与仿真过程控制平台；

所述战情解算计算机分系统可在试验开始后，按照预先的战情设定参数，根据推演时间进程，完成对仿真试验战场仿真战情数据的动态实时演算，分解目标空间、姿态以及环境背景变化的参数，并通过仿真控制网络下发分解数据，为环境仿真系统计算环境生成控制参数提供输入参量；

所述实时控制计算机分系统可接收实时战情信息，并根据静态战情，进行战情解算生成仿真设备控制参数，接收仿真设备反馈参数，同时对内场仿真设备进行位置标定，确定设备试验能力；

所述数据库服务器分系统可完成数据资源的管理与存储；

所述接口计算机分系统可对被测设备的试验数据、图像与状态的录取、显示与记录；

所述显示计算机分系统可进行状态监控显示、参数显示和试验数据显示；

所述主控计算机分系统、战情解算计算机分系统、实时控制计算机分系统、数据库服务器分系统、接口计算机分系统以及显示计算机分系统之间的连接基于HLA的分布式仿真体系结构。

2.根据权利要求1所述的基于HLA的光电装备半实物仿真计算机控制系统，其特征在于，所述显示计算机分系统通过RTI网络接收其他分系统的数据信息，利用两台显示器分别显示数据信息及状态信息。