技术领域
[0001] 本
发明涉及仿真技术领域。更具体地，涉及一种仿真试验系统及试验方法。
背景技术
[0002] 随着信息技术的飞速发展，现代战争形式逐渐发展为由陆海空天电等多个领域形成的作战系统之间的对抗，多弹协同作战变得越来越重要。多枚导弹通过共享资源、功能互补，并结合有效的协同策略，实现“静默”打击、抗
电子干扰等特色功能，从而大幅提高作战效能。在多弹协同作战条件下，由于多弹发射时间、间隔距离相近，使得单枚导弹所面临的电磁环境更加复杂，为了模拟多弹协同复杂作战场景，需要建立仿真验证条件。目前传统的射频
半实物仿真系统只针对单发导弹设计验证，在实现上通常采用多通道点源模拟的方法，但该方法存在局限性，无法有效验证多弹协同状态下后发导弹对前发导弹探测的影响，以及无法解决弹间探测
信号互扰问题，因此亟需开展适应多弹协同作战条件下的仿真试验方法研究。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种仿真试验系统，解决传统的射频半实物仿真系统只针对单发导弹设计验证，无法模拟多弹协同复杂作战场景，不能有效验证后发导弹对前发导弹探测的影响，以及无法解决弹间探测信号互扰问题。
[0004] 本发明的另一个目的是提供一种仿真试验方法。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0006] 一种仿真试验系统，包括：
[0007] 三轴飞行转台，基于第一
控制信号，模拟导弹飞行，形成导弹飞行环境，并将导弹的空间
位置信息发送至第一处理器；
[0008] 射频目标模拟系统，基于第一控制信号，发出目标回波信号和弹间探测
干扰信号；
[0009] 惯性测量装置，基于第二控制信号，采集导弹
姿态角的实时信号，将采集的导弹姿态角的实时信号发送至第二处理器；
[0010] 射频导引头，基于第二控制信号，探测目标回波信号和弹间探测干扰信号；
[0011] 将探测到的电磁信号发送至第二处理器；和
[0012] 基于第三控制信号杀伤目标；
[0013] 第一处理器，基于第一外部指令，发出第一控制信号和时间
同步信号；和获取三轴飞行转台发送的导弹空间位置信息，建立多弹协同数学模型、电磁传播模型和电子对抗模型，构建多弹协同数字虚拟仿真平台；
[0014] 第二处理器，基于时间同步信号，发出第二控制信号；获取导弹姿态角实时信号、目标回波信号及弹间探测干扰信号进行制导指令计算，发出第三控制信号；
[0015] 第三处理器，基于第二外部指令向所述第二处理器发送导弹飞行的装订命令，实时接收第二处理器传送的导弹飞行遥测数据。
[0016] 优选地，所述第一控制信号包括发送至所述三轴飞行转台的引发导弹飞行的控制信号；和
[0017] 发送至所述射频目标模拟系统的发射目标回波信号及弹间探测干扰信号的控制信号。
[0018] 优选地，所述第二控制信号包括指令所述射频导引头探测目标回波信号及弹间探测干扰信号的控制信号；和
[0019] 指令所述惯性测量装置测量及反馈导弹姿态角实时信号的控制信号。
[0020] 优选地，所述射频导引头，所述惯性测量装置及所述三轴飞行转台处于可防止外部电磁信号干扰的空间环境中。
[0021] 一种仿真试验方法，该方法包括如下步骤：
[0022] 在仿真系统中模拟导弹飞行，形成多导弹飞行环境；
[0024] 获取射频模拟信号；
[0025] 解算射频模拟信号，形成制导指令；
[0026] 杀伤目标，完成仿真闭环试验；
[0027] 所述射频模拟信号包括目标回波信号和弹间探测干扰信号。
[0028] 优选地，该方法还包括在射频屏蔽环境中完成所述仿真试验。
[0029] 优选地，由三轴飞行转台基于第一处理器发送的引发导弹飞行的控制信号形成多导弹飞行环境并将导弹的空间位置信息发送至第一处理器。
[0030] 优选地，所述发出射频模拟信号包括：
[0031] 射频目标模拟系统基于第一处理器发出的第一控制信号发射目标回波信号和发射弹间探测干扰信号。
[0032] 优选地，所述获取射频模拟信号包括：
[0033] 第二处理器获取导弹姿态角实时信号、目标回波信号和弹间探测干扰信号；
[0034] 所述解算射频模拟信号，形成制导指令包括：
[0035] 第二处理器处理基于获取的导弹姿态角实时信号、目标回波信号和弹间探测干扰信号进行制导指令计算，发出第三控制信号；
[0036] 射频导引头基于第三控制信号杀伤目标，完成仿真闭环试验。
[0037] 优选地，该方法还包括：
[0038] 根据导弹空间位置信息、探测到的目标回波信号、采集的导弹姿态角的实时信号建立多弹协同数学模型、电磁传播模型和电子对抗模型，构建出多弹协同数字虚拟仿真平台。
[0039] 本发明的有益效果如下：
[0040] 本发明提供的仿真试验系统及试验方法，实现了多弹协同复杂作战场景的仿真验证，解决了传统的射频半实物仿真系统只针对单发导弹设计验证，无法模拟多弹协同复杂作战场景，不能有效验证后发导弹对前发导弹探测的影响以及弹间探测信号互扰问题。
附图说明
[0041] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0042] 图1为射频半实物仿真系统组成示意图；
[0043] 附图标记：
[0044] 1-第一处理器；
[0045] 2-第三处理器；
[0046] 3-三轴飞行转台；
[0047] 4-射频目标模拟系统；
[0048] 5-射频屏蔽暗室；
[0049] 6-第二处理器；
[0050] 7-惯性测量装置；
[0051] 8-射频导引头。
具体实施方式
[0052] 为了更清楚地说明本发明，下面结合优选
实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
[0053] 如图1所示，为适应多弹协同作战条件下的仿真试验，本发明实施例提供了一种仿真试验系统，该系统适用于多弹协同条件下的仿真试验，该系统包括：
[0054] 三轴飞行转台3，射频目标模拟系统4，惯性测量装置7，射频导引头8，第一处理器1，第二处理器6及第三处理器2。
[0055] 三轴飞行转台3模拟弹体的姿态运动，为弹上参与测试的设备提供角运动环境。
[0056] 通过第一处理器1的
人机交互界面对三轴飞行转台3发出启动导弹飞行环境的控制信号，三轴飞行转台3接收到第一处理器1发出的控制信号，开始模拟多导弹飞行环境，并将每个导弹的空间相对位置信息发送回第一处理器1。
[0057] 第一处理器1用多弹间空间相对位置，建立多弹协同数学模型、电磁传播模型和电子对抗模型，构建多弹协同数字虚拟仿真平台。
[0058] 射频目标模拟系统4接收第一处理器1发送的控制量信号，接收的控制量信号包括第一处理器1根据目标模型和多弹间空间相对位置关系计算的目标回波信号的控制量信号和弹间探测干扰信号的控制量信号，射频目标模拟系统4接收到这两个控制量信号后，向空间
辐射出两种电磁信号。
[0059] 惯性测量装置7被安装在三轴飞行转台3上，随三轴飞行转台3运动。惯性测量装置7接收第二处理器6的控制信号开始测量导弹信息。惯性测量装置7测量的信息包括两部分：
一个是测量三轴飞行转台3运动模拟的导弹姿态信息，导弹姿态信息在实验室环境下可真实测量；一个是测量导弹的
加速度信息，由于测量导弹的加速度信息在实验室环境无法模拟，所以该信息由第一处理器1根据数学模型进行计算，并将计算值传给惯性测量装置7；惯性测量装置7最终把这两部分测量信息打包发给第二处理器6，供第二处理器6进行制导计算。
[0060] 射频导引头8被安装在三轴飞行转台3上，射频导引头8接收第二处理器6的控制指令，射频导引头8随着三轴飞行转台3运动，并在空间中接收射频目标模拟系统4空间辐射的电磁信号。射频导引头8将探测到的电磁
信号处理后反馈至第二处理器6，供第二处理器6进行制导指令计算。
[0061] 第一处理器1是仿真试验主流程的仿真控制单元。
[0062] 第二处理器6是导弹弹上的主要控制单元，惯性测量装置7和射频导引头8都受第二处理器6的控制，并将反馈信息发送给第二处理器6。
[0063] 第一处理器1和第二处理器6的信息交互过程如下：
[0064] 在第一处理器1启动三轴飞行转台3，射频目标模拟系统4时，第一处理器1向第二处理器6发送时间同步信号，第二处理器6接收到第一处理器1发送的时间同步信号后，启动惯性测量装置7和射频导引头8；同时第一处理器1建立弹上其他不参试仿真试验的设备的仿真数学模型，用数学模型计算结果反馈给第二处理器6，模拟其他不参试设备状态。
[0065] 第三处理器2模拟弹上信息处理器与地面控制系统的弹地通讯，模拟弹上遥测系统的数字遥测量采集。第三处理器2在第一处理器1启动三轴飞行转台3和射频目标模拟系统4之前，向第二处理器6发送导弹飞行的装订命令，模拟真实环境下的地面装备发控系统在导弹飞行前向第二处理器6发送导弹装订参数；导弹飞行启动后，第三处理器2模拟地面装备遥测系统，实时接收导弹下传的飞行遥测数。
[0066] 第一处理器1综合获取的导弹姿态角实时信号、弹间探测干扰信号和多弹间空间相对位置，建立多弹协同数学模型、电磁传播模型和电子对抗模型，构建多弹协同数字虚拟仿真平台。
[0067] 惯性测量装置7测量的导弹姿态信息和加速度信息，以及射频导引头8测量的目标信息，均反馈给第二处理器6进行制导指令计算。第二处理器6控制导弹朝向目标飞行，并最终毁伤目标，完成仿真闭环试验，实现多弹协同复杂作战场景的仿真验证。
[0068] 本实施例中的仿真试验是在射频屏蔽暗室5中进行，射频屏蔽暗室5可以为试验提供一个无回波的自由空间环境，防止外部的电磁信号对试验的影响。
[0069] 使用本实施例中的仿真系统进行仿真试验的方法包括如下步骤：
[0070] 通过人机交互界面对第一处理器1发出指令，第一处理器1启动三轴飞行转台3，形成导弹飞行环境，并将导弹的空间位置信息发送至第一处理器1；
[0071] 在三轴飞行转台3启动时，通过人机交互界面对第一处理器1发出指令，[0072] 第一处理器1控制射频目标模拟系统4发出射频模拟的电磁信号，发出的电磁信号用于模拟目标回波信号和弹间探测干扰信号；
[0073] 在第一处理器1启动三轴飞行转台3，射频目标模拟系统4时，第一处理器1向第二处理器6发送时间同步信号，第二处理器6接收到第一处理器1发送的时间同步信号后，启动惯性测量装置7和射频导引头8；
[0074] 惯性测量装置7接收第二处理器6的控制信号开始测量导弹信息；惯性测量装置7最终把测量到的导弹姿态信息和导弹加速度信息打包发给第二处理器6，供第二处理器6进行制导指令计算；
[0075] 射频导引头8接收第二处理器6的控制指令，在空间中接收射频目标模拟系统4辐射的电磁信号，并将探测到的电磁信号处理后反馈至第二处理器6，供第二处理器6进行制导指令计算；
[0076] 第二处理器6控制导弹朝向目标飞行，并最终毁伤目标，完成仿真闭环试验，实现多弹协同复杂作战场景的仿真验证；
[0077] 第三处理器2在第一处理器1启动三轴飞行转台3和射频目标模拟系统4之前，向第二处理器6发送导弹飞行的装订命令；导弹飞行启动后，第三处理器2模拟地面装备遥测系统，实时接收导弹下传的飞行遥测数。
[0078] 本实施例中，三轴飞行转台3为惯性测量装置7和射频导引头8提供导弹飞行的角运动环境，可以模拟弹体的姿态运动。
[0079] 射频目标模拟系统4由
射频信号源和阵列馈电系统组成。射频信号源生成目标回波信号，再通过阵列馈电系统为安装在三轴飞行转台3上的射频导引头8提供逼真的目标回波信号空间辐射和弹目视线运动环境。
[0080] 惯性测量装置7被安装在三轴飞行转台3上，随三轴飞行转台3运动。惯性测量装置7接收第二处理器6的控制信号开始测量导弹信息。惯性测量装置7测量的信息包括两部分：
一个是测量三轴飞行转台3运动模拟的导弹姿态信息，导弹姿态信息在实验室环境下可真实测量；一个是测量导弹的加速度信息，由于加速度信息在实验室环境无法模拟，所以该信息由第一处理器1根据数学模型进行计算，并将计算值传给惯性测量装置7；惯性测量装置7最终把这两部分量测信息打包发给第二处理器6，供第二处理器6进行制导计算。
[0081] 射频导引头8被安装在三轴飞行转台3上，射频导引头8接收第二处理器6的控制指令，射频导引头8随着三轴飞行转台3运动，并在空间中接收射频目标模拟系统4空间辐射的电磁信号。射频导引头8将探测到的电磁信号处理后反馈至第二处理器6，供第二处理器6进行制导指令计算。
[0082] 惯性测量装置7测量的导弹姿态信息和加速度信息，以及射频导引头8测量的目标信息，均反馈给第二处理器6进行制导指令计算。第二处理器6控制导弹朝向目标飞行，并最终毁伤目标，完成仿真闭环试验，实现多弹协同复杂作战场景的仿真验证。
[0083] 第一处理器1是仿真试验主流程的主要仿真控制单元，第二处理器6是导弹弹上的主要控制单元，惯性测量装置7和射频导引头8都受第二处理器6的控制，并将反馈信息发送给第二处理器6。
[0084] 第一处理器1和第二处理器6的信息交互过程如下：
[0085] 在第一处理器1启动三轴飞行转台3，射频目标模拟系统4时，第一处理器1向第二处理器6发送时间同步信号，第二处理器6接收到第一处理器1发送的时间同步信号后，启动惯性测量装置7和射频导引头8；同时第一处理器1建立弹上其他不参试仿真试验的设备的仿真数学模型，用数学模型计算结果反馈给第二处理器6，模拟其他不参试设备状态。
[0086] 第三处理器2模拟弹上信息处理器与地面控制系统的弹地通讯，模拟弹上遥测系统的数字遥测量采集。第三处理器2在第一处理器1启动三轴飞行转台3和射频目标模拟系统4之前，向第二处理器6发送导弹飞行的装订命令，模拟真实环境下的地面装备发控系统在导弹飞行前向第二处理器6发送导弹装订参数；导弹飞行启动后，第三处理器2模拟地面装备遥测系统，实时接收导弹下传的飞行遥测数。
[0087] 第一处理器1综合获取的导弹姿态角实时信号、弹间探测干扰信号和多弹间空间相对位置，建立多弹协同数学模型、电磁传播模型和电子对抗模型，再以数字仿真技术为
基础，构建多弹协同数字虚拟仿真平台，利用多弹协同数字虚拟仿真平台生成典型多弹协同作战场景，全数字模拟多弹协同
电磁辐射、
电磁干扰、电子攻击过程，仿真产生目标回波信号，弹间探测干扰信号及其他电磁干扰信号的复合信号。
[0088] 本实施例中的多弹协同数字虚拟仿真平台包括仿真基础
框架、场景资源库、电磁求解及信号仿真模
块、
可视化模块组成。
[0089] 其中，仿真基础框架由仿真驱动引擎、仿真场景想定编辑和仿真场景数据管理模块组成；
[0090] 这里的仿真场景想定编辑指通过
软件界面参数设置，配置某一具体仿真场景。
[0091] 场景资源库由平台模型、地理信息、探测装备、目标特性和气象海洋模块组成。
[0092] 电磁求解及信号仿真模块由回波信号仿真、装备信号仿真、干扰信号仿真、杂波信号仿真、收发信道模拟和电磁核心求解模块组成；
[0093] 这里的电磁核心求解模块指采用电波传播
算法，将目标回波信号、杂波信号、干扰信号等复合信号进行分析处理，计算复合信号的电磁辐射特性，构建出动态复杂电磁环境。
[0094] 可视化模块由二三维场景展示、电磁态势显示和
数据处理显示模块组成；
[0095] 这里的二三维场景展示指在二维和三维场景中动态显示想定的全局或局部地理信息、气象信息、装备信息及空间关系、对抗过程和场景推演的视觉效果；
[0096] 电磁态势显示指在二维或三维场景中显示装备的散射特效、空间电磁辐射分布、干扰对抗效果等。
[0097] 本发明的实施例通过构建光纤网络交互集，制定输入输出
接口规则，将多弹协同数字虚拟仿真平台生成的复合信号注入到射频目标模拟系统，完成虚拟仿真场景和半实物系统设备的信息、数据、控制交互工作，在物理空间上辐射目标回波信号、弹间探测干扰信号及其他电磁干扰信号，在
硬件层面上实现多弹协同半实物仿真系统构建。
[0098] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
