CN115077298A - 一种迫击炮分队射击指挥模拟训练系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种迫击炮分队射击指挥模拟训练系统，包括模拟迫击炮终端、投影分系统、训练管理系统、导调控制系统、射击指挥训练系统、侦察模拟软件、训练考评系统、侦察模拟器和其他配件。该迫击炮分队射击指挥模拟训练系统，可用于各口径迫击炮分队的射击与指挥模拟训练与考核，可以进行迫击炮单兵训练，也可与部队实装迫击炮配套使用，因此提高了适用性，同时，该系统能模拟迫击炮连观察战场、侦察目标、测定目标位置、决定射击诸元、下达射击口令、阵地迫击炮操作、射击效果显示、测定炸点位置和观察射击效果、进行射击修正直到完成射击任务的射击指挥全过程训练，用于82迫击炮连指挥分队兵指挥员射击指挥技能，因此能够增加训练的范围和精度。

Description

一种迫击炮分队射击指挥模拟训练系统

技术领域

本发明涉及训练系统技术领域，具体为一种迫击炮分队射击指挥模拟训练系统。

背景技术

迫击炮是一种炮身短、射角大，弹道弧线高，以座钣承受后坐力，大多采用炮口装填(中小口径采用炮口装填，大口径采用尾端装填)、发射带尾翼弹的曲射滑膛火炮，初速较低、弹道弯曲，以曲射为主的火炮，炮身短，射程较近，轻便灵活。

迫击炮能射击遮蔽物后方的目标，因此具备较为可靠的实用价值，而现如今在进行迫击炮模拟训练时，要么由不同口径的迫击炮分队进行射击指挥模拟训练，要么进行迫击炮单兵训练，因此其适用性较为一般，同时，由于训练对场地和测试精度要求较高，因此如果训练时场地模拟效果不足或测试精度一般则难以起到训练提高的作用，因而难以满足社会需求，故而提出一种迫击炮分队射击指挥模拟训练系统来解决上述中的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的进行分队训练或单兵训练时难以统一，且训练过程中因场地和精度原因影响实际效果的问题，而提出的一种迫击炮分队射击指挥模拟训练系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种迫击炮分队射击指挥模拟训练系统，包括：

模拟迫击炮终端、投影分系统、训练管理系统、导调控制系统、射击指挥训练系统、侦察模拟软件、训练考评系统、侦察模拟器和其他配件。

所述导调控制系统包括：

S1、指挥终端、交换机以及音响设备，主要用于完成各项控制任务和下达射击口令；

S2、战场环境生成分系统；

S3、目标侦察分系统：包括实装方向盘与挂件，主要用于侦察战场目标、观察射击效果以及测量目标(炸点)位置等；

S4、迫击炮模拟分系统：包括模拟炮管、方向采集装置、射角采集装置、数据控制装置以及模拟弹组成。

进一步，所述模拟迫击炮终端包括身管、炮架、座板、实装脚架、瞄准镜以及模拟炮弹。

进一步，所述投影分系统包括投影仪以及投影屏，所述投影分系统与导调控制系统信号连接。

进一步，所述射击指挥训练系统的系统准备时间≤8min，所述射击指挥训练系统支持的射击口令类型包括初发口令、修正口令、记录诸元口令、暂停口令以及更正口令五种。

进一步，所述射击指挥训练系统的系统容量射击指挥训练标配支持4门火炮射击，最多可以支持8门火炮同时射击，所述射击指挥训练系统的目标和声音模拟包括普通地形、复杂地形以及声音模拟。

进一步，所述其他配件包括充电器以及数据线，所述侦察模拟器包括方向盘和模拟激光测距机，所述侦察模拟器的系统模拟测距精度≤0.5米，系统模拟测角精度≤0.5密位，且提供场景显示屏，分辨率≥1600*1200。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

该迫击炮分队射击指挥模拟训练系统，可用于各口径迫击炮分队的射击与指挥模拟训练与考核，可以进行迫击炮单兵训练，也可与部队实装迫击炮配套使用，因此提高了适用性，同时，该系统能模拟迫击炮连观察战场、侦察目标、测定目标位置、决定射击诸元、下达射击口令、阵地迫击炮操作、射击效果显示、测定炸点位置和观察射击效果、进行射击修正直到完成射击任务的射击指挥全过程训练，用于82迫击炮连指挥分队兵指挥员射击指挥技能、炮班的操作协同技能的训练和考核，因此能够增加训练的范围和精度，从而有效的解决了进行分队训练或单兵训练时难以统一，且训练过程中因场地和精度原因影响实际效果的问题。

附图说明

图1为本发明中第一实施例的系统示意图；

图2为本发明中第二实施例的导控系统软件组成结构图；

图3为本发明中的地形控制工具效果图；

图4为本发明中的地形控制快捷工具图；

图5为本发明中的打开地图文件示意图；

图6为本发明中的地图打开示意图；

图7为本发明中的地图处理示意图；

图8为本发明中的绘制射击区域参数图；

图9为本发明中的绘制射击区域示意图；

图10为本发明中的设置目标运动速度图；

图11为本发明中的设置目标参数示意图；

图12为本发明中的删除目标轨迹界面示意图；

图13为本发明中的设置触发目标示意图；

图14为本发明中的目标冻结示意图；

图15为本发明中的输入方式示意图；

图16为本发明中的输入目标位置示意图；

图17为本发明中的射击诸元示意图；

图18为本发明中的修正系数示意图；

图19为本发明中的全连1发齐射全部炸点位置示意图；

图20为本发明中的成果法口令示意图；

图21为本发明中的成绩评定结果界面示意图；

图22为本发明中的三维战场环境生产分系统示意图；

图23为本发明中的弹道模拟方程示意图；

图24为本发明中的模拟迫击炮分系统示意图。

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。

第一实施例：

1、一种迫击炮分队射击指挥模拟训练系统，其主要包括模拟迫击炮终端、投影分系统、训练管理系统、导调控制系统、射击指挥训练系统、侦察模拟软件、训练考评系统、侦察模拟器和其他配件。

1.1、模拟迫击炮终端

包括身管、炮架、座板、实装脚架、瞄准镜以及模拟炮弹。

1.2、投影分系统

主要由投影仪、投影屏部分组成。

1.3、训练管理系统

(1)训练管理系统支持瞄准手装定改装瞄准训练、射击指挥、侦察、观炮协同等训练内容；

(2)训练系统可对训练各类数据进行数据库管理；

(3)训练系统可实时收集、存储训练和考核信息。

1.4、导调控制系统

该系统主要包括：

S1、指挥终端、交换机以及音响设备，主要用于完成各项控制任务和下达射击口令；

S2、战场环境生成分系统；

S3、目标侦察分系统：包括实装方向盘与挂件，主要用于侦察战场目标、观察射击效果以及测量目标(炸点)位置等。

S4、迫击炮模拟分系统：包括模拟炮管、方向采集装置、射角采集装置、数据控制装置以及模拟弹组成，其与实装脚架、瞄准镜结合，可完成火炮瞄准操作、变换装药、装填、击发等操作训练。

用于执行射击训练程序，设置训练科目，生成战场视景图像，产生模拟音响，控制监视系统运行和信息处理，评定训练成绩等功能，可连接大屏幕投影设备，配以声音效果模拟真实战场环境，使战场环境更为逼真，其可进行：

(1)导调控制系统支持对单兵操作训练、射击指挥、侦察、观炮协同等训练内容的实时导控；

(2)导调控制系统可进行训练条件编辑、导入、下发，训练条件信息包括双标杆信息、目标信息、炸点信息、观察结果信息等；

(3)导调控制系统可以调整改变射击条件、调整改变目标种类等；

(4)导调控制系统可改变双标杆位置信息、目标信息、炸点信息、观察结果信息、简易气象信息、弹道条件信息等。

1.4.1、战场环境生成分系统

由计算机、大屏幕投影设备、三维战场视景生成软件等组成，主要用于计算地形、目标等战场数据、实时输出战场情况。

战场环境系统软件在先进主流的软件开发平台上设计，配合相应的图形加速卡，直接利用计算机图形学方法编程产生战场视景三维图形，可生成不同地形的三维战场视景和多种三维不动、运动目标，形成逼真的战场环境，目标的设置灵活简便，射击结果显示准确逼真。为迫击炮连提供一个逼真的训练场景和声响环境，置训练人员于逼真的训练环境之中，使模拟训练更加接近实战，实现射击指挥技能、操作技能、心理素质和适应能力的综合训练。

其可进行下列模拟：

(1)地形环境可模拟：

地形、道路、房屋、河流、山川、树草；

(2)天气气候模拟：

能见度：时间(白天、黄昏、夜晚)；

气候：风、雨、雪、雾、晴等；

(3)系统可模拟实战条件：

包含模拟实战条件下的战场环境声音、发射声音、弹道音、爆炸声音，战场环境的各种火光、烟雾、爆炸等视觉效果；

(4)作战目标仿真模型种类为7类，包含人员、各类轻武器、班组武器、战斗车辆、火器工事、观察所、通信枢纽、障碍等；

(5)系统可为侦察装备(模拟激光测距仪、方向盘)和模拟迫击炮提供观察瞄准场景，以及瞄准点。

1.4.2、目标侦察分系统

目标侦察分系统由实装方向盘与挂件组成，主要用于侦察战场目标、测量炸点位置以及观察射击效果等。

(1)侦察模拟软件可随机生成目标，利用侦察系统可对目标进行模拟测距、方位角判定等侦察，并提供目标信息编辑。

(2)射击完毕后，系统会出现炸点，系统支持炸点偏差观测，并提供炸点信息编辑。

1.4.3、迫击炮模拟分系统

迫击炮模拟分系统主要模拟炮管、方向采集设备、射角采集装置、数据控制装置、模拟弹组成，其与实装脚架、瞄准镜结合，可完成火炮瞄准操作、变换装药、装填、击发等操作训练。

根据实装的外形、结构进行设计，其主要用于82迫击炮操作、瞄准、适时采集火炮操作情况，并将火炮操作状态及时反馈给导控计算机。

(1)系统模拟测距精度≤0.5米；

(2)系统模拟测角精度≤0.5密位；

(3)系统支持阵地数据设置包括火炮的位置、双标杆位置、瞄准点、预备瞄准点分划等。

1.5、射击指挥训练系统

(1)系统容量

系统容量射击指挥训练标配支持4门火炮射击，最多可以支持8门火炮同时射击。

(2)训练仿真度

系统严格按照迫击炮实际弹道设计，系统仿真弹道与实际弹道接近，射击指挥流程与实弹射击完全一致；系统并能对指挥员射击指挥训练和炮手单兵训练进行成绩评定。

(3)目标和声音模拟

普通地形：为中等起伏但无地物遮蔽的草原、戈壁，

复杂地形：为山地、河流、植被、建筑物等；

声音模拟：能模拟炮弹发射及战场环境声响。

(4)系统准备时间：≤8min。

(5)系统支持射击口令类型5种，即：初发口令、修正口令、记录诸元口令、暂停口令、更正口令；

1.6、训练考评系统

(1)系统可实现射击指挥考核成绩分析评定。

(2)系统可收集与存储考核信息。

(3)训练考评数据统计可图示化、表格化展示。

(4)射击指挥自动评定成绩时间≤2秒。

1.7、侦察模拟器：

(1)系统模拟测距精度≤0.5米。

(2)系统模拟测角精度≤0.5密位。

(3)提供场景显示屏，分辨率≥1600*1200。

1.8、其他配件：

包括但不仅限于充电器以及数据线。

2、系统主要功能以及具备的效果：

2.1、系统可进行下列操作：

(1)、各种单兵作业练习，包括侦察兵基本计算、整理成果，炮长单独修正量计算，瞄准手装定改装诸元等；

(2)、可进行迫击炮班和连的口令记录与执行，实炮操作类的成绩评定由系统自动进行，系统监控并实时获取炮手操作精度和时间，包含炮身水平状况和方向、高低的姿态位置。

(3)、炮手可根据上级下达的射击口令操作迫击炮炮身和瞄准装置进行瞄准，迫击炮炮身方向、表尺通过方向机和高低机调炮，方向、高低、炮身水平调节均按实装射击标准操作，瞄准点和目标使用投屏产生的指定瞄准点、随机目标，系统通过姿态角传感器可自动测算并获取迫击炮的方向高低姿态角。模拟弹上有装药功能，炮手可根据炮长口令进行变换装药，药号范围0-6 号。发射后系统根据各炮的装定诸元、装药号、其他射击条件进行弹道积分，模拟出82毫米迫击炮弹道，在投影屏上显示炸点位置、爆炸效果、命中效果等，以供侦察兵观测炸点和指挥员进一步修正，导控系统可自动评定射击成绩，包含作业时间、射击精度、毁伤效果等，模拟系统可进行对各种固定目标和运动目标射击，同时模拟的视景系统还支持对海上目标射击，该型训练模拟器支持间瞄射击和放列观察射击(半直瞄射击)，可进行直接标定目标射击。

(4)、为便于教学和训练，观察所和炮阵地可设置在同一教室，但为了更加逼真体现实际阵地与观察所的位置关系，系统也可分教室训练，即：炮阵地和观察所分离，从而更好模拟间瞄射击和放列观察射击。

2.2、模拟迫击炮连完成射击任务全过程：

该系统可完成从教员调理射击任务开始，通过主控系统设置情况，迫击炮连按实际情况从目标侦察、测定目标位置、决定射击诸元、下达射击口令、阵地迫击炮操作、射击效果显示、测定炸点位置和观察射击效果、进行射击修正直到完成射击任务射击指挥全过程，整个过程实时、逼真，在没有模拟系统情况下的训练中，指战员很难通过发现训练中存在的弱点和不足来提高训练效果，训练时间稍长，就因了解了作业或操作方法而产生厌训思想，影响了训练效果，当利用该模拟系统训练时就很好地解决了这一问题，而且还解决了训练的盲目性。

2.3、进行主要装备器材的操作模拟训练

模拟迫击炮管、模拟弹不仅模拟了装备外形，其各操作部件与实装外形一致，操作方法、感受与实装一致，确保了训战一致，训练系统中目标侦察分系统使用实装方向盘加挂件，可完成对战场的侦察、测定目标(炸点)位置。

2.4、训练功能

由于该系统能够模拟战场环境，因此可以完成迫击炮连的部分单项技能训练，如指挥员的射击指挥训练，侦察兵的观察战场、确定目标(炸点)位置、决定目标射击诸元、迫击诸元装定瞄准等技能训练。

2.5、能够评定训练成绩

组织可对训练过程进行监控，利用系统可对定量指标进行成绩评定，对一些定性指挥提供评定资料，完成对训练成绩的评定。

该迫击炮分队射击指挥模拟训练系统，可用于各口径迫击炮分队的射击与指挥模拟训练与考核，也可以进行迫击炮单兵训练，同时，也可与部队实装迫击炮配套使用，其能模拟迫击炮连观察战场、侦察目标、测定目标位置、决定射击诸元、下达射击口令、阵地迫击炮操作、射击效果显示、测定炸点位置和观察射击效果、进行射击修正直到完成射击任务的射击指挥全过程训练，用于82迫击炮连指挥分队兵指挥员射击指挥技能、炮班的操作协同技能的训练和考核。

第二实施例：

1、基于导调控制系统而成的导控软件，其包括：

系统管理模块、数据准备模块、射击指挥训练模块(包括射击准备、射击实施)、成绩评定管理模块等，其功能如下；

1.1、系统管理

用于管理系统，主要功能菜单有：工具显示、状态显示、信息栏显示、地形控制工具、IP地址、地形联接、地形锁定、设置雾、启动地形、关闭地形、系统工作、选择使用串口和系统返回等13项，其中：

工具显示：用于显示和取消工具栏；

状态显示：用于显示和取消状态栏；

信息栏显示：用于显示和取消信息栏；

地形控制工具：用于设置工具栏中主控系统对地形机操作的工具有效，如图3所示；

IP地址：用于输入场景显示计算机等IP地址，快捷工具：图3中画圈部分；单向下箭头，则显示如图4所的下拉选项，选择地形IP；

地形联接：用于启动场景显示计算机显示地形(场景机启动处于等待状态)。快捷工具：图4中画圈部分。单向下箭头，则显示如图3所的下拉选项，选择地形联接；

地形锁定：用于禁止场景显示计算机显示地形。使其处于等待状态。快捷工具：图3中画圈部分。单向下箭头，则显示如图4所的下拉选项，选择地形锁定；

设置雾：用于控制场景显示计算机显示地形时雾的情况。只有当场景地形联接成功时进行雾的设置才有效。设置的种类有：无雾、轻雾和重雾三种，其能见并不相同；

启动地形：用于使场景显示计算机启动地形程序。地形机在启动时已自动启动了“ProgramManerge.exe”或手工运行该程序，否则菜单项中“启动地形”为无效状态，表示主控无法控制地形机启动地形程序。快捷工具：图3 中画圈部分。单向下箭头，则显示如图4所的下拉选项，选择启动地形。当菜单项中“启动地形”为无效状态时，单击快捷工具“启动地形”则提示不能启动地形程序；

关闭地形：用于使场景显示计算机关闭地形程序。快捷工具：图3中画圈部分。单向下箭头，则显示如图4所的下拉选项，选择关闭地形；

系统工作：1.系统启动，用于启动系统开始工作，2.系统退出，用于退出本系统；

选择使用串口：当有多个串口时选择相应串口号，一般默认不改变

1.2、显示设置

用于对主控图形、显示信息中显示的内容及方式进行设置。菜单功能有：使用地图、地图处理、群物设置、地物清除、显示区域、画区域、目标轨迹、删除轨迹、观察器材属性和显示口令表等10项。

使用地图：用于确定训练时使用的地图及相应的地形，选择此项后显示如图5所示的打开文件对话框，择相应的地图文件后显示结果如图6所示；

地图处理：用于进行地图简易数据化处理，未经数据化处理的地图提示未处理信息，此菜单为选择菜单，单击后，则显示如图6所示的对话框，地图左下纵横坐标按照实际使用区域的场景输入即可，注意与采集地图高程点的左下位置相一致，对场景的要求通常为10公里*10公里范围，当使用场大于此范围时，则采用50公里*50公里，此时“使用大场景”选择框需要选择，确定后鼠标变为“十”字，在地图任意点单击鼠标右键并且点击“地图处理”则出现如图7所示的对话框；

但使用大幅地图时(50KM*50KM)时，为了减小拼图等产生的误差，使用了四个点，四个点的选择顺序如图所示：

由于图幅较大，为了提高精度，选择的四个点，有两个在目标区附近，有两点在观察所区域附近。

目前配置的地形数据为10KM*10KM属于小场景，地图处理时只需两个点，并且已经处理好了，此项可以不操作；

群物设置：选择群物设置后，用鼠标左键点几点，然后双击鼠标左键出对话框如下图，选择地物内容(树林、树带、村庄)，将在所点的区域内生成相关地物数据；

地物清除：选择地物清除后，按住鼠标左键画一个方形块，松开用鼠标左键即可，选择清除的地物(村庄、树木)，在所画的区域内相应地物全部清除；

显示区域：用于输入区域范围和显示方式，或通过点击鼠标来确定区域范围，未经数据化处理的地图不能进行此项设置，操作时系统将给予提示，此数据用于在地图上显示观察和射击区域；

画区域：用于按区域设置来显示区域,如图8所示，显示的目的是为了设置目标轨迹时确保所设置目标在显示区域内或目标通过观察区域；

目标轨迹：用于通过点鼠标确定目标的运动路线和速度，未经数据化处理的地图不能进行此设置，操作时系统将给予提示，选择此项后在某位置单击鼠标右键则出现浮动菜单：“目标速度/设置结束”，选择目标速度后则显示如图9所示的对话框，输入准备设置的目标运动速度，同样方法选择若干点后，选择设置结束，则显示如图10所示的对话框，若目标为静止目标时，则第一次即选择设置结束，其中的轨迹号用于触发目标时使用；

删除轨迹：用于删除目标轨迹，用鼠标左键选定某目标轨迹，再点击“删除目标轨迹”按钮，即可删除目标轨迹；

观察器材属性：用于放大倍率、测距范围和目标显示放大的设置；

显示口令表：用于确定在主控图形显示区域显示手工作业时的射击口令表。

1.3、数据准备

用于设置战场,完成射击准备前的相关数据准备,主要菜单功能有：炮种选择、单位选择、目标触发、目标冻结、输入方式和方案设置等6项。

炮种选择：用于确定训练所使用的炮种。根据部队训练需求，可以加载6 个炮种射击数据，训练时右任意选择其中某一炮种；

目标触发：用于设置战场上目标。选择后显示对话框如图13所示，对话框中“可以加入的轨迹”表示目标轨迹设置中已经生成了轨迹，选择某一轨迹，如“轨迹1”，单击加入按钮或“Alt-A”则该轨迹加入到“已经加入的轨迹”栏中，“已经加入的轨迹”栏表示将要加入的目标及其运动轨迹，如需要将准备加入的轨迹从“已经加入的轨迹”栏中取消时，选择该轨迹，单击删除按钮或“Alt-D”则该轨迹从“已经加入的轨迹”栏取消放入“可以加入的轨迹”栏中，选择好加入的目标后，单击触发即可，只有已经生成的目标轨迹且未被加入和冻结才会在“可以加入的轨迹”栏中显示；

目标冻结：取消某种目标，选择后显示如下对话框，如图14所示，对话框中“可以冻结的轨迹”表示目标已经被设置中或曾被设置而未冻结过，选择该轨迹，如“轨迹1”，单击加入按钮或“Alt-A”则该轨迹加入到“准备冻结的轨迹”栏中。“已经冻结的轨迹”栏表示将要冻结的目标及其运动轨迹。如需要将准备冻结的轨迹从“准备冻结的轨迹”栏中取消时，选择该轨迹，单击删除按钮或“Alt-D”则该轨迹从“准备冻结的轨迹”栏取消放入“可以冻结的轨迹”栏中，选择好加入的目标后，单击冻结即可，只有已经触发的目标才会在“可以冻结的目标”栏中显示；

目标的触发和冻结可随时进行，而且只能在系统已经开始启动的情况下进行，否则不能在目标场景中设置目标，操作时系统会给予提示，如果触发或冻结选定后，不准备触发或冻结目标，则可在加入后，选择取消按钮，取消上述操作。

输入方式：用于选择输入目标或阻击点位置的方法、目标性质，如图15 所示，对话框中：

“输入方法”用于作业时，输入目标位置的形式；

“目标类型”用于确定所射击的目标类型，以便于确定如何决定诸元；

“下一步”用于确定修改下一对话框中输入的内容；

方案设置：

用于设置射击指挥训练中的射击方案，菜单项功能有：练习四五、练习六Rs和效力射预案等3项，其中：

S1、练习四五

其用于设置射击指挥训练中的练习四五射击方案，对话框由三个区域组成，右侧区域用于设置射击效果，左下用于显示右侧设置的结果，左上用于设置保障测距的条件；

S2、练习六Rs

用于设置射击指挥训练中的练习六实有试射点试射方案，设置的方法和要领同练习四五；

S3、效力射预案

用于设置射击指挥训练中的练习六效力射方案。

1.4、射击准备

用于设置在训练过程中需要的射击准备项。主要菜单功能有：射击准备、目标位置、显示诸元和修正系数等4项。

射击准备：用于输入战斗队形、弹道条件、气象条件、成果修正量等各种射击条件；

①“战斗队形”标签用于输入战斗队形数据，其中包括：观察所位置、炮阵地位置和基准射向以及阵地所在纬度；

②“弹道条件”标签用于输入弹道条件数据，含装药号数、决定诸元方法、初速偏差、药温等；

③“地面气象条件”标签用于输入地面气象条件，输入地面气温、气压、风向和风速；

④“高空气象条件”标签用于输入炮兵1111气象通报，按照炮兵“1111”气象通报输入即可；

⑤“成果修正量”用于利用成果法决定诸元时利用的射击成果，可以根据通报的成果输入，也可以利用本系统整理成果后自动填入；

目标位置：用于输入目标的测量结果，既可选择单观极距法输入，也可选择目标坐标的形式输入，输入形式由图16中输入方法来确定，如图16所示，输入时目标类型为下拉式选择项，横宽目标时则需要输入目标正面和观察基准点位置(包括偏左或偏右多少)，观目距离单位为“米”，观目方向为方向分划，(x,y)坐标可输入时为目标坐标与高程值；

显示诸元：用于显示目标射击开始诸元，显示如图17所示，当决定诸元不成功时只有其它诸元而无基本诸元，其中装药号数为射击准备中选择的装药号数，表尺和方向即为决定的目标射击开始诸元，当选择时间引信时显示引信分划；

修正系数：用于输入学员上报的修正系数，显示如图18所示，按照学员上报情况进行输入，注意：若输入目标位置时幅员输入为0，则此处的分火位置即便填入数据，在口令表中也不会显示。

1.5、射击实施

用于实施对目标射击,完成对目标射击指挥训练过程。主要功能菜单有：射击口令、口令作废、控制发射、真实炸点位置、计算炸点修正量、学员成果和成果口令等7项。

射击口令：用于确定射击口令的来源及射击口令中的有关数据，“口令”用于选择当前口令类型(开始口令或修正口令)，“射击单位”用于确定本次射击参加单位属于连射击还是单炮射击，一般对试射点试时用单炮射击，“编号”指对射击目标进行的编号，“装药”指射击时使用的装药号数，“0”表示全号装药，“1”表示一号装药，其它类推，此处应与决定诸元时使用的装药号数一致，“弹数”指本组口令预计发射的弹数，“射向”和“表尺差”为适宽射向三距离射击参数，“发射炮”只能填写0或1，“0”表示本组口令全连射击，“1”表示本组口令单炮射击，“引信分划”只有在选择时间引信时有效，选择时间引信前，决定诸元的弹道选择中也必须选择时间引信，“引信”与“发射法”按指挥员决心选择即可，“炮修”表示需要对某炮单独修正时使用，“1P”-“6P”表示各炮方向修正量；“排修”表示需要对某排单独修正时使用，“1排”、“2排”表示各排方向修正量，“表尺”和“方向”为指挥员口令中的表尺和方向，下面编辑框中内容根据上面填写自动编辑用于口令表显示，T记录射击口令用于下达暂停记录诸元口令，单击发射法中的“放”则确定按键有效，确定后，口令显示于口令表(口令表可随时打开和关闭)，此时口令作废、控制发射有效及相应的快捷工具有效，而射击口令无效，当选择T记录射击口令时，射击结束并自动计算射击成果，射击准备成果修正量可查，飞行时间可按输入的倍数进行缩短，但对运动目标射击时不能缩短飞行时间，此时只能输入“1”倍；

口令作废：用于在发射前下达口令作废口令；

控制发射：用于指示有关机器完成发射动作，单击后，射击口令有效、口令作废和控制发射均无效，炸点显示与发射声音、弹道音、爆炸音均按实际时间进行；

真实炸点位置：用于显示一组射击口令所有炸点的位置，如图19所示；

计算炸点修正量：用于主控机计算炸点修正量，此功能仅在决定诸元后方可实施，菜单选择：“射击实施”、“计算炸点修正量”进入炸点修正对话框，炸点的输入方式有两种：“每发输入”和“平均输入”，当选择“每发输入”时，每输入一发炸点后，点击“Add”后自动计算平均炸点并填入平均炸点位置，当只有一发或有平均炸点位置时可选择“平均输入”，无论哪种输入方式，单击“计算”后则自动计算表尺和方向修正量；

学员成果：用于输入学员计算的测地诸元和试射后修正量，出现的对话框中的默认数据为主控完成对目标射击或对试射点试射自动计算的结果，确定后记录下学员成果，并显示将射击的目标，其中的目标编号若在数据准备的方案设置中有，则自动显示目标相关数据，若没有则可重新填写。确定后自动用正确的成果决定该目标射击开始诸元。拟制成果法对目标射击的射击口令；

成果口令：用于输入学员计算的测地诸元和试射后修正量，显示如图20 所示的成果法射击口令表，数据根据主控作业情况自动填写，学员下达口令时，教员根据需要进行修改即可，下面的编辑框是根据上面情况自动填写的，可不改，只是作为评定学员成绩的依据。

1.6、辅助

用于辅助管理，主要功能菜单有：评定成绩、训练人员、成绩库和关于等4项。

评定成绩：一个科目训练结束后，点击“评定成绩”可自动评定指挥员的作业成绩。如图21所示。如保存成绩，点击“成绩保存”，选择训练人员的单位和姓名；

训练人员：进入训练人员管理操作，其分为三个区域，左上区域为某一人员的详细信息，左下区域为操作功能区，右边区域为满足相应条件的详细人员显示区。

“全显”：右边区域显示所有人员内容；

“添加”：先在左上区域输入添加人员信息后再按“添加”按钮；

“查找”：先在左上区域四项内容任意输入一、二、三、四项内容，查找后右边显示查找后的结果；

“选择”：用鼠标左键选择某人员的信息，按“选择”后显示到左上的人员信息中，便于修改；

“修改”：修改某人员的信息；

“单个删除”：删除某人员的信息；

“全删”：删除所有人员的信息；

成绩库：训练人员成绩管理操作，其界面设计与“训练人员”基本一样。

第三实施例：

1、包括三维战场环境生成：为了满足的迫击炮连训练要求，三维战场环境在地形应不小于10KM*10KM，训练软件三维护战场环境生成中使用了大量的数学模型，其中主要有：地形模型、天空模型、实体建模、碰撞检测模型、目标运动模型等等，生成包括地形、河流、植被、建筑物和目标的三维战场环境，战场地形主要是以投影的形式在投影屏上显示，且可以利用方向盘对屏幕上显示的虚拟目标进行目标标定和测距等。

1.1、地形模型

地形的绘制在三维战场视景处理中占有非常重要的地位，场景中大多数目标、地表特征、建筑物都要依托于地面，所以地形的真实感直接影响到整个场景的逼真度，由于计算机资源的有限，处理大面积地形就会采用一些特殊的方法来描述局部地形。

本系统中整个地形的长宽均为24576米，其中有效地形的长宽均为8192 米，地形是由若干三角形组合而成，来表达地表的起伏，不同的起伏度产生了平原、山地、丘陵等地形特征，有了该起伏地面还不足以描述真实的地形，一般处理地形纹理的方法是在连续的三角形上贴上纹理，表达出地形上有岩石、草地、沙土、雪地等地貌特征。

一般使用纹理的大小和地形的长宽一样，而在场景中距离视点较近的地方也不能表达出清晰的地貌特征，将使用的纹理再大一些，例如在本系统中将纹理做成16384*16384大小，近处的效果更优，但是纹理本身占用的资源太大，系统初始化也很慢，这种方法不能两全其美；

本系统中，远处的地面用小纹理来处理，较近的地方便采用纹理混合技术。纹理混合也就是在一个面上用几种不同的纹理经过ALPHA混合后同时进行渲染，来弥补单一纹理的表达精细程度的不足，一般的图形卡能够支持两重纹理的混合，好一些的专业图形卡可以支持四重以上的纹理混合，在本系统中采用了两重纹理的混合的方法，这样可以降低硬件配置，系统中主纹理为1024*1024，混合纹理为256*256，在渲染近处的一个面时，将混合纹理平铺6次，这样离视点较近的地方也可以产生比较精细的效果。

1.2、天空模型

天空实际上是一个罩在顶部的一个半球体，并在球体内侧贴上云的贴图，同时实时变换贴图位置，产生云流动的效果，天空始终是随着人的走动而变换的，因此会给人一种“远在天边”的感觉。

本实施例中的一种简化球面模型，包括：

先产生一个平面，然后根据球面方程改变每一点的Y值，将平面“拉伸”为一个半球面。

一个典型的球面方程如下：

(X-A)2+(Y-B)2+(Z-C)2＝R²

其中，(A,B,C)为圆心位置，R为半径，

因此，Y＝sqrt(R2-(X-A)2-(Z-C)2)。

1.3、实体建模

建模方法是虚拟现实技术中最重要的技术领域，也是虚拟现实技术中的关键技术之一，几何建模处理物体的几何和形状的表示，研究图形数据结构等基本问题，几何建模技术的研究对象是物体几何信息的表示与处理，它涉及表示几何信息的数据结构，以及相关的构造与操纵该数据结构的算法，建模技术的进一步发展是物理建模，即：在建模时考虑对象的物理属性。

几何建模与物理建模相结合，可以部分实现虚拟现实“看起来真实、动起来真实”的特征，而要构造一个能够逼真地模拟现实世界的虚拟环境，必须采用行为建模方法。行为建模处理物体的运动和行为的描述，最后为了能够实时流畅的渲染大型场景模型，提高渲染速度，需要对其进行必要的分割和简化，根据装备实际性能参数，利用这些建模技术可很好地解决车辆的实体模型、运动时与环境相互作用的模型、以及遭受火力打击后的受损模型。

系统中需要进行建模的实体包括：FT120火箭及火力点、坦克、碉堡、登陆艇等战场打击目标，该实体利用3DMAX等建模工具，按实物的形状、结构、大小尺寸建立模型，并存入模型库，训练时根据需要直接调用。

1.4、三维模型的调用

系统中的目标有：M1A1坦克、T72坦克、碉堡、登陆艇四种，这些模型是用建模工具制作生成的，目标大小和造型和实际目标几乎一致，其模式为一种特殊文件，首先，将其模型能够在程序中显示出来，因此打开此文件后，将三角形和相应的纹理坐标、纹理文件读取，再通过程序将所有的三角形贴上纹理画出来生成一个三维列表，因此在后续工作中可在程序中调用这个列表，从而能将目标模型显示到战场场景中。

1.5、场景滚动模型

在计算机中用OpenGL函数画出三维地形后，可在地形上设置某一观察点，将观察点所见的地形投影到屏幕上形成可视的图像，场景的滚动，只要改变观察点的观察方向，就可看到地形的滚动，如同人的视界移动一样。

实际上，第次所见的地形并不是所画的整个地形，而是其中的一部分，因此为提高效率就可以只画所见的部分。

1.6软件设计

三维战场环境生成分系统与主控分系统有密切的联系，所选用的战斗场景、设置的目标、显示的炸点等控制都由主控分系统设置完成并通过网络传送给本分系统，本分系统做出反应后向主控分系统反馈信息。

总体设计模型图包括：

系统启动模块：主要是系统启动时所进行的OpenGL设置、通信设置、目标准备设置、地形准备设置等工作；

系统执行模块：是系统的主要工作模块，完成地形场景、各种目标的绘制，并进行反馈绘制的结果参数；

系统退出模块：是系统退出时，进行清除内存、各种缓冲区工作，并且记录当前各种状态；可以接收网络调用退出方式。

1.7、弹道模拟

标准条件下的弹丸质心运动微分方程组

弹丸在空中的运动，相当于一个自由刚体在空间的运动，其质心运动方程如图23所示；

式中：x，y，z遵循假设中所建立的空间直角坐标系，u，w，q是主动段上任一时刻破甲弹在三个坐标轴上的速度，G(v，c)是空气阻力函数，H(y) 为空气密度函数，g，ap分别是重力加速度和推力加速度，α，β，γ是破甲弹弹道同坐标轴X、Y、Z的夹角，θ是任一时刻的弹道倾角，C2是主动段的弹道系数。

1.8、非标准条件下的弹道修正

本弹道模型中所考虑的非标准条件包括：气温、气压、海拔高、药温、横风、纵风等，其中，气温、气压、纵风、海拔高影响射距离，横风影响方向，药温影响炮弹的初速，对于上述各条件的修正，主要参考射表数据，修正时，我们假设各个条件是独立的，相互之间没有影响。

1.9、射弹散布的模拟

利用均匀分布生成正态颁布，根据不同决定诸元方法产生的诸元误差规律和射弹散布规律，随机产生开始口令射击诸元的诸元误差和每发弹的散布误差，逼真弹的分布，使同诸元多次发射，炸点的分布符合实际射击的规律。

2、迫击炮模拟分系统

2.1、组成与功能

迫击炮模拟分系统主要由此可见套模拟炮管、方向采集装置、射角采集装置、数据控制装置、模拟弹、击发采集装置组成，其与实装脚架、瞄准镜结合，可完成火炮瞄准操作、变换装药、装填、击发等操作训练。

模拟了82迫击炮实装，为炮手训练提供了操作方法和手感与实装一致的操作平台。

2.2、结构

模拟迫击炮分系统硬件主要由模拟炮管、火炮操作反馈设备、模拟弹等组成，其结构如图24所示。

2.2.1、模拟炮管

模拟炮管与实装82迫击炮炮管外形一致，在其下半部开一口便于将装填的模拟弹取出，与实装脚下架、瞄准镜结合，完成迫击炮操瞄、装填、击发等训练。

2.2.2、火炮操作反馈设备

火炮操作反馈设备主要由控制器、传感器组成，用于实时获取火炮当前高低、方向及击发的状态，并及时传输给计算机，为计算机弹道模拟提供射击诸元数据，传感器包括射角传感器、方向传感器、击发传感器等，并且，其高低、方向角度测量误差小于0.5密位。

2.2.3、模拟弹

模拟弹与实装弹外形、尺寸一致，在其内部装有装药变化传感器、数据处理单片机、无线发射装置，弹外有无线接收装置，将装药变换情况及时发送给导控计算机，击发后，按炮手装定的装药进行弹道仿真。

2.3、特点

为提高炮手的训练效果和质量，要求仿真器的外形及操作手感与实装相一致,射弹的弹道特性与实弹相符，且要保证其精度。

2.3.1、操作手感与实装的一致性

模拟训练系统中，对迫击炮操纵手感、速度和精度要求较高，保持操作手感与实际装备的一致性是非常重要的。

在设计中，炮手所感受到的操作力感部分都按照实装大小设计，尽量与一致。

2.3.2、外形尺寸与实装一致

模拟迫击炮炮管长度与实装长度误差不大于10mm，内径与实装内径误差不大于0.1mm,模拟弹长度与实弹长度误差不大于2mm,外径与实装误差不大于0.1mm。

3、目标侦察分系统

目标侦察分系统由实装方向盘、挂件、摄像机及位置处理软件组成。主要用于侦察战场目标、测量战场数据等。

目标侦察分系统为侦察员所用，主要用于进行训练中模拟测量目标炸点的位置。以实装方向盘为观察设备，在其上加装挂件，通过挂上的加装的激光发射器发射激光，由摄像机捕捉其瞄准位置，由数据处理软件获取瞄准位置并计算出当前的方向、高低、距离。

挂件主要由壳体、控制板、激光发射器、显示器组成。

4、主要技术战术指标

适应炮种：可适于82mm迫击炮等，根据使用方需求建立相关炮种的弹道数据库能方便增减适应的炮种。

适应高程：0---4500米。

三维战场场景生成大小：不小于10千米*10千米(100平方千米)；可根据甲方提供的地理信息数据，可生成甲方所需的训练三维地形环境。

建立装备、目标、地物等实体3D模型库，目标设置灵活，显示逼真。

能完成利用简易法、精密法、成果法、目测法决定射击诸元训练，其指挥训练流程与教程一致。

能完成对不动、运动、水上目标射击、射击修正等射击指挥训练。

利用目标侦察分系统测定目标、炸点位置，模拟激光观测仪测距范围根据装备实际进行设置，测距误差＜10米，方向、高低角误差＜1密位。

模拟迫击炮炮管、模拟弹与实装外形、重量严格按87式82毫米迫击炮实装设计生产，与实装偏差量不大于1％，操作手法手感速度也与实装一致。

配有机枪发射声、坦克行进、直升机飞行、火炮发射声、弹道音、炮弹爆炸声等多种音响，使受训者置于逼真战场环境中。

根据模拟迫击炮实际装定的诸元进行弹道仿真计算炸点位置和毁伤效果。

弹道仿真精度：不大于0.1％的射距离；

系统通信距离。设置在同一屋内时为15米，观炮分离时为60米。

训练准备展开(含架设与校准)时间不大于8分钟，训练结束系统关闭撤收时间不大于7分钟。

电脑配置

CPU:I7-10700及以上

内存:16G

显卡:1050Ti4G

网卡:千兆速率

硬盘:1TSSD固态硬盘或512G固态硬盘+1T硬盘

显示器:不低于23英寸分辨率,1920*1080(提供2台显示器)

系统可将各操作电脑桌面投屏至另外的显示器或所需的其他设备。

系统连续工作时间不小于12小时(单组电池)，平均无故障时间(MTBF) 不小于400小时,平均故障修复时间(MTTR)不大于60分钟；最大修复时间不大于2小时。

训练场地：室内训练。

环境适应性：工作温度：-10℃～40℃；储存温度：-10～+50℃,相对湿度:不大于85％(35℃)。

工作电压：AC220V±10％/50Hz±5％电源供应条件下正常工作。

该迫击炮分队射击指挥模拟训练系统，可用于各口径迫击炮分队的射击与指挥模拟训练与考核，可以进行迫击炮单兵训练，也可与部队实装迫击炮配套使用，因此提高了适用性，同时，该系统能模拟迫击炮连观察战场、侦察目标、测定目标位置、决定射击诸元、下达射击口令、阵地迫击炮操作、射击效果显示、测定炸点位置和观察射击效果、进行射击修正直到完成射击任务的射击指挥全过程训练，用于82迫击炮连指挥分队兵指挥员射击指挥技能、炮班的操作协同技能的训练和考核，因此能够增加训练的范围和精度，从而有效的解决了进行分队训练或单兵训练时难以统一，且训练过程中因场地和精度原因影响实际效果的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种迫击炮分队射击指挥模拟训练系统，其特征在于，包括：

模拟迫击炮终端、投影分系统、训练管理系统、导调控制系统、射击指挥训练系统、侦察模拟软件、训练考评系统、侦察模拟器和其他配件。

所述导调控制系统包括：

S1、指挥终端、交换机以及音响设备，主要用于完成各项控制任务和下达射击口令；

S2、战场环境生成分系统；

S3、目标侦察分系统：包括实装方向盘与挂件，主要用于侦察战场目标、观察射击效果以及测量目标(炸点)位置等；

S4、迫击炮模拟分系统：包括模拟炮管、方向采集装置、射角采集装置、数据控制装置以及模拟弹组成。

2.根据权利要求1所述的一种迫击炮分队射击指挥模拟训练系统，其特征在于：所述模拟迫击炮终端包括身管、炮架、座板、实装脚架、瞄准镜以及模拟炮弹。

3.根据权利要求1所述的一种迫击炮分队射击指挥模拟训练系统，其特征在于：所述投影分系统包括投影仪以及投影屏，所述投影分系统与导调控制系统信号连接。

4.根据权利要求1所述的一种迫击炮分队射击指挥模拟训练系统，其特征在于：所述射击指挥训练系统的系统准备时间≤8min，所述射击指挥训练系统支持的射击口令类型包括初发口令、修正口令、记录诸元口令、暂停口令以及更正口令五种。

5.根据权利要求1所述的一种迫击炮分队射击指挥模拟训练系统，其特征在于：所述射击指挥训练系统的系统容量射击指挥训练标配支持4门火炮射击，最多可以支持8门火炮同时射击，所述射击指挥训练系统的目标和声音模拟包括普通地形、复杂地形以及声音模拟。

6.根据权利要求1所述的一种迫击炮分队射击指挥模拟训练系统，其特征在于：所述其他配件包括充电器以及数据线，所述侦察模拟器包括方向盘和模拟激光测距机，所述侦察模拟器的系统模拟测距精度≤0.5米，系统模拟测角精度≤0.5密位，且提供场景显示屏，分辨率≥1600*1200。

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