CN116929143B - 基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统及方法 - Google Patents
基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116929143B CN116929143B CN202310810158.4A CN202310810158A CN116929143B CN 116929143 B CN116929143 B CN 116929143B CN 202310810158 A CN202310810158 A CN 202310810158A CN 116929143 B CN116929143 B CN 116929143B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- target
- measurement
- shooting
- track
- virtual
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 230000007123 defense Effects 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 131
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010998 test method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 claims description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 claims description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 3
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 4
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
- F41A31/00—Testing arrangements
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/11—Complex mathematical operations for solving equations, e.g. nonlinear equations, general mathematical optimization problems
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Algebra (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Geometry (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- Evolutionary Biology (AREA)
- Probability & Statistics with Applications (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于数字孪生的防空装备射击边界试验方法及系统，包括：防空装备实飞射击试验子系统，以高速航模作为目标靶机进行实弹射击，生成真实航迹数据和测量航迹数据，通过测量目标和射弹间的脱靶量考核射击精度，用于数字孪生模型构建和校准；防空装备虚飞射击试验子系统，以虚拟靶机仿真计算替代真实靶机飞行，以仿真航迹注入实装替代实装对目标跟踪测量，用于模拟单机或多机编队在复杂飞行轨迹和战术动作下的射击精度试验，包括边界试验。本发明可以实现基于数字孪生的防空装备常规射击试验和边界射击试验。
Description
技术领域
本发明涉及防空装备射击试验领域，尤其是涉及一种基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统及方法。
背景技术
防空装备射击精度试验旨在考核装备战技性能达标度，充分检验装备性能指标及其边界条件。传统上，射击精度试验以靶机固定航路飞行、被试武器实弹射击，多次重复、综合统计的实飞实打模式来完成。传统实飞实打试验成本高、周期长，并且无法进行边界条件下的飞行试验。现有的基于统计抽样算法的虚拟试验系统未对实际试验系统进行描述，虚拟试验系统与实际试验系统之间没有交互，其算法参数不能根据试验系统的实际情况进行动态调整，而且也无法开展边界试验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统及方法，旨在解决防空装备射击边界试验。
本发明提供一种基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统，包括
防空装备实飞射击试验子系统，以高速航模作为目标靶机进行实弹射击，生成真实航迹数据和测量航迹数据，通过测量目标和射弹间的脱靶量考核射击精度，用于数字孪生模型构建和校准；
防空装备虚飞射击试验子系统，以虚拟靶机仿真计算替代真实靶机飞行，以航迹注入实装替代实装对目标跟踪测量，用于模拟单机或多机编队在复杂飞行轨迹和战术动作下的射击精度试验，包括边界试验。
本发明还提供一种基于数字孪生的防空装备射击边界试验方法，包括：
实飞实测运行模式、实飞虚测运行模式和虚飞虚测运行模式，其中，实飞实测运行模式用于数字孪生模型构建，包括目标真值测量、跟踪测量系统测量、火控系统射击诸元解算、火力系统射击和射击精度测算；实飞虚测运行模式用于数字孪生模型校准，包括目标真值测量、跟踪测量系统测量、靶机航迹虚拟测量、火控系统射击诸元解算、火力系统射击、射击精度测算和跟踪测量系统数字孪生模型优化；虚飞虚测运行模式用于防空装备对不同目标不同飞行状态的射击精度试验，包括虚拟靶机航迹生成、靶机航迹虚拟测量、火控系统射击诸元解算和火力系统射击和射击精度测算。
采用本发明实施例，通过虚实结合方式，以虚飞实打代替实飞实打，解决了现有技术中的试验成本高、周期长边界试验难开展问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是本发明实施例的基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统的示意图；
图2是本发明实施例的基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统的实飞实测示意图；
图3是本发明实施例的基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统的实飞虚测示意图
图4是本发明实施例的基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统的实飞虚测示意图；
图5是本发明实施例的基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统的跟踪测量系统数字孪生模型构建算法示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
方法实施例
根据本发明实施例，提供了一种基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统，图1是本发明实施例的基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统的示意图，如图1所示，具体包括：
防空装备实飞射击试验子系统，以高速航模作为目标靶机进行实弹射击，生成真实航迹数据和测量航迹数据，通过测量目标和射弹间的脱靶量考核射击精度，用于数字孪生模型构建和校准；
防空装备虚飞射击试验子系统，以虚拟靶机仿真计算替代真实靶机飞行，以航迹注入实装替代实装对目标跟踪测量，用于模拟单机或多机编队在复杂飞行轨迹和战术动作下的射击精度试验，包括边界试验。
防空装备实飞射击试验子系统具体包括：真实靶机、目标测量系统、高炮武器火控系统、高炮武器随动系统、高炮武器火力系统、高炮武器跟踪测量系统和射击精度测算系统。
防空装备虚飞射击试验子系统具体包括：虚拟靶机、虚拟靶机航迹仿真系统、高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型、高炮武器火控系统、高炮武器随动系统、高炮武器火力系统和射击精度测算系统。
具体实施方法如下：
基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统如图1所示，主要包括防空装备实飞射击试验子系统和防空装备虚飞射击试验子系统两部分。其中，防空装备实飞射击试验子系统由真实靶机、目标测量系统、高炮武器火控系统、高炮武器随动系统、高炮武器火力系统、高炮武器跟踪测量系统、射击精度测算系统等构成；防空装备虚飞射击试验子系统由虚拟靶机、虚拟靶机航迹仿真系统、高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型、高炮武器火控系统、高炮武器随动系统、高炮武器火力系统、射击精度测算系统构成。
防空装备实飞射击试验子系统以高速航模作为目标靶机进行实弹射击，生成真实航迹数据和测量航迹数据，通过测量目标和射弹间的脱靶量考核射击精度，用于数字孪生模型构建和校准。
防空装备虚飞射击试验子系统以虚拟靶机仿真计算替代真实靶机飞行、以航迹注入实装替代实装对目标跟踪测量，可用于模拟靶机的正常飞行状态下的射击精度试验，也可用于单机或多机编队的复杂飞行轨迹和战术动作，为开展防空装备边界性能考核提供新手段。
二、运行方式与运行过程
基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统具有三种运行方式，每种方式在系统运行过程中发挥不同的作用，可根据防空装备实飞射击试验情况和高炮武器跟踪测量数字孪生模型仿真运行情况进行选择。三种运行方式分别为实飞实测模式、实飞虚测模式和虚飞虚测模式，图2是本发明实施例的基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统的实飞实测示意图；如图2所示，实飞实测模式用于数字孪生模型构建，包括目标真值测量、跟踪测量系统测量、火控系统射击诸元解算、火力系统射击、射击精度测算等五个环节，图3是本发明实施例的基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统的实飞虚测示意图，如图3所示；实飞虚测模式用于数字孪生模型校准，包括目标真值测量、跟踪测量系统测量、靶机航迹虚拟测量、火控系统射击诸元解算、火力系统射击、射击精度测算、跟踪测量系统数字孪生模型优化等七个环节，图4是本发明实施例的基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统的虚飞虚测示意图，如图4所示；虚飞虚测模式用于防空装备对不同目标在不同飞行状态下的射击精度试验，包括虚拟靶机航迹生成、靶机航迹虚拟测量、火控系统射击诸元解算、火力系统射击、射击精度测算等五个环节。
实飞实测运行模式下，以高速航模作为目标靶机，目标测量系统利用光学测量和雷达测量设备测量靶机的航迹坐标，作为目标航迹坐标真实值；由高炮武器系统的跟踪测量雷达测量靶机的航迹坐标，作为目标航迹坐标测量值；将目标航迹坐标测量值输入火控计算机进行射击诸元解算，然后将解算结果注入火力系统进行实弹射击；射击精度测算系统中的脱靶量测量标准设备在目标航迹坐标真实值的引导下，测量弹迹坐标，对测量数据进行处理后统计射击精度数据。仿真系统利用目标航迹坐标真实值和目标航迹坐标测量值进行统计学分析，构造高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型，为“虚测”运行模式奠定基础。
实飞虚测运行模式下，仍以高速航模作为目标靶机，目标测量系统利用光学测量和雷达测量设备测量靶机的航迹坐标，作为目标航迹坐标真实值；由高炮武器系统的跟踪测量雷达测量靶机的航迹坐标，作为目标航迹坐标真实测量值；由高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型根据目标航迹坐标真实值解算目标航迹坐标仿真测量值；将目标航迹坐标仿真测量值输入火控计算机进行射击诸元解算，然后将解算结果注入火力系统进行实弹射击；射击精度测算系统中的脱靶量测量标准设备在目标航迹坐标真实值的引导下，测量弹迹坐标，对测量数据进行处理后统计射击精度数据。仿真系统对目标航迹坐标真实测量值和目标航迹坐标仿真测量值进行对比分析，计算仿真测量值的累积误差，若误差值在允许的误差范围内，则数字孪生模型无需调整，可继续使用；若误差值超过预设的阈值，则利用目标航迹坐标真实值和目标航迹坐标真实测量值对高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型的模型参数进行重新求解，修正数字孪生模型，使孪生模型逼近实际跟踪测量系统。
虚飞虚测运行模式下，仿真系统利用运动学原理，生成虚拟靶机理想航迹坐标，作为目标航迹坐标真实值；高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型根据目标航迹坐标真实值解算目标航迹坐标仿真测量值；将目标航迹坐标仿真测量值输入火控计算机进行射击诸元解算，然后将解算结果注入火力系统进行实弹射击；射击精度测算系统中的脱靶量测量标准设备在目标航迹坐标真实值的引导下，测量弹迹坐标，对测量数据进行处理后与目标航迹坐标真实值进行比对，统计射击精度数据。
方法实施例一
根据本发明实施例，提供了一种基于数字孪生的防空装备射击边界试验方法，具体包括：
实飞实测运行模式、实飞虚测运行模式和虚飞虚测运行模式，其中，实飞实测运行模式用于数字孪生模型构建，包括目标真值测量、跟踪测量系统测量、火控系统射击诸元解算、火力系统射击和射击精度测算等运行环节，实飞虚测运行模式用于数字孪生模型校准，包括目标真值测量、跟踪测量系统测量、靶机航迹虚拟测量、火控系统射击诸元解算、火力系统射击、射击精度测算和跟踪测量系统数字孪生模型优化等运行环节；虚飞虚测运行模式用于防空装备对不同目标在不同飞行状态下的射击精度试验，包括虚拟靶机航迹生成、靶机航迹虚拟测量、火控系统射击诸元解算和火力系统射击和射击精度测算等运行环节。
数字孪生模型构建具体包括：以高速航模作为目标靶机，目标测量系统利用光学测量和雷达测量设备测量靶机的航迹坐标，作为目标航迹坐标真实值；由高炮武器系统的跟踪测量雷达测量靶机的航迹坐标，作为目标航迹坐标测量值；将目标航迹坐标测量值输入火控计算机进行射击诸元解算，然后将解算结果注入火力系统进行实弹射击；射击精度测算系统中的脱靶量测量标准设备在目标航迹坐标真实值的引导下，测量弹迹坐标，对测量数据进行处理后统计射击精度数据，虚拟靶机航迹仿真系统利用目标航迹坐标真实值和目标航迹坐标测量值进行统计学分析，构造高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型。
数字孪生模型校准具体包括：以高速航模作为目标靶机，目标测量系统利用光学测量和雷达测量设备测量靶机的航迹坐标，作为目标航迹坐标真实值；由高炮武器系统的跟踪测量雷达测量靶机的航迹坐标，作为目标航迹坐标真实测量值；由高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型根据目标航迹坐标真实值解算目标航迹坐标仿真测量值；将目标航迹坐标仿真测量值输入火控计算机进行射击诸元解算，然后将解算结果注入火力系统进行实弹射击；射击精度测算系统中的脱靶量测量标准设备在目标航迹坐标真实值的引导下，测量弹迹坐标，对测量数据进行处理后统计射击精度数据，虚拟靶机航迹仿真系统对目标航迹坐标真实测量值和目标航迹坐标仿真测量值进行对比分析，计算仿真测量值的累积误差，若误差值在允许的误差范围内，则数字孪生模型无需调整；若误差值超过预设的阈值，则利用目标航迹坐标真实值和目标航迹坐标真实测量值对高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型的模型参数进行重新求解，修正数字孪生模型，使孪生模型逼近实际跟踪测量系统。
防空装备对不同目标在不同飞行状态下的射击精度试验具体包括：利用运动学原理，生成虚拟靶机理想航迹坐标，作为目标航迹坐标真实值；高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型根据目标航迹坐标真实值解算目标航迹坐标仿真测量值；将目标航迹坐标仿真测量值输入火控计算机进行射击诸元解算，然后将解算结果注入火力系统进行实弹射击；射击精度测算系统中的脱靶量测量标准设备在目标航迹坐标真实值的引导下，测量弹迹坐标，对测量数据进行处理后与目标航迹坐标真实值进行比对，统计射击精度数据。
图5是本发明实施例的基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统的跟踪测量系统数字孪生模型构建算法示意图；
利用目标航迹坐标真实值和目标航迹坐标测量值进行统计学分析，构造高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型具体包括：
步骤1.根据目标航迹坐标真实值(Dt，Et，At)和目标航迹坐标测量值(Dct，Ect，Act)，计算跟踪测量系统测量误差(ΔDt，ΔEt，ΔAt)，其中，Dt为目标斜距离真实值，Et为目标高低角真实值，At为目标方位角真实值，Dct为目标斜距离测量值，Ect为目标高低角测量值，Act为目标方位角测量值，ΔDt，ΔEt，ΔAt分别为t时刻的目标斜距离误差、目标高低角误差和目标方位角误差；
步骤2.对测量误差序列进行线性性检验，利用线性回归分析方法，构建误差序列线性回归方程其中，yt表示方位角、高低角和斜距离三个坐标分量中任意一个分量的测量误差；/>表示因变量xt中，对yt有显著影响的分量构成的向量；
步骤3.对误差序列随机误差部分et进行自回归分析，构建随机误差部分的自回归方程et＝α1et-1+α2et-2+…+αpet-p+rt，并确定自回归阶数p，其中，rt为自回归残差；
步骤4.对误差序列残差ut＝σtet进行回归分析，构建残差系数方程：其中，ξt为回归分析的残差，/>为非线性回归分析系数，表示因变量xt中对σt有显著影响的分量构成的向量；
步骤5.利用上述分析结果，构建跟踪测量系统误差模型形态：
步骤6.将测量误差数据代入误差模型，利用回归分析原理和最小二乘法，对误差模型参数进行估计，求得跟踪测量系统误差模型，即为跟踪测量系统面向测量误差的数字孪生模型。
利用运动学原理，生成虚拟靶机理想航迹坐标，作为目标航迹坐标真实值，高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型根据目标航迹坐标真实值解算目标航迹坐标仿真测量值具体包括：
步骤21.利用运动学原理，生成虚拟靶机理想航迹坐标作为目标航迹坐标真实值；
步骤22.运用几何学原理，将理想航迹坐标由直角坐标转换为球坐标；
步骤23.将理想航迹坐标数据代入跟踪测量系统误差模型，求得跟踪测量误差数据；
步骤24.目标航迹坐标仿真测量数据由理想航迹坐标数据与跟踪测量误差数据相加得到，即
虚拟靶机理想航迹坐标为笛卡尔直角坐标系。
本发明实施例是与上述方法实施例对应的系统实施例，各个模块的具体操作可以参照方法实施例的描述进行理解，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换本发明各实施例技术方案，并不使相应技术方案的本质脱离本方案的范围。
Claims (8)
1.一种基于数字孪生的防空装备射击边界试验方法,其特征在于，包括：
实飞实测运行模式、实飞虚测运行模式和虚飞虚测运行模式，其中，实飞实测运行模式用于数字孪生模型构建，运行环节包括目标真值测量、跟踪测量系统测量、火控系统射击诸元解算、火力系统射击和射击精度测算；实飞虚测运行模式用于数字孪生模型校准，运行环节包括目标真值测量、跟踪测量系统测量、靶机航迹虚拟测量、火控系统射击诸元解算、火力系统射击、射击精度测算和跟踪测量系统数字孪生模型优化；虚飞虚测运行模式用于防空装备对不同目标在不同飞行状态下的射击精度试验，运行环节包括虚拟靶机航迹生成、靶机航迹虚拟测量、火控系统射击诸元解算、火力系统射击和射击精度测算；
所述数字孪生模型构建具体包括：以高速航模作为目标靶机，目标测量系统利用光学测量和雷达测量设备测量靶机的航迹坐标，作为目标航迹坐标真实值；由高炮武器系统的跟踪测量雷达测量靶机的航迹坐标，作为目标航迹坐标测量值；将目标航迹坐标测量值输入火控计算机进行射击诸元解算，然后将解算结果注入火力系统进行实弹射击；射击精度测算系统中的脱靶量测量标准设备在目标航迹坐标真实值的引导下，测量弹迹坐标，对测量数据进行处理后统计射击精度数据，虚拟靶机航迹仿真系统利用目标航迹坐标真实值和目标航迹坐标测量值进行统计学分析，构造高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型；
所述利用目标航迹坐标真实值和目标航迹坐标测量值进行统计学分析，构造高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型具体包括：
步骤1.根据目标航迹坐标真实值(Dt，Et，At)和目标航迹坐标测量值(Dct，Ect，Act)，计算跟踪测量系统测量误差(ΔDt，ΔEt，ΔAt)，其中，Dt为目标斜距离真实值，Et为目标高低角真实值，At为目标方位角真实值，Dct为目标斜距离测量值，Ect为目标高低角测量值，Act为目标方位角测量值，ΔDt，ΔEt，ΔAt分别为t时刻的目标斜距离误差、目标高低角误差和目标方位角误差；
步骤2.对测量误差序列进行线性性检验，利用线性回归分析方法，构建误差序列线性回归方程其中，yt表示方位角、高低角和斜距离三个坐标分量中任意一个分量的测量误差；/>表示因变量xt中，对yt有显著影响的分量构成的向量；
步骤3.对误差序列随机误差部分et进行自回归分析，构建随机误差部分的自回归方程et＝α1et-1+α2et-2+…+αpet-p+rt，并确定自回归阶数p，其中，rt为自回归残差；
步骤4.对误差序列残差ut＝σtet进行回归分析，构建残差系数方程：其中，ξt为回归分析的残差，/>为非线性回归分析系数，表示因变量xt中对σt有显著影响的分量构成的向量；
步骤5.利用上述分析结果，构建跟踪测量系统误差模型形态：
步骤6.将测量误差数据代入误差模型，利用回归分析原理和最小二乘法，对误差模型参数进行估计，求得跟踪测量系统误差模型，即为跟踪测量系统面向测量误差的数字孪生模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数字孪生模型校准具体包括：以高速航模作为目标靶机，目标测量系统利用光学测量和雷达测量设备测量靶机的航迹坐标，作为目标航迹坐标真实值；由高炮武器系统的跟踪测量雷达测量靶机的航迹坐标，作为目标航迹坐标真实测量值；由高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型根据目标航迹坐标真实值解算目标航迹坐标仿真测量值；将目标航迹坐标仿真测量值输入火控计算机进行射击诸元解算，然后将解算结果注入火力系统进行实弹射击；射击精度测算系统中的脱靶量测量标准设备在目标航迹坐标真实值的引导下，测量弹迹坐标，对测量数据进行处理后统计射击精度数据，虚拟靶机航迹仿真系统对目标航迹坐标真实测量值和目标航迹坐标仿真测量值进行对比分析，计算仿真测量值的累积误差，若误差值在允许的误差范围内，则数字孪生模型无需调整；若误差值超过预设的阈值，则利用目标航迹坐标真实值和目标航迹坐标真实测量值对高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型的模型参数进行重新求解，修正数字孪生模型，使孪生模型逼近实际跟踪测量系统。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述防空装备对不同目标在不同飞行状态下的射击精度试验具体包括：利用运动学原理，生成虚拟靶机理想航迹坐标，作为目标航迹坐标真实值；高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型根据目标航迹坐标真实值解算目标航迹坐标仿真测量值；将目标航迹坐标仿真测量值输入火控计算机进行射击诸元解算，然后将解算结果注入火力系统进行实弹射击；射击精度测算系统中的脱靶量测量标准设备在目标航迹坐标真实值的引导下，测量弹迹坐标，对测量数据进行处理后与目标航迹坐标真实值进行比对，统计射击精度数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用运动学原理，生成虚拟靶机理想航迹坐标，作为目标航迹坐标真实值；高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型根据目标航迹坐标真实值解算目标航迹坐标仿真测量值具体包括：
步骤21.利用运动学原理，生成虚拟靶机理想航迹坐标作为目标航迹坐标真实值；
步骤22.运用几何学原理，将理想航迹坐标由直角坐标转换为球坐标；
步骤23.将理想航迹坐标数据代入跟踪测量系统误差模型，求得跟踪测量误差数据；
步骤24.目标航迹坐标仿真测量数据由理想航迹坐标数据与跟踪测量误差数据相加得到，即
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述虚拟靶机理想航迹坐标为笛卡尔直角坐标系。
6.一种基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统，基于权利要求1所述的防空装备射击边界试验方法，其特征在于，包括：
防空装备实飞射击试验子系统，以高速航模作为目标靶机进行实弹射击，生成真实航迹数据和测量航迹数据，通过测量目标和射弹间的脱靶量考核射击精度，用于数字孪生模型构建和校准；
防空装备虚飞射击试验子系统，以虚拟靶机仿真计算替代真实靶机飞行，以航迹注入实装替代实装对目标跟踪测量，用于模拟单机或多机编队在复杂飞行轨迹和战术动作下的射击精度试验，包括边界试验。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述防空装备实飞射击试验子系统具体包括：真实靶机、目标测量系统、高炮武器火控系统、高炮武器随动系统、高炮武器火力系统、高炮武器跟踪测量系统和射击精度测算系统。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述防空装备虚飞射击试验子系统具体包括：虚拟靶机、虚拟靶机航迹仿真系统、高炮武器跟踪测量系统数字孪生模型、高炮武器火控系统、高炮武器随动系统、高炮武器火力系统和射击精度测算系统。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310810158.4A CN116929143B (zh) | 2023-07-03 | 2023-07-03 | 基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310810158.4A CN116929143B (zh) | 2023-07-03 | 2023-07-03 | 基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116929143A CN116929143A (zh) | 2023-10-24 |
| CN116929143B true CN116929143B (zh) | 2024-03-19 |
Family
ID=88393395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310810158.4A Active CN116929143B (zh) | 2023-07-03 | 2023-07-03 | 基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116929143B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117973156A (zh) * | 2024-03-29 | 2024-05-03 | 大连理工大学 | 一种面向真实试验状态的强度试验系统数字孪生仿真方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104050318A (zh) * | 2014-06-11 | 2014-09-17 | 中国人民解放军海军航空工程学院 | 一种战术导弹武器系统精度仿真及校验方法 |
| CN105183993A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-12-23 | 哈尔滨工业大学 | 一种电磁轨道炮综合仿真平台及方法 |
| CN109359405A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-02-19 | 四川航天系统工程研究所 | 空天地一体化的大数据战场环境半实物仿真系统 |
| CN113221338A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-08-06 | 南京邮电大学 | 一种基于数字孪生的复杂装备系统模型验证方法及系统 |
| CN114396832A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-26 | 江苏科技大学 | 一种基于数字孪生的火炮发射状态监控系统 |
| CN114722624A (zh) * | 2022-04-24 | 2022-07-08 | 深圳星寻科技有限公司 | 一种基于数字孪生的视景仿真系统及其应用 |
| CN115828525A (zh) * | 2022-11-08 | 2023-03-21 | 中国船舶集团有限公司第七〇九研究所 | 基于多源信息融合的作战数字仿真模型在环测试系统以及方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10216599B4 (de) * | 2002-04-15 | 2013-04-18 | Eads Deutschland Gmbh | Autonomes an Bord und im Fluge generiertes Waffensystemsimulationssystem zur Darstellung virtueller Szenarien |
-
2023
- 2023-07-03 CN CN202310810158.4A patent/CN116929143B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104050318A (zh) * | 2014-06-11 | 2014-09-17 | 中国人民解放军海军航空工程学院 | 一种战术导弹武器系统精度仿真及校验方法 |
| CN105183993A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-12-23 | 哈尔滨工业大学 | 一种电磁轨道炮综合仿真平台及方法 |
| CN109359405A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-02-19 | 四川航天系统工程研究所 | 空天地一体化的大数据战场环境半实物仿真系统 |
| CN113221338A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-08-06 | 南京邮电大学 | 一种基于数字孪生的复杂装备系统模型验证方法及系统 |
| CN114396832A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-26 | 江苏科技大学 | 一种基于数字孪生的火炮发射状态监控系统 |
| CN114722624A (zh) * | 2022-04-24 | 2022-07-08 | 深圳星寻科技有限公司 | 一种基于数字孪生的视景仿真系统及其应用 |
| CN115828525A (zh) * | 2022-11-08 | 2023-03-21 | 中国船舶集团有限公司第七〇九研究所 | 基于多源信息融合的作战数字仿真模型在环测试系统以及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116929143A (zh) | 2023-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN116929143B (zh) | 基于数字孪生的防空装备射击边界试验系统及方法 | |
| CN111680870B (zh) | 目标运动轨迹质量综合评估方法 | |
| CN107766668B (zh) | 一种基于神经网络的复杂仿真模型验证方法 | |
| CN112861257B (zh) | 一种基于神经网络的飞机火控系统精度敏感性分析方法 | |
| CN106546976B (zh) | 一种基于长周期非均匀采样目标跟踪处理方法及装置 | |
| CN108710124A (zh) | 一种飞机类强机动目标跟踪敏感性评估方法 | |
| CN104932535A (zh) | 利用仿真系统对机载前视红外搜索设备闭环测试的方法 | |
| CN110889207B (zh) | 一种基于深度学习的体系组合模型可信度智能评估方法 | |
| CN110597056B (zh) | 用于高炮火控系统的大闭环校射控制方法 | |
| CN111912295A (zh) | 一种弹道落点预测系统 | |
| CN116738334A (zh) | 一种基于dbn和topsis法的空中多目标威胁评估方法 | |
| CN115795874A (zh) | 一种基于目标结构响应的动态炸点计算方法 | |
| Chen et al. | Effectiveness evaluation for UAV air-to-ground attack based on PSO-BP neural network | |
| Tian et al. | The research of test and evaluation for multisensor data fusion systems | |
| CN112379364B (zh) | 基于神经网络雷达组合高精度预测弹丸着靶速度的方法 | |
| CN113095576B (zh) | 一种基于多探测器的自动报靶预测算法 | |
| Zhang et al. | Rapid Assessment Method of Radar Dynamic Accuracy Based on Real-time Conversion of Accuracy Indexes | |
| RU2782035C2 (ru) | Имитационная модель системы управления воздушной мишенью на основе беспилотного летательного аппарата из состава мишенного комплекса | |
| Hu et al. | Research on Multi-parameter Tracking Effect Evaluation system Based on Photoelectric theodolite | |
| KR102488429B1 (ko) | 딥러닝 기반의 함포 사격 제원 제공 시스템 및 방법 | |
| CN117232345A (zh) | 一种快速判别激光导引头测角精度的标定方法 | |
| Ma et al. | A Single Aircraft Intelligent Passive Location Processing Algorithm for Slow Moving Emitter | |
| Xiaohui et al. | Water column correction method of naval gun shooting at sea based on measuring radar | |
| RU2111437C1 (ru) | Способ и устройство для наводки орудия | |
| CN115308704A (zh) | 基于交互式多模型和最大熵模糊聚类的多机动目标跟踪方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 050003 No. 97 Heping West Road, Xinhua District, Hebei, Shijiazhuang Patentee after: ARMY ENGINEERING University OF THE PEOPLE'S LIBERATION ARMY OF CHINA Country or region after: China Address before: 050003 teaching and Research Office of mechanical engineering, No. 97, Heping West Road, Shijiazhuang City, Hebei Province Patentee before: ARMY ENGINEERING University OF THE PEOPLE'S LIBERATION ARMY OF CHINA Country or region before: China |
|
| CP03 | Change of name, title or address |