CN105096682B - 一种虚实结合的数据链组网仿真系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚实结合的数据链组网仿真系统及实现方法，所述虚实结合的数据链组网仿真系统，包括：收发装置，用于对数据链模拟模块进行启动控制以及对组网参数进行设置；指挥引导与目标模拟模块，用于生成模拟命令，以及用于设置模拟目标信息，并发送至显控模块；显控模块，包括画面组织模块，前台显示装置，以及后台逻辑处理模块；数据链模拟模块，用于连接本地设备的显控系统和收发装置。本发明仿真系统及实现方法，降低训练成本，实现灵活，采用网络通信系统稳定性也得到增强。

Description

一种虚实结合的数据链组网仿真系统及实现方法

技术领域

本发明涉及一种虚实结合的数据链组网仿真设备及实现方法。

背景技术

数据链是链接数字化通信平台的一种信息实时处理、交换和分发的系统，是一种按规定的消息格式和通信协议，用于实时传输各种战场信息的数据传输与处理系统，无论在民航还是军用中均发挥极其重要的作用，它把空间位置上分散的指挥机构、各种探测器和飞行器联系在一起，实现信息共享，实时掌握空中态势。现实中数据链的组网训练只能依靠教材，动画来完成理论学习和熟悉训练步骤；实验室教学训练只能通过静态的短波电台和超短波电台，完成数传的开启；数据链的组网训练需要通过机载显控系统、数据处理系统、链管设备、电台来完成，具体包括工作自检、对时操作，组网参数设置、远程目标指示、命令指挥等，而这些需要在空中模拟态势、数据处理过程中才能得到训练，在日常实验室和训练学习中无法有效训练。

此外，目前通过实际装备进行互联完成数据链的组网参数设置、基本操作训练是可以的，但是成本非常昂贵，涉及到多个航空工业部门、电子部门的多种型号产品，使用也不灵活，而且无法完成战术态势的数据处理。

发明内容

本发明为了解决现有数据链组网训练只能依靠教材，动画来完成理论学习和熟悉训练步骤，或者通过实际装备训练成本高，方式不灵活的技术问题，提出了一种虚实结合的数据链组网仿真系统及实现方法，采用硬件装置和虚拟设备相结合的方式提供组网仿真系统，可以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种虚实结合的数据链组网仿真系统，其特征在于，包括：

收发装置，用于对数据链模拟模块进行启动控制以及对组网参数进行设置；

指挥引导与目标模拟模块，用于生成模拟命令，以及用于设置模拟目标信息，并发送至显控模块；

显控模块，包括画面组织模块，前台显示装置，以及后台逻辑处理模块，所述后台逻辑处理模块用于响应用户操作，完成数据链逻辑状态的解算、参数状态的更新，并实时发送给画面组织模块，所述画面组织模块，用于根据逻辑状态的解算和对用户操作的响应结果，完成画面的清屏，调用绘制画面的符号，重新组织新的画面并将结果发送给前台显示装置，所述前台显示装置用于对画面和符号的绘制并显示；

数据链模拟模块，用于连接本地设备的显控系统和收发装置，同时用于通过网络连接其他设备的数据链模拟模块，对数据链逻辑状态和空中态势数据进行处理，并将处理结果发送至本地收发装置和/或其他设备的数据链模拟模块。

进一步的，所述虚实结合的数据链组网仿真系统还包括编码复用模块，用于完成数据链模拟模块和收发装置之间、以及数据链模拟模块之间的数据编码格式的加密和/或解码。

进一步的，所述显控模块中还包括符号资源库，用于存储所有组网设备的绘制画面的符号。

又进一步的，所述数据链模拟模块对数据链逻辑状态和空中态势数据进行处理的处理结果中包括报警信息，所述收发装置包括报警模块，用于接收数据链模拟模块发送的报警信息进行报警提示。

再进一步的，所述前台显示装置为一台或者多台。

基于上述的一种虚实结合的数据链组网仿真系统，本发明同时提出了一种虚实结合的数据链组网仿真实现方法，包括以下步骤：

收发装置启动及参数设置步骤，收发装置对数据链模拟模块进行启动控制以及对组网参数进行设置；

指挥引导与目标模拟步骤，指挥引导与目标模拟模块生成模拟命令，以及用于设置模拟目标信息并发送至显控模块；

显控步骤，由显控模块实现，所述显控模块包括画面组织模块，前台显示装置，以及后台逻辑处理模块，所述后台逻辑处理模块响应用户操作，完成数据链逻辑状态的解算、参数状态的更新，并实时发送给画面组织模块，所述画面组织模块，根据逻辑状态的解算和对用户操作的响应结果，完成画面的清屏，调用绘制画面的符号，重新组织新的画面并将结果发送给前台显示装置，所述前台显示装置对画面和符号的绘制并显示；

数据链模拟步骤，数据链模拟模块连接本地设备的显控系统和收发装置，同时通过网络连接其他设备的数据链模拟模块，对数据链逻辑状态和空中态势数据进行处理，并将处理结果发送至本地收发装置和/或其他设备的数据链模拟模块。

进一步的，所述数据链模拟步骤中还包括调用编码复用模块对数据链模拟模块和收发装置之间、以及数据链模拟模块之间的数据编码格式的加密和/或解码的步骤。

又进一步的，所述显控步骤中，所述画面组织模块从符号资源库中调用绘制画面的符号，所述符号资源库存储有所有组网设备的绘制画面的符号。

再进一步的，所述的虚实结合的数据链组网仿真实现方法还包括本地报警的步骤，所述数据链模拟步骤中，数据链模拟模块对数据链逻辑状态和空中态势数据进行处理的处理结果中包括报警信息，所述收发装置包括报警模块，用于接收数据链模拟模块发送的报警信息进行报警提示。

再进一步的，所述显控步骤中，所述前台显示装置包括一台或者多台，所述画面组织模块，根据逻辑状态的解算和对用户操作的响应结果，完成画面的清屏，调用绘制画面的符号，重新组织新的画面并将结果发送给与该画面相对应的前台显示装置进行显示。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的虚实结合的数据链组网仿真系统及实现方法，一、把硬件部分功能的实现软件化，易于实现或者对于操作性高的装置仍然采用硬件结构，虚实结合的形式实现了对数据链组网的仿真，既能解决实体训练成本高、实现方式不灵活的技术问题，又同时解决了目前仅限于教材形式训练不形象，训练效果差的问题；二、把实体数据链中采用无线电电波实现的功能进行网络化，避免了安装多个复杂的无线电波设备，同时采用网络通信系统稳定性也得到增强，尤其在训练中适用；三、采用生成模拟命令，以及设置模拟目标信息的方式实现了目前在地面训练中无法实现的空中态势处理功能、目标指引功能、远程指挥功能；四、本发明的仿真应用的用户只需了解显控模块的软件操作使用和收发装置的使用，不需要了底层实现过程，即可完成数据链多种训练方法，训练灵活。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提出的一种虚实结合的数据链组网仿真系统的一种实施例原理方框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，为了解决目前数据链的组网训练只能依靠教材，动画来完成理论学习和熟悉训练步骤，训练效果不好，以及有些训练环节比如需要在空中模拟态势、数据处理过程中才能得到训练，在日常实验室和训练学习中无法有效训练，或者通过实际装备进行训练成本高、灵活性差，效果也无法保证的问题，本实施例提出了一种虚实结合的数据链组网仿真系统，如图1所示，包括：

收发装置，用于对数据链模拟模块进行启动控制以及对组网参数进行设置；

指挥引导与目标模拟模块，用于生成模拟命令，以及用于设置模拟目标信息，并发送至显控模块；

显控模块，包括画面组织模块，前台显示装置，以及后台逻辑处理模块，所述后台逻辑处理模块用于响应用户操作，完成数据链逻辑状态的解算、参数状态的更新，并实时发送给画面组织模块，所述画面组织模块，用于根据逻辑状态的解算和对用户操作的响应结果，完成画面的清屏，调用绘制画面的符号，重新组织新的画面并将结果发送给前台显示装置，所述前台显示装置用于对画面和符号的绘制并显示；

前台显示装置在技术实现上可以采用GL Stdudio虚拟仪表工具开发，也可以直接基于OpenGL直接开发，对工具是没有限制的。

数据链模拟模块，用于连接本地设备的显控系统和收发装置，同时用于通过网络连接其他设备的数据链模拟模块，对数据链逻辑状态和空中态势数据进行处理，并将处理结果发送至本地收发装置和/或其他设备的数据链模拟模块。

其中，收发装置是用于模拟电台等收发数据的装置，实现对数据链进行启动控制、组网参数设置等，本实施例中可以使用实际超短波电台/短波电台，也可以用仿制的装置，外观和操作功能一直即可，以得到更加符合现场的训练效果，与实际收发装置不同的是，本实施例的收发装置不进行数据链之间的数据传输，在本实施例中，数据链之间的数据传输通过网络完成，网络传输稳定性强，更加适合在训练中使用。

本实施例的虚实结合的数据链组网仿真系统及实现方法，一、把硬件部分功能的实现软件化，易于实现或者对于操作性高的装置仍然采用硬件结构，虚实结合的形式实现了对数据链组网的仿真，既能解决实体训练成本高、实现方式不灵活的技术问题，又同时解决了目前仅限于教材形式训练不形象，训练效果差的问题；二、把实体数据链中采用无线电电波实现的功能进行网络化，避免了安装多个复杂的无线电波设备，同时采用网络通信系统稳定性也得到增强，尤其在训练中适用；三、采用生成模拟命令，以及设置模拟目标信息的方式实现了目前在地面训练中无法实现的空中态势处理功能、目标指引功能、远程指挥功能；四、本发明的仿真应用的用户只需了解显控模块的软件操作使用和收发装置的使用，不需要了底层实现过程，即可完成数据链多种训练方法，训练灵活。

作为一个优选的实施例，所述虚实结合的数据链组网仿真系统还包括编码复用模块，用于完成数据链模拟模块和收发装置之间、以及数据链模拟模块之间的数据编码格式的加密和/或解码，比如将收发装置的按键状态转换为软件需要的格式进行发送，并将软件发出的结果数据根据总线编码要求进行数据重编码，转换为硬件控制指令发送给收发装置，可以实现对常用不同的总线进行数据格式的编码和通信。

所述显控模块中还包括符号资源库，用于存储所有组网设备的绘制画面的符号，由于不同组网设备的符号库不一定一致，当数据链之间数据共享时，为了防止其他组网设备的共享的符号不能在本地设备正确显示，本实施例中通过设置存储有所有组网设备的绘制画面符号的符号资源库，可是正确显示所组网的任一台设备所共享的符号画面。

在本实施例中，所述数据链模拟模块对数据链逻辑状态和空中态势数据进行处理的处理结果中包括报警信息，所述收发装置包括报警模块，用于接收数据链模拟模块发送的报警信息进行报警提示，以模拟实际状况中数据链模拟模块发送的报警信息。

数据链模拟模块采用产品通用功能和产品接口设计方法，不针对某一型号，重点模拟组网参数和工作模式，战术态势处理和指控命令收发提取等，需要完探测器发现目标数据的处理、加密，以及命令数据的处理加密/解码，共享数据的融合、分析，战场态势可视化接口数据的处理，处理结果发送给其他设备的数据链模拟模块和本地收发装置。

其中，所述前台显示装置为一台或者多台，本实施例的虚实结合的数据链组网仿真系统采用分布式仿真架构，包括采用C/S模式，和多Server的分布式仿真架构，实现同一设备内部的一服务器对应多用户的协同训练，多用户分别对应一台前台显示装置，以及多套设备的组网训练，也即通过数据链模拟模块将多台设备组网连接训练。

实施例二，基于实施例一中的一种虚实结合的数据链组网仿真系统，本实施例提出了一种虚实结合的数据链组网仿真实现方法，包括以下步骤：

收发装置启动及参数设置步骤，收发装置对数据链模拟模块进行启动控制以及对组网参数进行设置。

指挥引导与目标模拟步骤，指挥引导与目标模拟模块生成模拟命令，以及用于设置模拟目标信息并发送至显控模块；本实施例通过采用生成模拟命令、以及设置模拟目标信息的方式实现了目前在地面训练中无法实现的空中态势处理功能、目标指引功能、远程指挥功能。

显控步骤，由显控模块实现，所述显控模块包括画面组织模块，前台显示装置，以及后台逻辑处理模块，所述后台逻辑处理模块响应用户操作，完成数据链逻辑状态的解算、参数状态的更新，并实时发送给画面组织模块，所述画面组织模块，根据逻辑状态的解算和对用户操作的响应结果，完成画面的清屏，调用绘制画面的符号，重新组织新的画面并将结果发送给前台显示装置，所述前台显示装置对画面和符号的绘制并显示；

数据链模拟步骤，数据链模拟模块连接本地设备的显控系统和收发装置，同时通过网络连接其他设备的数据链模拟模块，对数据链逻辑状态和空中态势数据进行处理，并将处理结果发送至本地收发装置和/或其他设备的数据链模拟模块。把实体数据链中采用无线电电波实现的功能进行网络化，避免了安装多个复杂的无线电波设备，同时采用网络通信系统稳定性也得到增强，尤其在训练中适用。

本实施例中把硬件部分功能的实现软件化，易于实现或者对于操作性高的装置仍然采用硬件结构，虚实结合的形式实现了对数据链组网的仿真，既能解决实体训练成本高、实现方式不灵活的技术问题，又同时解决了目前仅限于教材形式训练不形象，训练效果差的问题。

收发装置把开关信号和组网参数通过串口通信发送给数据链模拟模块，数据链进行上电逻辑检查，检查正常后数据链模拟软件把接受的按键信息发送给显控模块，显控模块启用数据链相关的逻辑显示控制画面，用户可以通过前台显示装置周边按键完成数据链的组网设置，设置信号再通过数据链模拟模块进行数据处理更新，由编码复用模块进行重新编码加密后通过串口发送给收发装置，在本实施例中，收发装置可以采用超短波/短波电台实现。对于目标指引数据、命令数据由数据链模拟进行状态解算、数据加工处理后发送给显控模块进行显示，用户通过显控模块的显示画面和菜单、按键完成数据链相关操作训练，如目标融合、目标显示、申请目标指示等，每套数据链设备的显控模块是实时同步的，便于分布式训练。其中，目标指引数据、命令数据是指挥引导与目标模拟步骤中由指挥引导与目标模拟模块模拟生成的，避免了现有技术中需要采集真实目标信息或者接收真实指挥引导信息才能完成训练导致训练实施难度大，灵活性差的问题。

所述数据链模拟步骤中还包括调用编码复用模块对数据链模拟模块和收发装置之间、以及数据链模拟模块之间的数据编码格式的加密和/或解码的步骤。数据链模拟模块采用产品通用功能和产品接口设计方法，不针对某一型号，重点模拟组网参数和工作模式，战术态势处理和指控命令收发提取等，需要完探测器发现目标数据的处理、加密，以及命令数据的处理加密/解码，共享数据的融合、分析，战场态势可视化接口数据的处理，处理结果发送给其他设备的数据链模拟模块和本地收发装置。

所述显控步骤中，所述画面组织模块从符号资源库中调用绘制画面的符号，所述符号资源库存储有所有组网设备的绘制画面的符号。本实施例中通过设置存储有所有组网设备的绘制画面符号的符号资源库，可是正确显示所组网的任一台设备所共享的符号画面。

所述的虚实结合的数据链组网仿真实现方法还包括本地报警的步骤，所述数据链模拟步骤中，数据链模拟模块对数据链逻辑状态和空中态势数据进行处理的处理结果中包括报警信息，所述收发装置包括报警模块，用于接收数据链模拟模块报警信息进行报警提示，以模拟实际状况中数据链模拟模块发送的报警信息。

所述显控步骤中，所述前台显示装置包括一台或者多台，所述画面组织模块，根据逻辑状态的解算和对用户操作的响应结果，完成画面的清屏，调用绘制画面的符号，重新组织新的画面并将结果发送给与该画面相对应的前台显示装置进行显示。采用分布式仿真架构，包括采用C/S模式，和多Server的分布式仿真架构，实现同一设备内部的一服务器对应多用户的协同训练，多用户分别对应一台前台显示装置，以及多套设备的组网训练，也即通过数据链模拟模块将多台设备组网连接训练。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种虚实结合的数据链组网仿真系统，其特征在于，包括：

收发装置，用于对数据链模拟模块进行启动控制以及对组网参数进行设置；

指挥引导与目标模拟模块，用于生成模拟命令，以及用于设置模拟目标信息，并发送至显控模块；

显控模块，包括画面组织模块，前台显示装置，以及后台逻辑处理模块，所述后台逻辑处理模块用于响应用户操作，完成数据链逻辑状态的解算、参数状态的更新，并实时发送给画面组织模块，所述画面组织模块，用于根据逻辑状态的解算和对用户操作的响应结果，完成画面的清屏，调用绘制画面的符号，重新组织新的画面并将结果发送给前台显示装置，所述前台显示装置用于对画面和符号的绘制并显示；

数据链模拟模块，用于连接本地设备的显控系统和收发装置，同时用于通过网络连接其他设备的数据链模拟模块，对数据链逻辑状态和空中态势数据进行处理，并将处理结果发送至本地收发装置和/或其他设备的数据链模拟模块；

所述虚实结合的数据链组网仿真系统还包括编码复用模块，用于完成数据链模拟模块和收发装置之间、以及数据链模拟模块之间的数据编码格式的加密和/或解码；

所述显控模块中还包括符号资源库，用于存储所有组网设备的绘制画面的符号；

所述数据链模拟模块对数据链逻辑状态和空中态势数据进行处理的处理结果中包括报警信息，所述收发装置包括报警模块，用于接收数据链模拟模块发送的报警信息进行报警提示；

所述前台显示装置为一台或者多台。

2.一种虚实结合的数据链组网仿真实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

收发装置启动及参数设置步骤，收发装置对数据链模拟模块进行启动控制以及对组网参数进行设置；

指挥引导与目标模拟步骤，指挥引导与目标模拟模块生成模拟命令，以及用于设置模拟目标信息并发送至显控模块；

显控步骤，由显控模块实现，所述显控模块包括画面组织模块，前台显示装置，以及后台逻辑处理模块，所述后台逻辑处理模块响应用户操作，完成数据链逻辑状态的解算、参数状态的更新，并实时发送给画面组织模块，所述画面组织模块，根据逻辑状态的解算和对用户操作的响应结果，完成画面的清屏，调用绘制画面的符号，重新组织新的画面并将结果发送给前台显示装置，所述前台显示装置对画面和符号的绘制并显示；

数据链模拟步骤，数据链模拟模块连接本地设备的显控系统和收发装置，同时通过网络连接其他设备的数据链模拟模块，对数据链逻辑状态和空中态势数据进行处理，并将处理结果发送至本地收发装置和/或其他设备的数据链模拟模块，

所述数据链模拟步骤中还包括调用编码复用模块对数据链模拟模块和收发装置之间、以及数据链模拟模块之间的数据编码格式的加密和/或解码的步骤；

所述显控步骤中，所述画面组织模块从符号资源库中调用绘制画面的符号，所述符号资源库存储有所有组网设备的绘制画面的符号；

所述的虚实结合的数据链组网仿真实现方法还包括本地报警的步骤，所述数据链模拟步骤中，数据链模拟模块对数据链逻辑状态和空中态势数据进行处理的处理结果中包括报警信息，所述收发装置包括报警模块，用于接收数据链模拟模块发送的报警信息进行报警提示；

所述显控步骤中，所述前台显示装置包括一台或者多台，所述画面组织模块，根据逻辑状态的解算和对用户操作的响应结果，完成画面的清屏，调用绘制画面的符号，重新组织新的画面并将结果发送给与该画面相对应的前台显示装置进行显示。