CN106053964B - 一种分布式战场电磁环境动态模拟构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种分布式战场电磁环境动态模拟构建方法，在试验开始执行前采用“无人值守时间表”软件的预演执行模式对试验环境应力进行预先演练，从而获得满足需求的试验数据，构建适应动态变化的模拟电磁环境；采用“无人值守时间表”软件的任务动作类型库和任务时间序列实现对多台设备长时间不间断的自动化分布式程控，在此基础上所收集到的电子装备在电磁环境仿真试验过程中的检测数据才是准确、有价值的，能够为后续进行的信息集成、信息交互、模拟仿真与信息融合提供充分可靠的基础数据。本发明的优势在于整体具有较高的自动化控制程度，能够更好地适应模拟电磁信号的动态变化，能够适应模拟电磁环境中测试设备的多样性和复杂性。

Description

一种分布式战场电磁环境动态模拟构建方法

技术领域

本发明涉及电磁领域，特别涉及一种电磁环境动态模拟构建方法。

背景技术

现代战场上使用了大量电子信息装备，它们不仅数量庞大、体制复杂、种类多样，而且使得战场空间中的电磁信号非常密集，构成极为复杂的电磁环境。在如此复杂的电磁环境下，如何提高电子装备的作战效能日益受到重视。为此现代信息化装备必须开展电磁环境适应性试验评估，而复杂电磁环境的构建技术却面临真实环境中动态、多样与瞬时变化等因素的挑战。

电磁环境的构建方法分全数字仿真系统、半实物仿真系统和全实物仿真三种。其中半实物仿真通过数字仿真和物理效应仿真相结合，在暗室环境中构造逼真的作战环境，由于该方法具有可重复性强、场景配置灵活、周期短、花费少等优点，因此越来越受到重视。目前在半实物电磁环境仿真系统的研究中，主要存在两方面的瓶颈问题，一方面真实战场的电磁信号具有十分显著的动态变化特征，大大增加了仿真的难度；另一方面仿真系统需要对多台信号源、功率放大器等设备进行长时间持续不断的统一程控管理。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是如何构建一个能够适应动态变化的模拟电磁环境，同时实现对多台设备长时间不间断的统一程控管理，最终得到一种分布式战场电磁环境动态模拟构建方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种分布式战场电磁环境动态模拟构建方法，包括：试验想定仿真分系统、电磁环境构建分系统、试验环境控制分系统、电磁环境监测分系统、受扰判据监测分系统、试验显示分系统，其操作过程包括以下步骤：

步骤一、基本信息输入；

步骤二、试验方案选择；

步骤三、试验想定仿真：根据受试装备构建对应的想定分布式战场电磁环境，并进行过程推演与仿真试验，从而得到受试装备处电磁环境；

步骤四、电磁环境构建：根据仿真想定数据和预演试验结果，构建定量的试验环境应力数据；

步骤五、任务动作类型库编辑：根据试验环境应力数据对任务动作类型库进行编辑，从而实现对多台设备的分布式程控；

步骤六、任务时间序列编辑：根据试验环境应力数据对当前测试任务时间序列中的任务项进行编辑修改；

步骤七、时间表预演验证：采用多台信号源、功率放大器设备搭建分布式半实物场景，切换到“无人值守时间表”软件的预演模式辅助用户进行当前试验方案的显示浏览、模拟执行与过程数据查看，根据演练结果对试验应力数据进行调整，循环执行步骤四的处理，直到效果满足或接近预期效果，从而获得最终的试验环境应力数据；

步骤八、时间表无人值守执行：切换到“无人值守时间表”软件的无人值守时间表模式，依据任务时间序列来统一调配各个测试应用组件，来自动进行加载、驱动、控制、采集与记录存储，同时提供多种监视视图以进行过程状态数据的可视化展示，在执行过程中根据试验环境控制分系统和电磁环境监测分系统的数据信息对试验环境应力数据进行实时调整；

步骤九、结果分析处理；

步骤十、结束试验业务：试验操作人员确认试验业务是否结束，若否，则进行基本信息更新后，循环执行步骤二的处理；若是，则结束试验业务。

可选地，所述试验想定仿真分系统：根据受试装备进行典型应用想定，并进行过程推演得到受试装备处电磁环境，将其作为试验环境应力的依据。

可选地，所述电磁环境构建分系统：从试验想定仿真分系统获取仿真想定数据，采用多台信号源、功率放大器设备搭建分布式半实物场景，采用“无人值守时间表”软件的预演执行模式对试验数据进行预先演练，根据演练结果和仿真想定数据对试验应力数据进行调整，直到效果满足或接近预期效果，从而获得最终的试验环境应力数据。

可选地，所述试验环境控制分系统：根据试验环境应力数据，采用“无人值守时间表”软件的任务动作类型库来实现设备的统一程控，采用“无人值守时间表”软件的任务时间序列来实现长时间不间断的程控管理，从而实现接近真实情况的分布式战场电磁环境模拟。

可选地，所述电磁环境监测分系统：对试验过程中的系统路径校准和电磁环境进行实时监测与记录，并实时反馈给电磁环境构建分系统。

可选地，所述受扰判据监测分系统：对电磁环境监测分系统得到的试验数据，进行实时分析，分析结果用于验证试验模型是否正确，确定试验结果是否有足够的精确度，以及试验结果能否满足试验想定的应用需求。

可选地，所述试验显示分系统：为增加仿真试验环境的互动性、评估性和直观性，采用显示屏显示整个模拟系统中的相关信息，包括虚拟场景的动态显示、受试装备附近实时电磁环境频谱和受试装备工作状态的动态显示。

可选地，所述步骤一、基本信息输入：输入并确认试验测试基本信息，包括试验装备、操作人员、试验周期、环境条件与试验类型，发现不符合项进行修改编辑。

可选地，所述步骤二、试验方案选择：选择一个已构建的试验方案，对方案中的试验项目信息、试验测试应用信息、执行任务项信息进行确认或修改编辑。

可选地，所述步骤五、任务动作类型库编辑：对于不同的设备，采用设备名称、IP地址和动作类型的组合进行区分，其中动作类型分为全参数设置和功率设置两种；单个任务动作类型的内容包括动作名称、动作类型、测试应用程序名称、状态参数文件名称。

本发明的有益效果是：

整体具有较高的自动化控制程度，能够更好地适应模拟电磁信号的动态变化，能够适应模拟电磁环境中测试设备的多样性和复杂性。

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为本发明的电磁环境构建分系统和试验环境控制分系统组成图；

图2为试验操作人员根据本发明的方法进行业务处理时的流程图。

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。

本发明所要解决的技术问题在于，如何提供一种方法，能够实现分布式战场电磁环境的动态模拟，以改善现有方法在试验环境应力构建和多设备程控方面的不足。有鉴于此，本发明公开了一种分布式战场电磁环境动态模拟构建方法，包括试验想定仿真分系统、电磁环境构建分系统、试验环境控制分系统、电磁环境监测分系统、受扰判据监测分系统、试验显示分系统。

试验想定仿真分系统：根据受试装备进行典型应用想定，并进行过程推演得到受试装备处电磁环境(信号强度)，将其作为试验环境应力的依据。

如图1所示，电磁环境构建分系统：从试验想定仿真分系统获取仿真想定数据，采用多台信号源、功率放大器等设备搭建分布式半实物场景，采用“无人值守时间表”软件的预演执行模式对试验数据进行预先演练，根据演练结果和仿真想定数据对试验应力数据进行调整，直到效果满足或接近预期效果，从而获得最终的试验环境应力数据。

如图1所示，试验环境控制分系统：根据试验环境应力数据，采用“无人值守时间表”软件的任务动作类型库来实现设备的统一程控，采用“无人值守时间表”软件的任务时间序列来实现长时间不间断的程控管理，从而实现更接近真实情况的分布式战场电磁环境模拟。

“无人值守时间表”：辅助用户进行应力动作序列的创建、设置、验证与执行，支持浏览显示、编辑维护、预演执行与全自动执行等多种工作模式。其中，浏览显示模式仅允许用户对动作序列中的时间属性与应力状态参数属性进行浏览察看；编辑维护模式允许用户对动作序列进行参数状态的编辑调整，包括对序列中的动作项的添加、插入、删除、前移、后移、属性编辑与执行验证等；预演执行模式允许对当前动作序列时间表进行显示浏览、启动模拟执行、停止模拟执行以及过程数据查看等。所调用动作应用程序可选择为模拟执行状态以便验证时间表的功能流程与预期之间的符合程度；全自动执行模式允许对当前动作序列时间表进行显示浏览、启动执行、停止执行以及过程数据查看等。所调用动作应用程序均为直接程控指定仪表设备，且可生成并输出相应电磁信号。

电磁环境监测分系统：对试验过程中的系统路径校准和电磁环境进行实时监测与记录，并实时反馈给电磁环境构建分系统。

受扰判据监测分系统：对电磁环境监测分系统得到的试验数据，进行实时分析，分析结果可用于验证试验模型是否正确，确定试验结果是否有足够的精确度，以及试验结果能否满足试验想定的应用需求。

试验显示分系统：为增加仿真试验环境的互动性、评估性和直观性，采用显示屏显示整个模拟系统中的相关信息，包括虚拟场景的动态显示、受试装备附近实时电磁环境频谱和受试装备工作状态的动态显示等。

在分布式战场电磁环境试验活动中，典型的用户角色为试验操作人员。试验操作人员借助各种试验资源来准备试验、实施试验并最终形成试验报告。试验操作人员进行业务处理时，通常需要软件系统按如图2所示操作流程进行引导：

步骤一、基本信息输入：输入并确认试验测试基本信息，包括试验装备、操作人员、试验周期、环境条件与试验类型等，发现不符合项进行修改编辑。

步骤二、试验方案选择：选择一个已构建的试验方案，对方案中的试验项目信息、试验测试应用信息、执行任务项信息等进行确认或修改编辑。

步骤三、试验想定仿真：根据受试装备构建对应的想定分布式战场电磁环境，并进行过程推演与仿真试验，从而得到受试装备处电磁环境。

步骤四、电磁环境构建：根据仿真想定数据和预演试验结果，构建定量的试验环境应力数据。

步骤五、任务动作类型库编辑：根据试验环境应力数据对任务动作类型库进行编辑，从而实现对多台设备的分布式程控。对于不同的设备，采用设备名称、IP地址和动作类型的组合进行区分，其中动作类型分为全参数设置和功率设置两种。单个任务动作类型的内容包括动作名称、动作类型、测试应用程序名称、状态参数文件名称等。

步骤六、任务时间序列编辑：根据试验环境应力数据对当前测试任务时间序列中的任务项进行编辑修改，包括添加任务项、插入任务项、删除任务项、前移任务项、后移任务项与编辑任务项等，任务项属性信息支持执行任务类型、时间设置以及时间范围限制等，允许进行单个任务项试验测试应用的执行参数配置与执行效果验证等。

步骤七、时间表预演验证：采用多台信号源、功率放大器等设备搭建分布式半实物场景，切换到“无人值守时间表”软件的预演模式辅助用户进行当前试验方案的显示浏览、模拟执行与过程数据查看等。根据演练结果对试验应力数据进行调整，循环执行步骤四的处理，直到效果满足或接近预期效果，从而获得最终的试验环境应力数据。

步骤八、时间表无人值守执行：切换到“无人值守时间表”软件的无人值守时间表模式，依据任务时间序列来统一调配各个测试应用组件，来自动进行加载、驱动、控制、采集与记录存储等，同时提供多种监视视图以进行过程状态数据的可视化展示，允许用户进行停止、重启等人工干预处理以确保操作可控化。在执行过程中根据试验环境控制分系统和电磁环境监测分系统的数据信息对试验环境应力数据进行实时调整。

步骤九、结果分析处理：对当前试验测试结果数据进行查询浏览、统计分析、过程数据导出以及试验报告生成等。

步骤十、结束试验业务：试验操作人员确认试验业务是否结束，若否，则进行基本信息更新后，循环执行步骤二的处理；若是，则结束试验业务。

本发明提出了一种分布式战场电磁环境动态模拟构建方法，在试验开始执行前采用“无人值守时间表”软件的预演执行模式对试验环境应力进行预先演练，从而获得满足需求的试验数据，构建适应动态变化的模拟电磁环境；采用“无人值守时间表”软件的任务动作类型库和任务时间序列实现对多台设备长时间不间断的自动化分布式程控，在此基础上所收集到的电子装备在电磁环境仿真试验过程中的检测数据才是准确、有价值的，能够为后续进行的信息集成、信息交互、模拟仿真与信息融合提供充分可靠的基础数据。本发明的优势在于整体具有较高的自动化控制程度，能够更好地适应模拟电磁信号的动态变化，能够适应模拟电磁环境中测试设备的多样性和复杂性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种分布式战场电磁环境动态模拟构建方法，其特征在于，包括：试验想定仿真分系统、电磁环境构建分系统、试验环境控制分系统、电磁环境监测分系统、受扰判据监测分系统、试验显示分系统；其中，

所述试验想定仿真分系统：根据受试装备进行典型应用想定，并进行过程推演得到受试装备处电磁环境，将其作为试验环境应力的依据；

所述电磁环境构建分系统：从试验想定仿真分系统获取仿真想定数据，采用多台信号源、功率放大器设备搭建分布式半实物场景，采用“无人值守时间表”软件的预演执行模式对试验数据进行预先演练，根据演练结果和仿真想定数据对试验应力数据进行调整，直到效果满足或接近预期效果，从而获得最终的试验环境应力数据；

所述试验环境控制分系统：根据试验环境应力数据，采用“无人值守时间表”软件的任务动作类型库来实现设备的统一程控，采用“无人值守时间表”软件的任务时间序列来实现长时间不间断的程控管理，从而实现接近真实情况的分布式战场电磁环境模拟；

所述电磁环境监测分系统：对试验过程中的系统路径校准和电磁环境进行实时监测与记录，并实时反馈给电磁环境构建分系统；

所述受扰判据监测分系统：对电磁环境监测分系统得到的试验数据，进行实时分析，分析结果用于验证试验模型是否正确，确定试验结果是否有足够的精确度，以及试验结果能否满足试验想定的应用需求；

所述试验显示分系统：为增加仿真试验环境的互动性、评估性和直观性，采用显示屏显示整个模拟系统中的相关信息，包括虚拟场景的动态显示、受试装备附近实时电磁环境频谱和受试装备工作状态的动态显示；

其操作过程包括以下步骤：

步骤一、基本信息输入；

步骤二、试验方案选择；

步骤三、试验想定仿真：根据受试装备构建对应的想定分布式战场电磁环境，并进行过程推演与仿真试验，从而得到受试装备处电磁环境；

步骤四、电磁环境构建：根据仿真想定数据和过程推演结果，构建定量的试验环境应力数据；

步骤五、任务动作类型库编辑：根据试验环境应力数据对任务动作类型库进行编辑，从而实现对多台设备的分布式程控；

步骤六、任务时间序列编辑：根据试验环境应力数据对当前测试任务时间序列中的任务项进行编辑修改；

步骤七、时间表预演验证：采用多台信号源、功率放大器设备搭建分布式半实物场景，切换到“无人值守时间表”软件的预演模式辅助用户进行当前试验方案的显示浏览、模拟执行与过程数据查看，根据过程推演结果对试验应力数据进行调整，循环执行步骤四的处理，直到效果满足或接近预期效果，从而获得最终的试验环境应力数据；

步骤八、时间表无人值守执行：切换到“无人值守时间表”软件的无人值守时间表模式，依据任务时间序列来统一调配各个测试应用组件，来自动进行加载、驱动、控制、采集与记录存储，同时提供多种监视视图以进行过程状态数据的可视化展示，在执行过程中根据试验环境控制分系统和电磁环境监测分系统的数据信息对试验环境应力数据进行实时调整；

步骤九、结果分析处理；

步骤十、结束试验业务：试验操作人员确认试验业务是否结束，若否，则进行基本信息更新后，循环执行步骤二的处理；若是，则结束试验业务。

2.如权利要求1所述的一种分布式战场电磁环境动态模拟构建方法，其特征在于，所述步骤一、基本信息输入：输入并确认试验测试基本信息，包括试验装备、操作人员、试验周期、环境条件与试验类型，发现不符合项进行修改编辑。

3.如权利要求1所述的一种分布式战场电磁环境动态模拟构建方法，其特征在于，所述步骤二、试验方案选择：选择一个已构建的试验方案，对方案中的试验项目信息、试验测试应用信息、执行任务项信息进行确认或修改编辑。

4.如权利要求1所述的一种分布式战场电磁环境动态模拟构建方法，其特征在于，所述步骤五、任务动作类型库编辑：对于不同的设备，采用设备名称、IP地址和动作类型的组合进行区分，其中动作类型分为全参数设置和功率设置两种；单个任务动作类型的内容包括动作名称、动作类型、测试应用程序名称、状态参数文件名称。