CN106546134A - 一种导弹监控系统仿真验证平台及验证方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导弹监控系统仿真验证平台及验证方法，其中，所述验证方法包括：预先设置系统参数；加载预设场景，进行链路分析；根据链路分析结果，确定导弹的最优链路规划；为各个子模块分别接口，并将主控界面上生成的指令通过各个接口发送至各个子模块处；接收子模块发来的数据报文，并实时显示子模块发来的数据；接收主控界面发来的指令，从所述指令中解析控制协议并处理接收的指令，以生成所述指令对应的处理结果；将所述处理结果发送至主控界面预先分配的接口处，以在所述主控界面中显示所述处理结果。本发明提供的一种导弹监控系统仿真验证平台及验证方法，能够多方面展示导弹监控链路的态势，以提高对导弹运行过程的监控效率。

Description

一种导弹监控系统仿真验证平台及验证方法

技术领域

本发明涉及导弹监控技术领域，具体涉及一种导弹监控系统仿真验证平台及验证方法。

背景技术

通常而言，导弹是基于千万个元器件构成的复杂电子产品，或由若干组件和部件组成的系统级产品。而系统级产品的维护保障更趋近于一个庞大的系统工程。在这个系统工程中，很重要的一部分则是监控系统，它主要完成系统级产品的各种参数的测试和功能验证，包括可靠性试验、地面仿真等。

目前，通过可以基于STK来对导弹的运行过程进行仿真，然而，当前基于STK的仿真大多是针对某一部分场景的加载和运算，功能较少，不能同时满足多方面展示监控链路态势的全过程，具有局限性。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种导弹监控系统仿真验证平台及验证方法，能够多方面展示导弹监控链路的态势，以提高对导弹运行过程的监控效率。

为实现上述目的，本发明实施例一方面提供一种导弹监控系统仿真验证平台，所述验证平台包括主控界面和至少一个子模块，其中：所述主控界面用于预先设置系统参数；加载预设场景，并将设置的所述系统参数应用于所述预设场景中，以进行链路分析；根据链路分析结果，确定导弹的最优链路规划，并生成遥控信息界面；为各个子模块分别分配绑定了控制协议的接口，并将主控界面上生成的指令通过各个接口发送至各个子模块处；接收子模块发来的数据报文，并提取所述数据报文中的数据，在将提取的数据进行数据转换后映射到界面控件上，以实时显示子模块发来的数据；所述子模块用于接收主控界面发来的指令，从所述指令中解析控制协议并处理接收的指令，以生成所述指令对应的处理结果；将所述处理结果发送至主控界面预先分配的接口处，以在所述主控界面中显示所述处理结果。

进一步地，所述系统参数包括地面站配置参数、天线配置参数、导弹配置参数、前向链路参数、返向链路参数以及卫星配置参数中的至少一种。

进一步地，所述链路分析结果包括链路信息、链路报告以及多普勒参数，其中，所述多普勒参数按照dat文件格式进行存储。

进一步地，所述主控界面包括：地址加载单元，用于加载各个子模块对应的本机IP地址；协议内容分发单元，用于根据加载的本机IP地址，将各个子模块均需遵守的协议内容发送至各个子模块，并针对各个子模块的独立功能，通过独立配置的控制协议进行控制。

进一步地，所述主控界面还包括：数据发送单元，用于将主控界面中生成的指令转换为数据，并将转换的数据按照协议格式发送至对应的子模块处；数据处理单元，用于接收子模块发来的数据报文，并按照接收所述数据报文的接口绑定的控制协议，从所述数据报文中提取有效数据，并将所述有效数据进行转换后映射到界面控件上，以实时显示子模块发来的数据。

进一步地，所述主控界面包括：场景加载单元，用于通过STK接口函数从STK库中加载预设场景。

进一步地，所述子模块包括天基资源展示模块、监控态势同步共享模块、实时回传链路参数模块、导弹视角展示模块、当前通信链路状态监测模块中的至少一种。

为实现上述目的，本发明另一方面提供一种导弹监控系统仿真验证方法，所述验证方法包括：预先设置系统参数；加载预设场景，并将设置的所述系统参数应用于所述预设场景中，以进行链路分析；根据链路分析结果，确定导弹的最优链路规划，并生成遥控信息界面；为各个子模块分别分配绑定了控制协议的接口，并将主控界面上生成的指令通过各个接口发送至各个子模块处；接收子模块发来的数据报文，并提取所述数据报文中的数据，在将提取的数据进行数据转换后映射到界面控件上，以实时显示子模块发来的数据；接收主控界面发来的指令，从所述指令中解析控制协议并处理接收的指令，以生成所述指令对应的处理结果；将所述处理结果发送至主控界面预先分配的接口处，以在所述主控界面中显示所述处理结果。

进一步地，所述系统参数包括地面站配置参数、天线配置参数、导弹配置参数、前向链路参数、返向链路参数以及卫星配置参数中的至少一种。

进一步地，所述链路分析结果包括链路信息、链路报告以及多普勒参数，其中，所述多普勒参数按照dat文件格式进行存储。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1)本发明为基于STK的仿真验证平台，通过调用STK库实现场景加载、以及接口函数和命令的调用，从而减少了使用C#部署3D/2D场景显示控件的设计，减少了原始软件研发人员的工作量，提高了仿真验证平台开发效率；

2)本发明采用模块化的独立接口协议，实现协议配置化，而且这种低耦合性设计使得仿真验证平台的子模块能够独立可复用，提高了软件的灵活性；

3)本发明中采用dat格式的专门配套方式存储多普勒参数，便于验证多普勒适用性、进而有力证明监测链路的通信有效性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例所述的导弹监控系统仿真验证平台的结构示意图；

图2是本实施例所述的导弹监控系统仿真验证方法的流程图。

贯穿附图，应该注意的是，相似的标号用于描绘相同或相似的元件、特征和结构。

具体实施方式

提供以下参照附图的描述来帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本公开的各种实施例。以下描述包括帮助理解的各种具体细节，但是这些细节将被视为仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可对本文所述的各种实施例进行各种改变和修改。另外，为了清晰和简洁，公知功能和构造的描述可被省略。

以下描述和权利要求书中所使用的术语和词汇不限于文献含义，而是仅由发明人用来使本公开能够被清晰和一致地理解。因此，对于本领域技术人员而言应该明显的是，提供以下对本公开的各种实施例的描述仅是为了示例性目的，而非限制由所附权利要求及其等同物限定的本公开的目的。

应该理解，除非上下文明确另外指示，否则单数形式也包括复数指代。因此，例如，对“组件表面”的引用包括对一个或更多个这样的表面的引用。

本申请实施方式提供一种导弹监控系统仿真验证平台，所述验证平台包括主控界面和至少一个子模块。所述验证平台可以经过主控界面设计过程和子模块设计过程两个过程。

在进行主控界面设计时，可以在监控系统启动后，进入主控界面的初始状态。首先可以在主控界面中新建任务，所述任务可以用于预先设置系统参数。其中，所述系统参数可以包括地面站配置参数、天线配置参数、导弹配置参数、前向链路参数、返向链路参数以及卫星配置参数中的至少一种。

其中，所述地面站配置参数可以包括地面站的标识、高度、经度、纬度。所述天线配置参数可以包括天线指向及弹轴夹角。所述导弹配置参数可以包括弹道文件、姿态文件、发射打击点模型、双体模型等。具体地，请参阅图1和图2，主控界面中可以包括链路计算模块，所述链路计算模块可以预先进行弹道设置、链路参数设置以及天基资源配置。在主控界面中可以在初始化后，设置STK的起止时间加载，并开始加载预设场景，然后可以在场景中配置各项参数，例如导弹设置、地面站设置、天线方向图、卫星模式、链路参数等。

在本实施方式中，在配置完各个参数后，主控界面可以加载预设场景，并将设置的所述系统参数应用于所述预设场景中，以进行链路分析。具体地，可以首先通过STK接口函数从STK库中加载预设场景。然后将设置的参数对应设置到预设场景的具体对象中，对各类参数加载到链路中进行链路分析，从而生成链路信息、链路报告、多普勒参数等链路分析结果。链路信息、链路报告、多普勒参数可以分别存储为预设的文件格式。其中，所述多普勒参数可以按照dat文件格式进行存储，从而可以通过dat文件加载验证多普勒的适应性。最后可以根据链路分析结果，完成最优链路规划，同时生成遥控信息界面。

请参阅图1和图2，在进行链路计算后，可以生成链路报告、场景文件、度偶了参数文件以及进行最优路径规划，然后便可以在遥控信息界面中显示前向控制指令和返向遥测信息。其中，前向控制指令可以是主控界面向子模块下达的指令，返向遥测信息可以是子模块反馈给主控界面的数据。

在本实施方式中，主控界面可以包括导弹视角切换、最优链路查看、多普勒参数信息、链路覆盖率结果显示、链路导弹开始运行、停止、加速、减速、暂停等功能。

在本实施方式中，可以在主控界面中进行接口控制设计，主控界面采用接口统一控制的原理，使用同一协议规范，分别针对不同子模块配置不同的控制协议，避免了子模块之间协议混淆、不相关协议解析的冗余设计，提供了子模块的独立性、使用灵活性。具体地，主控模块可以为各个子模块分别分配绑定了控制协议的接口，并将主控界面上生成的指令通过各个接口发送至各个子模块处。这样，对于不同的接口，可以对应不同的控制协议。

在本实施方式中，在为各个子模块分配了接口之后，可以首先加载各个子模块对应的本机IP地址，然后根据加载的本机IP地址，将各个子模块均需遵守的协议内容发送至各个子模块，并针对各个子模块的独立功能，通过独立配置的控制协议进行控制。控制过程中可以利用委托将主控界面的指令值转换成数据，并按照协议格式发送数据，从而可以向各个子模块下达相应的控制指令。子模块在向主控界面反馈数据时，主控界面可以接收子模块发来的数据报文，并提取所述数据报文中的数据，在将提取的数据进行数据转换后映射到界面控件上，以实时显示子模块发来的数据。具体地，主控界面可以实时接收数据报文，并按照接口协议设定的格式，提取有效数据，并进行数据转换，映射到界面控件上，对数据处理的控件，将数据源接口对应控件接口，使控件实时显示数据。

由上可见，所述主控界面可以包括：

地址加载单元，用于加载各个子模块对应的本机IP地址；

协议内容分发单元，用于根据加载的本机IP地址，将各个子模块均需遵守的协议内容发送至各个子模块，并针对各个子模块的独立功能，通过独立配置的控制协议进行控制。

所述主控界面还可以包括：

数据发送单元，用于将主控界面中生成的指令转换为数据，并将转换的数据按照协议格式发送至对应的子模块处；

数据处理单元，用于接收子模块发来的数据报文，并按照接收所述数据报文的接口绑定的控制协议，从所述数据报文中提取有效数据，并将所述有效数据进行转换后映射到界面控件上，以实时显示子模块发来的数据。

所述主控界面还可以包括：

场景加载单元，用于通过STK接口函数从STK库中加载预设场景。

在本实施方式中，在进行子模块设计时，可以接收主控界面发来的指令，从所述指令中解析控制协议并处理接收的指令，以生成所述指令对应的处理结果。然后可以将所述处理结果发送至主控界面预先分配的接口处，以在所述主控界面中显示所述处理结果。具体地，子模块主要是针对该仿真验证平台的主要功能设计，属于专属模块开发，子模块可以包括天基资源展示模块、监控态势同步共享模块、实时回传链路参数模块、导弹视角展示模块、当前通信链路状态监测模块中的至少一种。主控界面完成最优链路规划后，根据主控界面上的操作按钮，将对应的控制协议下发给子模块，子模块根据接收的报文，解析接收协议、处理接收数据，根据处理数据将处理结果显示在界面上，因而实现了主控界面和子模块的同步化控制，所见即所得地实现了仿真验证平台的多界面显示和多方位监控。

在本实施方式中，可以采用通用的接口控制IO设计方法，统一规范子模块的接口控制，根据接口定义实时接收主控界面的同步协议，主控界面使用委托把操作控制下发给子模块，接口规范化设计使得多个模块能够在低耦合情况下仍然保持相互的同步性。

在实际应用场景中，基于STK的导弹监控系统仿真验证平台在执行时，可以包括下列步骤。

S1：根据仿真验证准备阶段设置的参数，将仿真过程中需要的资源显示在天基资源展示界面上；

S2：通过该平台的链路参数统计，实时回传导弹位置、速度、姿态、动作关键字、关键时序等信息，并将上述信息以曲线图方式显示在导弹飞行参数界面；

S2：通过调用STK命令，实现仿真验证平台与STK的实时交互，:展示导弹视角；

S4：仿真验证平台存在多轨道多弹的多链路通信状态，根据链路通信时间，监测当前通信链路，同步更新当前链路展示界面；

S5：将2D场景仿真与3D场景实现同步共享，主要依据主控界面下发的网络协议，同时控制两个场景的加载、运行、加速、减速、暂停等操作；

S6：在主控界面加载STK初始场景、参数设置、链路计算、最优链路规划等功能，并将最优链路并行下发；一方面用于控制上述5个功能的同步显示，另一方面用于生成遥控信息；

S7：在链路计算及最优链路规划时，仿真验证平台实时计算多普勒参数，并根据验证需求将多普勒参数文件格式存储为dat文件，通过dat文件加载验证多普勒适应性；

S8：导弹监控系统仿真验证通过采用不同特征的弹道(不同发射地点、不同发射时间、不同打击目标)建立通信链路，采用全数字仿真方式，验证弹-星/星间-地监控链路的全空域、全天时的覆盖性能；

S9：仿真验证平台支持的监控空域可以包括多个重要军事基地；

S10：仿真验证平台实现最优链路规划：根据仿真场景，分别计算前向、返向、星间最优链路，然后才有轮询方式递归计算最优弹-星/星间-地链路；

S11：仿真验证平台针对不同种类的卫星，可以采用多模、单模规划模式，根据实际需求灵活计算不同卫星的通信链路。

其中，所述步骤S1天基资源展示，能够全面调用天基中不同轨道的各个资源，具有全方位多层次的特点。

所述步骤S2中界面设计时采用所见即所得的方式，主控界面通过网络接口直观的将弹道参数以曲线图方式展示。

所述步骤S3直接调用STK命令，突出展示链路中导弹视角。

所述步骤S4收到主控界面的链路切换消息，则及时更新当前通信链路。

所述步骤S5中根据主控界面的同步协议，将全局监测态势以2D模式展示在界面上(包括导弹的打击过程)。

所述步骤S6的主控界面主要负责调用STK接口函数及命令，实现链路规划及步骤S1至S5的控制与同步功能。

所述步骤S7利用多普勒的适应性进而证明链路的有效性。

所述步骤S8和S9属于仿真验证准备阶段的重要参数，二者共同构成监控链路的重要组成部分，可验证多轨道多弹的全空域、全天时覆盖性能。

所述步骤S10是仿真验证平台的重要功能，所述步骤S10针对所述步骤S11中的模式选择，规划不同卫星在不同时刻中各自轨道的最优链路。

本申请实施方式还提供一种导弹监控系统仿真验证方法，所述验证方法包括：

预先设置系统参数；

加载预设场景，并将设置的所述系统参数应用于所述预设场景中，以进行链路分析；

根据链路分析结果，确定导弹的最优链路规划，并生成遥控信息界面；

为各个子模块分别分配绑定了控制协议的接口，并将主控界面上生成的指令通过各个接口发送至各个子模块处；

接收子模块发来的数据报文，并提取所述数据报文中的数据，在将提取的数据进行数据转换后映射到界面控件上，以实时显示子模块发来的数据；

接收主控界面发来的指令，从所述指令中解析控制协议并处理接收的指令，以生成所述指令对应的处理结果；

将所述处理结果发送至主控界面预先分配的接口处，以在所述主控界面中显示所述处理结果。

其中，所述系统参数包括地面站配置参数、天线配置参数、导弹配置参数、前向链路参数、返向链路参数以及卫星配置参数中的至少一种。

其中，所述链路分析结果包括链路信息、链路报告以及多普勒参数，其中，所述多普勒参数按照dat文件格式进行存储。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1)本发明为基于STK的仿真验证平台，通过调用STK库实现场景加载、接口函数以及命令的调用，减少了使用C#部署3D/2D场景显示控件的设计，减少了原始软件研发人员的工作量，提高了仿真验证平台开发效率；

2)本发明采用模块化的独立接口协议，实现协议配置化，而且这种低耦合性设计使得仿真验证平台的模块能够独立可复用，提高了软件的灵活性；

3)本发明中实现了监控时域、监控空域的最大化设计，验证了全天时全空域的监控链路覆盖性能，能较大范围的仿真弹-星/星间/-地的监控链路，具有较强的实用价值；

4)本发明中采用dat格式的专门配套方式存储多普勒参数，便于验证多普勒适用性、进而有力证明监测链路的通信有效性；

5)本发明中针对不同的卫星采用单模、多模并存的规划方式，能够根据界面上的选择灵活的计算卫星可通信的链路，具有更高的规划效率。

应该注意的是，如上所述的本公开的各种实施例通常在一定程度上涉及输入数据的处理和输出数据的生成。此输入数据处理和输出数据生成可在硬件或者与硬件结合的软件中实现。例如，可在移动装置或者相似或相关的电路中采用特定电子组件以用于实现与如上所述本公开的各种实施例关联的功能。另选地，依据所存储的指令来操作的一个或更多个处理器可实现与如上所述本公开的各种实施例关联的功能。如果是这样，则这些指令可被存储在一个或更多个非暂时性处理器可读介质上，这是在本公开的范围内。处理器可读介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储装置。另外，用于实现本公开的功能计算机程序、指令和指令段可由本公开所属领域的程序员容易地解释。

本说明书中的各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。

尽管已参照本公开的各种实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种导弹监控系统仿真验证平台，其特征在于，所述验证平台包括主控界面和至少一个子模块，其中：

所述主控界面用于预先设置系统参数；加载预设场景，并将设置的所述系统参数应用于所述预设场景中，以进行链路分析；根据链路分析结果，确定导弹的最优链路规划，并生成遥控信息界面；为各个子模块分别分配绑定了控制协议的接口，并将主控界面上生成的指令通过各个接口发送至各个子模块处；接收子模块发来的数据报文，并提取所述数据报文中的数据，在将提取的数据进行数据转换后映射到界面控件上，以实时显示子模块发来的数据；

所述子模块用于接收主控界面发来的指令，从所述指令中解析控制协议并处理接收的指令，以生成所述指令对应的处理结果；将所述处理结果发送至主控界面预先分配的接口处，以在所述主控界面中显示所述处理结果。

2.根据权利要求1所述的导弹监控系统仿真验证平台，其特征在于，所述系统参数包括地面站配置参数、天线配置参数、导弹配置参数、前向链路参数、返向链路参数以及卫星配置参数中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的导弹监控系统仿真验证平台，其特征在于，所述链路分析结果包括链路信息、链路报告以及多普勒参数，其中，所述多普勒参数按照dat文件格式进行存储。

4.根据权利要求1所述的导弹监控系统仿真验证平台，其特征在于，所述主控界面包括：

地址加载单元，用于加载各个子模块对应的本机IP地址；

协议内容分发单元，用于根据加载的本机IP地址，将各个子模块均需遵守的协议内容发送至各个子模块，并针对各个子模块的独立功能，通过独立配置的控制协议进行控制。

5.根据权利要求4所述的导弹监控系统仿真验证平台，其特征在于，所述主控界面还包括：

数据发送单元，用于将主控界面中生成的指令转换为数据，并将转换的数据按照协议格式发送至对应的子模块处；

数据处理单元，用于接收子模块发来的数据报文，并按照接收所述数据报文的接口绑定的控制协议，从所述数据报文中提取有效数据，并将所述有效数据进行转换后映射到界面控件上，以实时显示子模块发来的数据。

6.根据权利要求1所述的导弹监控系统仿真验证平台，其特征在于，所述主控界面包括：

场景加载单元，用于通过STK接口函数从STK库中加载预设场景。

7.根据权利要求1所述的导弹监控系统仿真验证平台，其特征在于，所述子模块包括天基资源展示模块、监控态势同步共享模块、实时回传链路参数模块、导弹视角展示模块、当前通信链路状态监测模块中的至少一种。

8.一种导弹监控系统仿真验证方法，其特征在于，所述验证方法包括：

预先设置系统参数；

加载预设场景，并将设置的所述系统参数应用于所述预设场景中，以进行链路分析；

根据链路分析结果，确定导弹的最优链路规划，并生成遥控信息界面；

为各个子模块分别分配绑定了控制协议的接口，并将主控界面上生成的指令通过各个接口发送至各个子模块处；

接收子模块发来的数据报文，并提取所述数据报文中的数据，在将提取的数据进行数据转换后映射到界面控件上，以实时显示子模块发来的数据；

接收主控界面发来的指令，从所述指令中解析控制协议并处理接收的指令，以生成所述指令对应的处理结果；

将所述处理结果发送至主控界面预先分配的接口处，以在所述主控界面中显示所述处理结果。

9.根据权利要求8所述的导弹监控系统仿真验证方法，其特征在于，所述系统参数包括地面站配置参数、天线配置参数、导弹配置参数、前向链路参数、返向链路参数以及卫星配置参数中的至少一种。

10.根据权利要求8所述的导弹监控系统仿真验证方法，其特征在于，所述链路分析结果包括链路信息、链路报告以及多普勒参数，其中，所述多普勒参数按照dat文件格式进行存储。