CN111625921A - 一种虚拟试验末制导探测信号空间传输效应计算服务方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚拟试验末制导探测信号空间传输效应计算服务方法，从传输效应服务原理出发，针对传输效应主动服务的四个环节：检测末制导探测信号、确定末制导信号探测对象、计算探测信号传输效应以及推送传输效应信息四个环节分别展开方法和原理研究，并在此基础上进行了方法的验证。本发明具有很强的可操作性和实用性，对于导弹武器复杂电磁环境适应性试验研究将起到重要的推动作用。

Description

一种虚拟试验末制导探测信号空间传输效应计算服务方法

技术领域

本发明涉及末制导探测试验领域，具体涉及一种虚拟试验末制导探测信号空间传输效应计算服务方法。

背景技术

随着计算机的计算性能的提升以及试验体系的发展，虚拟试验已经在多种工业领域取得突破性的应用，诸如飞行器设计验证、军事推演、装备试验鉴定等领域已经越来越多的将虚拟试验技术作为其事前检验、事中处理以及事后分析的重要技术。

信号是空间信息传输的载体，试验场景中常用的探测信号包括雷达波以及激光信号，该类信号大气空间传输过程，受到环境空间中大气气体分子、水汽、尘埃等散射吸收作用影响信号传输强度会大大降低，影响探测性能。信号在大气空间此类场景中的强度衰减现象称为信号的大气传输效应。

目前的信号大气传输效应服务的开放式计算架构普遍采用发布订阅的方式，在试验前预先定义好信号发射实体-信号传输空间-信号接收信号实体之间的数据交互关系，在试验中依据信号所处传输空间计算其传输效应。在较大规模的联合试验中，往往无法预知移动的试验实体所处的位置及其环境，无法在试验前预先定义交互关系；另外，实体间多次反射的信号交互，组合模式很多，试验前预先定义数据交互关系的方式难以满足未来虚拟试验的需求。

参照信号在各种特征的大气空间传输时环境效应会自动产生这一自然现象，研究信号传输效应主动计算服务的方法，能够实时发现运行在指定虚拟试验场空间内部的联合试验任务实体发出的信号，主动计算传输效应后，将计算后的信号推送给信号作用范围内的试验实体，实现信号大气传输效应计算服务。

开展虚拟试验末制导探测信号空间传输效应计算服务技术研究，对提高信号探测类装备复杂环境适应能力，提升设计与研制水平，缩小与国外军事强国的差距，有着重要意义，但是国内文献尚无相关描述。

发明内容

本发明的目的在于提供一种虚拟试验末制导探测信号空间传输效应计算服务方法，突破了传统的信号效应计算资源间紧耦合、复用性差的局限，有效支撑了大规模末制导探测试验领域的应用。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种虚拟试验末制导探测信号空间传输效应计算服务方法，包括以下步骤：

步骤1、构建末制导试验逻辑靶场，分为两个层次：构建靶场试验资源以及实例化靶场试验资源，转入步骤2。

步骤2、制定末制导试验方案，分为四个层次：加载逻辑靶场、装订实例化靶场试验资源参数、定义实例化靶场试验资源间数据交互关系和设置实例化试验资源动作时序，转入步骤3。

步骤3、运行末制导试验系统，分为四个层次：加载末制导试验方案，分发末制导试验方案、初始化末制导试验方案以及运行末制导试验方案，转入步骤4。

步骤4、启动效应服务，分为四个层次：检测末制导探测信号、确定末制导信号探测对象、计算探测信号传输效应以及推送传输效应信息。检测末制导探测信号包括抽象末制导探测信号模型和检测末制导探测信号模型；确定末制导信号探测对象通过判别目标对象是否在信号探测包络范围内。计算探测信号传输效应包括计算探测信号传输路径和计算信号传输效应：计算探测信号传输路径包括判别探测信号-环境区域相交、计算探测信号-环境区域交点和生成探测信号传输路径；推送探测信号传输效应信息采用基于中间件的数据订购-发布机制进行效应信息的推送。

步骤5、若完成末制导信号探测过程，则结束；否则，返回步骤4。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

1)本发明的虚拟试验末制导探测信号空间传输效应计算服务方法采用基于模型类订购的方式进行信号探测，具备探测信号主动发现与服务的能力。

2)本发明的虚拟试验末制导探测信号空间传输效应计算服务方法去除了信号、环境数据以及效应计算模型之间的紧耦合关系，能够为系列化试验提供通用的服务支撑。

3)本发明的虚拟试验末制导探测信号空间传输效应计算服务方法能够为参与试验的实物、半实物以及虚拟试验装备产生的信号提供等效服务，可操作性强。

附图说明

图1为本发明类订购原理图。

图2为本发明类订购模型检测过程图。

图3为本发明信号与环境区域相交示意图。

图4为本发明信号与环境区域不相交示意图。

图5为本发明信号与环境区域相交示意图。

图6为本发明信号传输路径获取流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

本发明的一种虚拟试验末制导探测信号空间传输效应计算服务方法，包括以下步骤：

步骤1、构建末制导试验逻辑靶场，分为两个层次：先构建靶场试验资源，再实例化靶场试验资源。

构建靶场试验资源包括构建试验背景和构建试验装备两部分，试验背景为试验所依托的试验自然、人文环境，包括试验范畴限制、试验区域地形地貌、天气状态，试验装备为靶场提供试验所需的指定试验资源。

实例化靶场试验资源将抽象的装备按试验所需进行具体化描述，对其进行命名、节点分配、参数装订，为其赋予明确的虚拟试验身份。

将上述资源保存，即可得逻辑靶场文件。

步骤2、制定末制导试验方案，分为四个层次：首先加载逻辑靶场，接着装订实例化靶场试验资源参数，再定义实例化靶场试验资源间数据交互关系，最后设置实例化试验资源动作时序，转入步骤3。

步骤2-1加载逻辑靶场。逻辑靶场定义了试验所需的试验资源装备以及试验背景环境信息，其作为方案制定的依托资源性文件，为试验方案提供的试验背景依托和试验资源的输入。

步骤2-2装订实例化靶场试验资源参数。试验资源通常包括舰船、飞机以及飞弹，其试验配置参数包括RCS特性、航路规划，试验前需要为每类试验资源配置其相应的装订参数，以完成其作战使命；

步骤2-3定义实例化靶场试验资源间数据交互关系。在TENA试验系统中，每一个试验资源都是由数据模型构成的数据聚合体，其通过基于对象模型描述的数据接口进行数据订购-发布关系，试验资源间通过数据模型与模型之间的数据订购-发布申明从而实现试验资源之间的数据流动，实现资源之间的数据交互。

步骤2-4设置实例化试验资源动作时序。试验资源的动作时序设置能够对针对试验资源的数据模型输入输出数据进行外部数据信息的延时、与、或、非、判断、转跳、循环的逻辑处理，逻辑处理后的信息作为数据模型的输入，通过一系列的逻辑操作即可实现时序复杂的试验资源动作操作功能。

上述操作保存，即可得到末制导试验方案文件。

步骤3、运行末制导试验系统，分为四个层次：首先加载试验方案，接着分发试验方案，再初始化试验方案，最后启动试验方案。试验中需要针对试验任务，选取待验证的试验方案，根据该试验方案的试验节点信息分发至各待试验节点，进行方案的同步，对已加载的试验方案进行初始化操作，各节点的试验组件依试验方案进行初始化装订，即可启动运行。

步骤4、启动效应服务，分为四个层次：首先检测末制导探测信号，接着确定末制导信号探测对象，再计算探测信号传输效应，最后推送传输效应信息。

步骤4-1、检测末制导探测信号，分为两个层次：先抽象末制导探测信号模型，再检测末制导探测信号模型。

步骤4-1-1、抽象末制导探测信号模型。对象模型作为试验资源的属性特性的参数化描述，其用做试验资源的输入输出接口的描述，试验数据以该描述为交互媒介，进行试验资源的信息驱动。试验系统中任何试验参与者都是基于对象模型进行数据的订购-发布的。抽象模型作为模拟对象的数字化参数信息描述其包括信号的波束特性、信号本征物理特性以及发射源位置信息。

步骤4-1-2、检测末制导探测信号模型。基于TENA平台数据订购发布的机制，提出一种基于模型类订购的信号探测方法，实时检测试验过程中产生的末制导探测信号模型数据，原理如图1。

虚拟试验场中数据交互以对象模型的形式进行，探测信号作为虚拟试验场景中的一类数据，其具备对象模型的特性。在信号探测前段设置模型过滤门，声明信号模型类订购条件，在数据订购阶段通过模型过滤的类订购条件，从虚拟数据模型流中过滤出探测信号模型，其过程如图2：

通过识别模型类订购标志，解析方案获取该类模型发布信息，并生成订购发布表信息，将中间件订购数据以指针映射的方式获取类订购映射数据，即可检测末制导探测信号。

步骤4-2、确定末制导信号探测对象。信号传输能量会随着传输距离成负指数形式变化，当接收单位位于理想最大探测距离之外或未处于信号探测方位内时，信号的接收能量小于接受阈值，则实体无法被信号探测得到。信号的方位角和发散角决定信号的探测方位以及探测范围包络，只有实体位于信号探测范围包络内，该实体才具备被探测到的可能性，本发明基于对探测信号的发射点和发射包络与潜在，目标对象的位置点进行判别分析，确定末制导信号探测对象。

假设已知探测信号的发射点S(Longtitudes，Latitudes，heights)，其参数为大地坐标系下发射点的的经度、纬度和高度，信号波束特性Scale(α，β，γ，Dmax)，其参数分别为方位角、俯仰角、偏转角和最大探测距离，末制导信号探测对象位置P(Longtitudes，Latitudes，heights)，其参数分别为末制导信号探测对象位置的经度、纬度和高度。

首先需要将信号的发射点S与末制导信号探测对象位置点P大地坐标系转换为地心坐标系。地心坐标系下信号发射点表示为S(Xs，Ys，Zs)，其参数分别为地心坐标系下的X轴、Y轴和Z轴投影坐标，末制导信号探测对象位置点表示为P(Xp，Yp，Zp)，其参数分别为地心坐标系下的X轴、Y轴和Z轴投影坐标。以信号发射点S为例，大地转地心坐标系位置转换公式如下所示：

R表示该点到地球质心的距离，f为椭球度偏率，其计算方法如下式所示：

上式中，地球椭圆长轴半径R_e通常取值6378137m，地球椭圆短轴半径R_p通常取值6356752m。

对已获得信号发射点位置S(Xs,Ys,Zs)，末制导信号探测对象位置点P(Xp,Yp,Zp)，可得方向向量

信号中心方向向量

由于

为地心坐标系下的空间向量，为了得到起于信号中心向量与方向向量

的夹角，需将其由地心坐标系转换为站心坐标系。

记末制导信号探测对象-信号发射点向量

为(X,Y,Z)，S点大地坐标记为(L₀,B₀,H₀)，将其从地心坐标转换到站心角坐标过程如下式所示：

在上式中，(x₀，y₀，z₀)为坐标原点(L₀，B₀，H₀)对应的球心直角坐标，即：

最后得到转换公式如下式所示：

将球心直角坐标代入，即可算出对应的站心坐标系下的方向向量

其与信号中心线的夹角可以表示下式所示：

如果两向量夹角满足θ＜γ，说明末制导信号探测对象位置信号发散角范围内，则判别末制导信号探测对象-信号发射点的距离与最大探测距离的关系。末制导信号探测对象-信号发射点的距离L可表示下式所示：

当L小于最大探测距离D_max时，则实体位于信号的探测范围包络内。

步骤4-3、计算探测信号传输效应，包括两个层次：先计算探测信号传输路径，再计算信号传输效应。探测信号在传输过程中传输效应衰减与其信号传输路径关系很大，通过快速计算信号在虚拟试验空间中的传输路径，沿传输路径逐区域计算即能得到信号传输效应计算结果。

步骤4-3-1、计算探测信号传输路径，可分为三部分：首先判别探测信号-环境区域相交，其次计算探测信号-环境区域交点，最后生成探测信号传输路径。虚拟试验空间是通过若干个环境区域进行定义组合构建的，虚拟探测信号在探测传输过程中会与其经过路径上的环境区域空间相交，将其在整个传输通路中所有相交环境区域的相交与通过信息依信号传输方向排列，即可探测信号的传输路径。

步骤4-3-1-1、判别探测信号传输路径-环境区域相交：

信号传输路径通常为两个位置点间的线段形式存在，环境区域以空间立方体进行描述，如表1所示：

表1环境区域范围描述

信号传输路径与环境区域是否相交取决于多个因素：信号传输路径发射点与环境区域的空间包含关系、环境区域中心到信号传输路径的距离与环境区域外接球半径的大小关系。信号传输路径与环境区域相交场景如图3所示，信号传输路径与环境区域不相交场景如图4所示。

假设信号传输路径发射点定义为S(x_s,y_s,z_s)，信号终止点定义为E(x_e,y_e,z_e)，环境区域中心为P(x_p,y_p,z_p)，环境区域的外接球半径为R_max，过P点向SE做垂线，垂足为D。信号传输路径到环境区域的中心点的距离可以看作P点和其在线段SE上的投影点D之间的欧式距离，即向量

的模长

因此可将点到线距离问题转换为求向量

模长的过程。求解过程如下：

信号传输路径向量可以表示为：

向量

可以表示为：

通过S点和E点的直线可以表示为：

D为P在向量

上的投影。根据投影法则可得向量

在图中

可得：

因此可得垂线长度

由于信号传输路径的发射点与环境区域空间范围已知，可得如下信号-环境区域相交判别：

(1)若

环境区域中心P到信号传输路径SE的距离过远。则信号与环境区域空间不相交。

(2)若

环境区域中心到射线SE的距离满足相交条件，则进行信号发射点与环境区域空间相容判断。

若

信号传输路径发射点S到环境区域空间中心P的距离小于空间的外接球半径，说明信号传输路径起点位于环境区域空间内，信号传输路径与环境区域相交；若

信号传输路径发射点S到环境区域空间中心P的距离大于空间的外接球半径，说明信号传输路径起点位于环境区域空间内：若

信号传输路径终止点E到环境区域空间中心的距离小于Rmax，信号传输路径终止点位于环境区域空间内部，则信号传输路径与环境区域相交。

若

信号传输路径发射点到垂足距离与垂足到信号传输路径终止点的距离之和大于信号传输路径发射点至终止点的距离

信号传输路径发射点和终止点位于环境区域空间一侧，则信号传输路径与环境区域不相交。

步骤4-3-1-2、计算探测信号传输路径-环境区域交点

当确定与信号传输路径相交环境区域之后，则需计算信号传输路径与环境区域的交点，信号传输路径与环境区域相交示意如图5所示。

信号传输路径SE与环境区域空间相交，从Pin点入射经该环境区域空间传输从Pout点出射。因此信号与环境区域的交点问题可以转换为，信号传输路径SE与环境空间立方体的交点问题。其从通过与其相交的信号敏感环境区域，可以将SE(x，y，z)与V(x，y，z)的交点问题，V(x，y，z)为一个经纬高限定的空间范围，其表示如下式所示：

其中：longtitude_start为经度起点；longtitude_end为经度终点；latitude_start为纬度起点；latitude_end为纬度终点；height_start为经度起点；height_end为经度终点。

信号传输路径SE上的一点P的表示如下式所示：

信号传输路径与环境区域相交点具备以下特性：相交点两侧所处空间不同，一侧位于环境区域外部，一侧位于环境区域内部。

定义信号传输路径SE上的点p是否位于环境区域V内部的函数为judge(p)，其表示为：

其中：p.longtitude为p点经度；p.latitude为p点纬度；p.height为p点高度。

相交点的获取可以采用如下思路进行：D为已知的环境区域中心在信号传输路径SE上的垂足点，D'，D”为信号传输路径SE与以环境区域的外接球相交点，理想情况下点D位于环境区域内部，D'和D”位于环境区域内部，则信号在环境区域空间的入射点P_in和出射点P_out分别位于[D',D]，[D,D″]之间。对与其相交点的计算可以采用二分法根值求解的方式：

(1)设置迭代精度、次数。

(2)求解区间[D',D]，取其中点D_tmp＝(D+D′)/2；

(3)对[D′,D_tmp]区间和[D_tmp,D]，若judge(D')judge(D_tmp)为正，judge(D_temp)judge(D)为负，则置D'＝D_tmp，D＝D，若judge(D_temp)judge(D”)为正，judge(D')judge(D_tmp)为负，则置D＝D_tmp，D'＝D'。

(4)重复过程2、3，直至满足迭代精度或迭代次数，即可求出P_in。

P_out的求解同理，通过该方法即可求出信号传输路径与环境区域的交点。

步骤4-3-1-3、生成探测信号传输路径。虚拟试验空间是由诸多背景天气环境按区域和类型分布而构成的复杂空间，通过对信号传输路径通过的环境区域进行逐次相交判别，相交点计算，将相交点以其环境空间的中心点与信号发射点距离值以小到大排列，生成复杂天气环境下信号传输路径信息，其处理流程如图6所示：

步骤4-3-2、计算信号传输效应。以信号传输路径，通过调用其经过环境的环境数据和环境效应计算模型进行迭代计算，即可获取信号经过虚拟环境路径段的信号衰减值。

步骤4-4、推送探测信号传输效应信息

本发明采用基于中间件的数据订购-发布进行探测信号传输效应信息推送方法研究，虚拟试验中信号接收获取不同于物理空间试验，其需要将信号信息通过设置指定传输方式通过网络空间传输给指定接受对象，从逻辑空间从而复现信号接收过程；

消息发布与手机短信播报的方式类似，使用过程中可以动态设置消息接收方名称，将需要发送的数据写入消息模型中发送即可将消息传达给接收方。

实例发布与消息发布的使用特性对比如下表1所示：

表1实例发布与消息发布使用特性对比表

基于实例发布与消息发布的方式对比分析，可以看出消息发布方式无预先数据关联连线，适用于点-点动态数据传输。效应服务需要为动态加入的实体提供数据推送服务，消息发布方式更适合于效应服务计算信息的推送。

传输效应计算信息推送采用基于H-JTP中间件消息的数据通讯方式，将信号效应计算结果信息写入消息通讯内容中，设置消息通讯的端口以及网络传输方式(TCP)，设置该消息的发送者与接收者名称即可进行消息发送。

步骤5、若完成末制导信号探测过程，则结束；否则，返回步骤4。

实施例1

想定内容：以台海危机背景下，为保持我某海域制海权，捍卫我海域合法权益为作战背景，对该海域活动的敌舰船进行打击。

以导弹攻击为例，构建虚拟试验靶场针对其在复杂环境下信号探测传输效应服务就行研制，并对本发明的实施方法进行说明，其步骤具体如下：

步骤1、构建末制导试验逻辑靶场，分为两个层次：先构建靶场试验资源，然后实例化靶场试验资源。

步骤1-1、构建靶场试验资源。将试验资源包括试验背景和试验装备两部分。试验背景基于3D数字地图，通过圈定试验空间范畴，设置天气环境分布。试验装备包括舰船目标、飞机目标以及飞弹。

步骤1-2、实例化靶场试验资源。该过程将试验装备依试验节点进行分配并命名，为其确定虚拟试验身份。例如，试验节点包括sim101(192.168.1.1)、sim102(192.168.1.2)，试验装备包括舰船目标、飞机目标以及飞弹。将其实例化得舰船目标(sim101)、飞机目标(sim102)以及飞弹(sim102)。

将上述资源保存，即可得“末制导试验逻辑靶场”。

步骤2、制定末制导试验方案，分为四个层次：首先加载逻辑靶场，然后配置实例化靶场试验资源属性，再配置实例化靶场试验资源间数据订购-发布关系，最后配置实例化靶场试验资源动作时序。

步骤2-1加载逻辑靶场。针对此次试验，加载“末制导试验逻辑靶场”，逻辑靶场文件作为试验范畴以及试验装备资源规定性文件，是进行虚拟试验的逻辑空间基础。

步骤2-2配置实例化靶场试验资源属性。针对试验想定，对“末制导试验逻辑靶场”中的实例化靶场资源进行作战参数配置：舰船目标(sim101)添加目标船只RCS特性，规划运动船迹；飞机目标(sim102)添加目标飞机RCS特性，规划运动飞行轨迹，设置装订武器；飞弹(sim102)设置装订参数；

步骤2-3配置实例化靶场试验资源间数据订购-发布关系。该环节制定试验对象之间的数据交互方向。例如：舰船目标(sim101)的运行船迹信息和RCS特性信息与飞机目标(sim102)的探测目标轨迹和探测目标RCS属性进行关联；舰船目标(sim101)的运行船迹信息和RCS特性信息与空间导弹(sim102)的探测目标轨迹和探测目标RCS属性进行关联；添加目标船只RCS特性，规划运动飞行轨迹；飞弹(sim102)设置装订参数；

步骤2-4配置实例化靶场试验资源动作时序。例如：舰船目标(sim101)的运行船迹信息和RCS特性信息与飞机目标(sim102)的探测目标轨迹和探测目标RCS属性进行关联；舰船目标(sim101)的运行船迹信息和RCS特性信息与空间导弹(sim102)的探测目标轨迹和探测目标RCS属性进行关联；添加目标船只RCS特性，规划运动飞行轨迹；飞弹(sim102)设置装订参数；

得到“末制导信号传输效应服务方案”文件。

步骤3、启动末制导试验，分为四个层次：首先加载试验方案，然后分发试验方案，再初始化试验方案，最后运行试验方案。针对此次试验，加载“末制导信号传输效应服务方案”试验方案，试验方案囊括试验靶场信息、交互装备、数据交互以及时序动作等信息。将方案进行试验节点分

步骤3-1运行末制导试验方案。针对此次试验，加载“末制导信号传输效应服务方案”试验方案，试验方案囊括试验靶场信息、试验装备、数据交互以及时序动作等信息。

步骤3-2分发试验方案。将“末制导信号传输效应服务方案”试验方案选择分发节点sim101，sim102，进行试验方案分发。

步骤3-3初始化试验方案。对已加载的“末制导信号传输效应服务方案”试验方案进行初始化操作，sim101节点初始化装订舰船目标(sim101)，sim102节点初始化装订飞机目标(sim102)以及飞弹(sim102)。

步骤3-4运行试验方案。启动试验方案运行，并依此舰船目标(sim101)、飞弹(sim102)，其沿装订航路进行运行，并择机发射飞弹(sim102)打击舰船目标(sim101)。

步骤4、启动效应服务，分为四个层次：首先检测末制导探测信号，然后确定末制导信号探测对象，再计算探测信号传输效应，最后推送探测信号传输效应信息。

末制导探测信号模型化抽象过程将物理空间中的光电探测信号从其空间以及本征物理特性进行描述得到其参数化模型；末制导探测信号检测基于光电信号参数化模型，通过中间件模型类订购的方式识别器信号的产生，转入步骤4。

步骤4-1、检测末制导探测信号，分为两个层次：首先抽象末制导探测信号模型，然后检测末制导探测信号模型；

步骤4-1-1、抽象末制导探测信号模型。

此次待探测信号为雷达波信号，抽象模型作为模拟对象的数字化参数信息描述其包括信号的波束特性、信号本征物理特性以及发射源位置信息等，模型属性如表2所示：

表2探测模型属性表

发射实体名称为发射该信号的参与者名称，其命名“飞弹(sim102)”。

模型实例ID为该模型在系统发布的唯一性标志，其命名方式为“{qwrr+wssd+vdaa+iccj}”。

信号参数由发射源位置、信号波束特性和信号本征物理特性组成。

发射源位置基于大地坐标系坐标表示，子参数包含经度(°)、纬度(°)以及高度(m)。

信号波束特性描述了信号的波束探测轮廓，子参数包含发散角(°)、俯仰角(°)、偏转角(°)和最大探测距离(m)。

信号本征物理特性描述信号的物理特征，子参数包含波长(um)，脉冲宽度(ns)、

脉冲能量(m)、脉冲稳定性(％)、波束截面积(m2)、重复率(/s)等。

步骤4-1-2、检测末制导探测信号模型。采用基于模型类订购的光电信号探测方法，实时检测试验过程中产生的末制导探测信号模型LardarSignal。

步骤4-2、确定末制导信号探测对象。通过获取飞弹的实时运行位置，通过解析类订购检测的LadarSignal模型数据信息，生成信号探测范围包络，将舰船位置信息与信号探测范围包络进行包含性判别，从而确定末制导信号探测对象。

步骤4-3、计算末制导信号空间环境通过路径，包括两个层次：首先计算探测信号传输路径，然后计算信号传输效应；

步骤4-3-1、计算末制导信号空间环境通过路径，包括计算探测信号传输路径和计算信号传输效应；依此判别RadarSignal信号与逻辑靶场中定义的环境区域集是否相交，对相交的环境区域集，逐个与信号进行交点计算，将其在整个传输通路中所有相交环境区域的相交点与沿信号传输方向排列，即可探测信号的传输路径。

步骤4-3-2、计算信号传输效应，依信号传输路径，通过调用其经过环境的环境数据和环境效应计算模型进行迭代计算，即可获取信号经过虚拟环境路径段的信号衰减值。

步骤4-4、推送末制导探测信号，将计算得到的信号传输效应衰减结果信息通过中间件以消息发布的方式推送给探测对象，经探测对象接收发射/反射之后，重复以上探测过程。

步骤5、若飞弹击中目标，返回步骤4，否则，结束。

Claims (5)

1.一种虚拟试验末制导探测信号空间传输效应计算服务方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、构建末制导试验逻辑靶场，分为两个层次：构建靶场试验资源以及实例化靶场试验资源，转入步骤2；

步骤2、制定末制导试验方案，分为四个层次：加载逻辑靶场、装订实例化靶场试验资源参数、定义实例化靶场试验资源间数据交互关系和设置实例化试验资源动作时序，转入步骤3；

步骤3、运行末制导试验系统，分为四个层次：加载末制导试验方案，分发末制导试验方案、初始化末制导试验方案以及运行末制导试验方案，试验中需要针对试验任务，选取待验证的试验方案，根据该试验方案的试验节点信息分发至各待试验节点，进行方案的同步，对已加载的试验方案进行初始化操作，各节点的试验组件依试验方案进行初始化装订，即可启动运行，转入步骤4；

步骤4、启动效应服务，分为四个层次：检测末制导探测信号、确定末制导信号探测对象、计算探测信号传输效应以及推送传输效应信息，转入步骤5；

步骤5、若完成末制导信号探测过程，则结束；否则，返回步骤4。

2.根据权利要求1所述的虚拟试验末制导探测信号空间传输效应计算服务方法，其特征在于：步骤1中，构建靶场试验资源，其包括将构建试验背景和构建试验装备两部分，试验背景为试验所依托的试验自然、人文环境，包括试验范畴限制、试验区域地形地貌、天气状态，试验装备为靶场提供试验所需的指定试验资源；

实例化靶场试验资源将抽象的装备按试验所需进行具体化描述，对其进行命名、节点分配、参数装订操作，为其赋予明确的虚拟试验身份；

将上述资源保存，即得逻辑靶场文件。

3.根据权利要求1所述的虚拟试验末制导探测信号空间传输效应计算服务方法，其特征在于，步骤2中，制定末制导试验方案，具体如下：

步骤2-1、加载逻辑靶场，逻辑靶场定义了试验所需的试验资源装备以及试验背景环境信息，其作为方案制定的依托资源性文件，为试验方案提供的试验背景依托和试验资源的输入；

步骤2-2、装订实例化靶场试验资源参数，试验资源包括舰船、飞机以及飞弹，其试验配置参数包括RCS特性、航路规划，试验前需要为每类试验资源配置其相应的装订参数，以完成其作战使命；

步骤2-3、定义实例化靶场试验资源间数据交互关系，在TENA试验系统中，每一个试验资源都是由数据模型构成的数据聚合体，其通过基于对象模型描述的数据接口进行数据订购-发布关系，试验资源间通过数据模型与模型之间的数据订购-发布申明从而实现试验资源之间的数据流动，实现资源之间的数据交互；

步骤2-4、设置实例化试验资源动作时序，试验资源的动作时序设置能够对针对试验资源的数据模型输入输出数据进行外部数据信息的延时、与、或、非、判断、转跳、循环的逻辑处理，逻辑处理后的信息作为数据模型的输入，通过一系列的逻辑操作即可实现时序复杂的试验资源动作操作功能。

4.根据权利要求1所述的虚拟试验末制导探测信号空间传输效应计算服务方法，其特征在于，步骤4中，启动效应服务，具体如下：

步骤4-1、检测末制导探测信号，分为两个层次：抽象末制导探测信号模型和检测末制导探测信号模型；

步骤4-1-1、抽象末制导探测信号模型，对象模型作为试验资源的属性特性的参数化描述，其用做试验资源的输入输出接口的描述，试验数据以该描述为交互媒介，进行试验资源的信息驱动；试验系统中任何试验参与者都是基于对象模型进行数据的订购-发布的；此次待探测信号为雷达波信号，抽象模型作为模拟对象的数字化参数信息描述其包括信号的波束特性、信号本征物理特性以及发射源位置信息；

步骤4-1-2、检测末制导探测信号模型，基于TENA平台数据订购发布的机制，提出一种基于模型类订购的信号探测方法，实时检测试验过程中产生的末制导探测信号模型数据；

虚拟试验场中数据交互以对象模型的形式进行，探测信号作为虚拟试验场景中的一类数据，其具备对象模型的特性，在信号探测前段设置模型过滤门，声明信号模型类订购条件，在数据订购阶段通过模型过滤的类订购条件，从虚拟数据模型流中过滤出探测信号模型，其过程如下：

通过识别模型类订购标志，解析方案获取该类模型发布信息，并生成订购发布表信息，将中间件订购数据以指针映射的方式获取类订购映射数据，即可检测末制导探测信号；

步骤4-2、确定末制导信号探测对象，其根据信号的发射发射点、信号的探测特征通过大地-地心坐标系转换、地心-站心坐标系转换、信号-目标夹角及距离判别的方式确定探测对象；

步骤4-3、计算探测信号传输效应，包括两个层次：计算探测信号传输路径和计算信号传输效应，探测信号在传输过程中传输效应衰减与其信号传输路径关系很大，通过快速计算信号在虚拟试验空间中的传输路径，沿传输路径逐区域计算即能得到信号传输效应计算结果；

步骤4-4、推送探测信号传输效应信息，采用基于中间件的数据消息发布方式进行点对点信息发送。

5.根据权利要求3所述的虚拟试验末制导探测信号空间传输效应计算服务方法，其特征在于，步骤4-3中，具体如下：

步骤4-3-1、计算探测信号传输路径，分为三部分：判别探测信号-环境区域相交、计算探测信号-环境区域交点和生成探测信号传输路径；虚拟试验空间是通过若干个环境区域进行定义组合构建的，虚拟探测信号在探测传输过程中会与其经过路径上的环境区域空间相交，将其在整个传输通路中所有相交环境区域的相交与通过信息依信号传输方向排列，即可探测信号的传输路径；

步骤4-3-1-1、判别探测信号传输路径-环境区域相交，通过比较信号传输路径发射点/终止点与环境区域的空间包含关系、环境区域中心到信号传输路径的距离与环境区域外接球半径的大小关系，从信号传输路径与环境区域相交的六种场景中，判别其相交形式；

步骤4-3-1-2、计算探测信号传输路径-环境区域交点，通过环境区域规范化表述，将环境区域描述为一个经纬高限定的空间范围，将穿过该环境区域的信号传输路径上环境区域中心在其上的垂直投影点，以及其与环境区域中心的外接球中心交点进行二分逼近求解，直至得到信号传输路径-环境区域的交点；

步骤4-3-1-3、生成探测信号传输路径，虚拟试验空间是由诸多背景天气环境按区域和类型分布而构成的复杂空间，通过对信号传输路径通过的环境区域进行逐次相交判别，相交点计算，将相交点以其环境空间的中心点与信号发射点距离值以小到大排列，生成复杂天气环境下信号传输路径信息；

步骤4-3-2、计算信号传输效应，以信号传输路径，通过调用其经过环境的环境数据和环境效应计算模型进行迭代计算，即获取信号经过虚拟环境路径段的信号衰减值。

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