CN105137812A - 激光制导导弹虚拟试验系统及其构建方法 - Google Patents

Abstract

激光制导导弹虚拟试验系统及其构建方法，属于虚拟试验领域，本发明为解决现有激光制导导弹虚拟试验系统中各模型不独立、不易配置和不易重用的问题。本发明所述激光制导导弹虚拟试验系统，它包括激光制导导弹模块、激光照射器模块、激光传输效应模块和导弹目标；激光照射器模块发射入射激光，导弹目标接收入射激光后反射激光，激光制导导弹模块的导引头根据反射激光信号引导激光制导导弹模块的导弹调整航道和追踪导弹目标；激光传输效应模块用于提供不同天气条件下入射激光和反射激光传输时的能量衰减数据。本发明用于激光制导导弹虚拟试验。

Description

激光制导导弹虚拟试验系统及其构建方法

技术领域

本发明涉及一种激光制导导弹虚拟试验系统及其构建方法，属于虚拟试验领域。

背景技术

激光制导导弹虚拟试验系统是为模拟真实激光制导导弹系统建立的虚拟试验系统，通过模拟激光制导导弹在不同天气条件下的运行过程，获取激光导弹的运行参数并进行分析，系统需要通过不同的虚拟作战环境建立对应的激光传输模型。在当前对激光传输模型的科学研究中，重点在建立和在真实环境下激光传输效果相同的模型，而这些模型往往被包含在其他各种导弹模型中，传输效应模型与导弹模型功能耦合，不独立，不易配置，不易重用。

发明内容

本发明目的是为了解决现有激光制导导弹虚拟试验系统中各模型不独立、不易配置和不易重用的问题，提供了一种激光制导导弹虚拟试验系统及其构建方法。

本发明所述激光制导导弹虚拟试验系统，它包括激光制导导弹模块、激光照射器模块、激光传输效应模块和导弹目标；

激光照射器模块发射入射激光，导弹目标接收入射激光后反射激光，激光制导导弹模块的导引头根据反射激光信号引导激光制导导弹模块的导弹调整航道和追踪导弹目标；激光传输效应模块用于提供不同天气条件下入射激光和反射激光传输时的能量衰减数据。

本发明所述基于激光制导导弹虚拟试验系统构建方法，该虚拟试验系统构建方法的具体过程为：

步骤1、激光照射器模块发射入射激光，激光照射器模块将入射激光的能量信息发送至激光传输效应模块；

步骤2、激光传输效应模块将能量信息进行衰减计算，获得衰减后的激光信息；

步骤3、激光传输效应模块将步骤2获取的激光信息传输至导弹目标；

步骤4、导弹目标根据接收的激光信息进行反衰减计算，获得反衰减后的激光信息；

步骤5、导弹目标将步骤4获取的激光信息传输至光传输效应模块；

步骤6、光传输效应模块将获得的反衰减后的激光信息再次进行衰减计算，获得再次衰减后的激光信息；

步骤7、光传输效应模块将步骤6获取的激光信息传输至激光制导导弹模块，激光制导导弹模块接收到的激光信息即为航道信号；

步骤8、激光制导导弹模块判断是否开始对导弹目标追踪，如果是则执行步骤9，如果否则返回执行步骤1；

步骤9、激光制导导弹模块根据步骤7获取的航道信号追踪导弹目标。

本发明的优点：本发明中，将激光传输效应模型单独设计并用组件模块的形式实现，作为独立的、易配置的、易重用的组件，与激光照射器组件、激光制导导弹组件和目标组件搭建激光制导导弹试验系统，该试验系统中各个组件均模块化，均为可操作、可重用、可组合的模块，这样极大地减小了系统对各部分实体的依赖性。此试验系统中各组件的信息交互通过信息化体系结构平台的中间件完成，满足了系统信息交互的实时性要求。

附图说明

图1是本发明所述激光制导导弹虚拟试验系统的原理图；

图2是本发明所述激光传输效应模块的原理图；

图3是本发明所述激光照射器模块的原理图；

图4是本发明所述激光制导导弹模块的原理图；

图5是本发明所述导弹目标的原理图；

图6是本发明信息交互的构架图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述激光制导导弹虚拟试验系统，它包括激光制导导弹模块、激光照射器模块、激光传输效应模块和导弹目标；

激光照射器模块发射入射激光，导弹目标接收入射激光后反射激光，激光制导导弹模块的导引头根据反射激光信号引导激光制导导弹模块的导弹调整航道和追踪导弹目标；激光传输效应模块用于提供不同天气条件下入射激光和反射激光传输时的能量衰减数据。

本实施方式中，激光制导导弹模块、激光照射器模块、激光传输效应模块和导弹目标这四个组成部分都是独立的软件模块，它们通过精心设计的交互信息联系在一起，组成试验系统。

具体实施方式二：下面结合图2说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，激光传输效应模块的工作模式包括：能够模拟激光在大气中的传输效应；能够对大气环境的参数进行配置，并且能够查看运行参数。

本实施方式中，模拟激光在大气中的传输效应包括激光在晴天、雨和雾的介质中的传播效应。可以选择环境模型，配置该环境模型中的环境参数，可配置不同的降雨强度、大气的压强、空间环境的温度以及湿度等，全部参数配置完成后可通过存/取组件参数信息用例进行参数保存，用户可以随时查看所设置的参数。

本实施方式中，可以查看激光传输效应模块运行时进行衰减效应处理的信息、入射激光以及反射激光的能量信息，可以查看每次进行衰减效应产生的衰减量，并可以查看每次进行衰减效应的计算时间以及整个衰减过程的运行时间。

本实施方式中，可以查看当前的实体信息，实体信息包括导弹目标的信息、激光照射器模块的信息以及激光制导导弹模块的信息。实体的信息主要包括导弹目标、激光照射器模块和激光制导导弹模块的六自由度姿态信息(经度，纬度，高度，航向角，俯仰角，滚转角)。

本实施方式中，激光传输效应模块具备与激光照射器模块和导弹目标的连接接口，支持与其他模块同时工作。中间件接收数据给激光传输效应模块，激光传输效应模块对数据进行传输效应处理，然后通过中间件再将处理后的数据发布出去。

具体实施方式三：下面结合图3说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，激光照射器模块的工作模式包括：能够模拟入射激光，能够设置入射激光的能量、波束角和波长信息；能够对入射激光的参数进行配置，并且能够查看运行参数。

本实施方式中，模拟真实的入射激光包括模拟入射激光的能量、波束角和波长信息。能够配置入射激光的功率、波长、波束角信息，以及激光照射器模块的初始位置等参数，全部参数配置完成后可通过存/取参数信息用例进行参数保存，用户可以随时查看所设置的参数。能够实时查看激光照射器模块的信息(经度，纬度，高度，航向，俯仰)，以及入射激光的信息(功率，波长，波束角)。

本实施方式中，激光照射器模块通过中间件接收导弹目标的位置信息，调整入射激光的位置；激光照射器模块通过中间件定时向外发送激光照射器模块的位置信息以及入射激光的信息。

本实施方式中，激光照射器模块具备与激光制导导弹模块、激光传输效应模块和导弹目标的连接接口，支持与其他模块同时工作。

具体实施方式四：下面结合图4说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，激光制导导弹模块的工作模式包括：能够模拟发射导弹飞行，能够设置发射导弹的发射位置、发射姿态和初始条件；能够实时显示发射导弹的飞行状态、导引头的状态、发射导弹的飞行时间和用于指导的捕获距离。

本实施方式中，激光制导导弹模块具备与激光照射器模块、激光传输效应模块和导弹目标的连接接口，支持与其他模块同时工作。

本实施方式中，能够设置发射导弹的发射参数，包括发射导弹的初始发射位置(经度、纬度、高度)、初始发射姿态(航向角、俯仰角)和发射导弹的初始发射速度(北天东速度分量)、导弹目标的初始位置(经度、纬度、高度)、环境风(北天东方向风速)等参数，参数配置完成后可通过存/取组件参数信息用例进行参数保存，可以随时查看所设置的参数。

本实施方式中，可查看发射导弹的实时参数(位置、姿态、速度)，可以查看飞行过程中的工作参数(激光能量密度、捕获距离、捕获时间、弹目距离等)，以及发射导弹的工作状态，包括发射导弹的状态(未发射/飞行/击中爆炸/落水爆炸)和导引头的工作状态(关机/开机/捕获/追踪)。

本实施方式中，激光制导导弹模块通过中间件接收反射激光的信息，进行信息处理，在导引头开机后，与导引头的制导条件对比，然后改变发射导弹的飞行状态及其他工作状态；组件通过中间件定时向外发送制导导弹的位置信息。

具体实施方式五：下面结合图5说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，导弹目标的工作模式包括：能够模拟导弹目标：坦克，能够设置坦克的型号和表面漫反射率；能够设置坦克的运行路径、运行速度，能够设置多路径和变速运行。

本实施方式中，导弹目标具备与激光照射器模块、激光传输效应模块和的激光制导导弹模块连接接口，支持与其他模块同时工作。

本实施方式中，能够设置坦克的参数，包括坦克的型号以及坦克的表面反射率等参数，参数配置完成后可通过存/取组件参数信息用例进行参数保存，可以随时查看所设置的参数。

本实施方式中，能够设置坦克的运动路径，包括运行的初始位置，结束位置还有坦克行进过程中的其他路径点(经度，纬度，高度)，即坦克运动的轨迹；还可以设置在不同路径上行进时的速度，包括初始速度，加速度，以及最大速度。

本实施方式中，能够查看导弹目标运行时的实体信息，包括坦克的信息(经度，纬度，高度，航向，俯仰，北天东速度)，入射及反射激光的信息，以及坦克的状态信息(运动/被击毁)。

本实施方式中，导弹目标通过中间件接收入射激光的信息，进行漫反射处理，然后通过中间件再将处理后的数据发布出去；导弹目标通过中间件定时向外发送虚拟坦克的位置信息。

具体实施方式六：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述基于激光制导导弹虚拟试验系统构建方法，该虚拟试验系统构建方法的具体过程为：

步骤1、激光照射器模块发射入射激光，激光照射器模块将入射激光的能量信息发送至激光传输效应模块；

步骤2、激光传输效应模块将能量信息进行衰减计算，获得衰减后的激光信息；

步骤3、激光传输效应模块将步骤2获取的激光信息传输至导弹目标；

步骤4、导弹目标根据接收的激光信息进行反衰减计算，获得反衰减后的激光信息；

步骤5、导弹目标将步骤4获取的激光信息传输至光传输效应模块；

步骤6、光传输效应模块将获得的反衰减后的激光信息再次进行衰减计算，获得再次衰减后的激光信息；

步骤7、光传输效应模块将步骤6获取的激光信息传输至激光制导导弹模块，激光制导导弹模块接收到的激光信息即为航道信号；

步骤8、激光制导导弹模块判断是否开始对导弹目标追踪，如果是则执行步骤9，如果否则返回执行步骤1；

步骤9、激光制导导弹模块根据步骤7获取的航道信号追踪导弹目标。

本发明中，激光制导导弹模块、激光照射器模块、激光传输效应模块和导弹目标之间的信息交互通过HIT-TENA中间件实现。HIT-TENA中间件作为虚拟试验系统的信息交互核心，提供仿真试验资源之间的高性能、低延迟、实时通信的数据环境，将试验资源连接起来，同时提供面向综合测试系统应用的管理控制功能。

本发明所述的激光制导导弹试验系统以HIT-TENA体系结构为基础，以中间件为信息传递桥梁，包括虚拟激光制导导弹模块、导弹目标、激光传输效应模块，大气环境作为激光传输效应模块的影响因子。系统框架结构图如图6所示。

信息传递主要包括位置姿态信息和激光参数信息，定义如下：

位置姿态信息：经度，维度，高度，航向角，俯仰角，横滚角

激光参数信息：能量，波束角，波长，方向，编码

为使系统能够稳定运行，需要明确各模块接口之间的信息交互关系，各模块接口关系如表1所示。

表1接口交互关系表

发送者	接收者	信息	方式
				激光照射器模块	激光传输效应模块	位置姿态信息	定时发送
激光照射器模块	激光传输效应模块	激光参数信息	定时发送
				激光传输效应模块	导弹目标	激光参数信息	即时发送
导弹目标	激光传输效应模块	位置姿态信息	定时发送
				导弹目标	激光传输效应模块	激光参数信息	即时发送
激光传输效应模块	激光传输效应模块	激光参数信息	即时发送
				激光制导导弹模块	激光传输效应模块	位置姿态信息	定时发送
大气环境数据库	激光传输效应模块	大气环境参数	定时访问
				地形环境数据库	激光传输效应模块	地形数据参数	定时访问
导弹目标	激光制导导弹模块	位置姿态信息	定时发送
				激光照射器模块	激光制导导弹模块	位置姿态信息	定时发送
导弹目标	激光制导导弹模块	位置姿态信息	定时发送
				激光制导导弹模块	导弹目标	飞行状态信息	定时访问

Claims (6)

1.激光制导导弹虚拟试验系统，其特征在于，它包括激光制导导弹模块、激光照射器模块、激光传输效应模块和导弹目标；

激光照射器模块发射入射激光，导弹目标接收入射激光后反射激光，激光制导导弹模块的导引头根据反射激光信号引导激光制导导弹模块的导弹调整航道和追踪导弹目标；激光传输效应模块用于提供不同天气条件下入射激光和反射激光传输时的能量衰减数据。

2.根据权利要求1所述激光制导导弹虚拟试验系统，其特征在于，激光传输效应模块的工作模式包括：能够模拟激光在大气中的传输效应；能够对大气环境的参数进行配置，并且能够查看运行参数。

3.根据权利要求1所述激光制导导弹虚拟试验系统，其特征在于，激光照射器模块的工作模式包括：能够模拟入射激光，能够设置入射激光的能量、波束角和波长信息；能够对入射激光的参数进行配置，并且能够查看运行参数。

4.根据权利要求1所述激光制导导弹虚拟试验系统，其特征在于，激光制导导弹模块的工作模式包括：能够模拟发射导弹飞行，能够设置发射导弹的发射位置、发射姿态和初始条件；能够实时显示发射导弹的飞行状态、导引头的状态、发射导弹的飞行时间和用于指导的捕获距离。

5.根据权利要求1所述激光制导导弹虚拟试验系统，其特征在于，导弹目标的工作模式包括：能够模拟导弹目标：坦克，能够设置坦克的型号和表面漫反射率；能够设置坦克的运行路径、运行速度，能够设置多路径和变速运行。

6.基于权利要求1所述基于激光制导导弹虚拟试验系统构建方法，其特征在于，该虚拟试验系统构建方法的具体过程为：

步骤1、激光照射器模块发射入射激光，激光照射器模块将入射激光的能量信息发送至激光传输效应模块；

步骤2、激光传输效应模块将能量信息进行衰减计算，获得衰减后的激光信息；

步骤3、激光传输效应模块将步骤2获取的激光信息传输至导弹目标；

步骤4、导弹目标根据接收的激光信息进行反衰减计算，获得反衰减后的激光信息；

步骤5、导弹目标将步骤4获取的激光信息传输至光传输效应模块；

步骤6、光传输效应模块将获得的反衰减后的激光信息再次进行衰减计算，获得再次衰减后的激光信息；

步骤7、光传输效应模块将步骤6获取的激光信息传输至激光制导导弹模块，激光制导导弹模块接收到的激光信息即为航道信号；

步骤8、激光制导导弹模块判断是否开始对导弹目标追踪，如果是则执行步骤9，如果否则返回执行步骤1；

步骤9、激光制导导弹模块根据步骤7获取的航道信号追踪导弹目标。