專利名稱：一種通用的雷達仿真系統及其仿真應用方法
技術領域：
本發明涉及雷達仿真領域，尤其是指一種通用的雷達仿真系統及其仿真應用方法。
背景技術：
仿真組件模型是支持整個仿真開發活動的核心資產，實驗表明仿真組件只有在數量上達到了一定的規模才能真正滿足組件復用和基于組件的系統開發要求。仿真組件模型是仿真模擬的基礎，沒有高質量的仿真模型作為支撐，開展有效的系統仿真將成為一句空話。與此同時，隨著雷達仿真系統規模的不斷擴大以及對雷達仿真研究的不斷深入，系統模擬的對象越來越多，仿真組件模型也呈現出了種類繁多、存儲異構的趨勢，雷達仿真組件模型的重用、管理與維護顯得異常復雜。
通用雷達仿真系統是以一種規范的形式建立、存儲、應用、管理和維護雷達仿真組件模型及其相關資源的計算機軟件系統，是仿真中的重要共享資源，是提高仿真模型可重用性的重要途徑。隨著未來仿真規模的不斷擴大，模型庫系統將成為仿真系統中不可或缺的重要組成部分。
本發明通過對雷達仿真系統進行深入的分析與高度的抽象，研究設計雷達仿真組件接口規范及其元數據，構建層次化的雷達仿真組件模型庫，使所有雷達仿真組件模型統一封裝、統一描述、統一存儲與管理，對于促進雷達仿真組件模型的管理、查詢與重用，實現仿真項目的有效管理，提高模型設計與實現的效率具有重要的意義。發明內容
為了克服現有雷達仿真系統結構不規范，組件重用性不強的問題，本發明提供了一種新的通用雷達仿真系統，通過定義層次化的模型庫結構、規范化的仿真組件接口及其元數據，以此促進雷達仿真組件的管理、查詢與重用。
根據本發明的一方面，本發明提出一種通用的雷達仿真系統，其特征在于，該系統包括層次化的雷達仿真組件模型庫、雷達仿真組件接口規范、雷達仿真組件元數據以及通用仿真模型庫分系統，所述層次化的雷達仿真組件模型庫自頂向下依次包括系統整機模型層、雷達戰術用途層、雷達探測區域層、仿真粒度層、分系統模型層、對象模型層、子模型層以及仿真組件模型層，其中，
所述系統整機模型層包括能夠獨立運行或動態調用的雷達系統級仿真模型；
所述雷達戰術用途層，用于描述雷達裝備在戰術上的主要用途，其包括警戒雷達、 搜索雷達、跟蹤雷達、炮瞄雷達和制導雷達；
所述雷達探測區域層，用于描述雷達裝備在工作時的天線照射與探測區域，其包括對空區域、對海區域、對空兼對海區域；
所述仿真粒度層，用于描述雷達仿真應用系統在進行仿真時的模型顆粒度，其包括戰役級仿真、任務級仿真、交戰級仿真以及工程級仿真；
所述分系統模型層，用于描述雷達仿真應用系統的功能，其包括目標與環境特性模型分系統、雷達裝備模型分系統以及評估模型分系統；所述對象模型層中的對象模型是以雷達仿真應用系統任務空間對象為實體建立的實際行為交互單元；所述子模型層中的子模型是針對實現特定功能或行動建立的雷達模型部件；所述仿真組件子模型層中的仿真組件子模型是指具有規范接口的現象、過程或功能關系的數學或邏輯關系，具有廣泛的可重用性與互操作性；所述通用仿真模型庫分系統中存儲多個通用的雷達仿真組件模型；借助所述雷達仿真組件元數據選擇所述雷達仿真組件模型庫和通用仿真模型庫分系統中的雷達仿真組件，構建所述雷達仿真組件模型庫中沒有的雷達仿真組件，采用所述雷達仿真組件接口規范對新構建的雷達仿真組件進行封裝，依據雷達仿真應用系統的組成和信息流程組裝各個雷達仿真組件生成雷達仿真應用系統。根據本發明的另一方面，本發明還提出一種基于所述的通用的雷達仿真系統的雷達仿真方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟1，確定雷達仿真應用系統所需要的雷達仿真組件模型；步驟2，根據雷達仿真組件元數據在所述雷達仿真組件模型庫和通用仿真模型庫分系統中按層從上至下地查詢所需要的雷達仿真組件模型；步驟3，判斷是否查詢到所需要的雷達仿真組件模型，如果未查詢到，則轉向步驟 4;否則，轉向步驟9;步驟4，根據雷達仿真組件的功能性能要求以及接口定義，創建DLL軟件組件功能實體；步驟5，根據雷達仿真組件接口規范對步驟4中創建的軟件組件功能實體進行標準化封裝，得到新的雷達仿真組件；步驟6，對步驟5中新的雷達仿真組件進行模型調試，直至順利通過模型校驗工作，產生經過校驗的新的雷達仿真組件；步驟7，將步驟6中經過校驗的新的雷達仿真組件加入雷達仿真模型庫；步驟8:返回步驟2;步驟9，將查詢到的雷達仿真組件加入到雷達仿真應用系統中；步驟10，判斷是否已經獲取所需要的全部雷達仿真組件，如果沒有，轉向步驟2 ； 否則，轉向步驟11 ；步驟11，根據已獲取的雷達仿真組件搭建雷達仿真應用系統，結束仿真。由以上技術方案可知，本發明通過通用雷達仿真系統及其仿真應用方法的研究， 促進了雷達仿真組件模型的管理、查詢和重用，提高了雷達仿真應用開發的效率。
圖1是雷達仿真模型庫的層次化組成結構圖。圖2是雷達仿真組件接口規范的示意圖。圖3是雷達仿真組件元數據的XML模式結構圖。圖4是基于通用雷達仿真系統的仿真應用方法流程圖。
圖5是雷達信號數字脈沖壓縮系統原理框圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。
本發明提出一種通用的雷達仿真系統，其包括層次化的雷達仿真組件模型庫、雷達仿真組件接口規范、雷達仿真組件元數據以及通用仿真模型庫分系統，借助雷達仿真組件元數據選擇雷達仿真組件模型庫和通用仿真模型庫分系統中的雷達仿真組件，構建雷達仿真組件模型庫中沒有的雷達仿真組件，并采用雷達仿真組件接口規范對新構建的雷達仿真組件進行封裝，依據雷達仿真應用系統組成和信息流程組裝各個雷達仿真組件最終生成雷達仿真應用系統。
—、層次化的雷達仿真模型庫系統
對于雷達仿真組件模型庫來說，在當前階段沒有必要設計一個十分龐大，功能非常復雜的大型組件庫，而應該著眼于構建一個靈活、規范、可擴展性強的小型雷達仿真組件模型庫。
本發明中，雷達仿真組件模型庫采用層次化的方法進行構建與描述，各層次內部具有較強的靈活性與可擴展性，而層次之間又具有較強的規范性和獨立性。圖1是雷達仿真組件模型庫的層次化組成結構圖。如圖1所示，本發明的雷達仿真組件模型庫自頂向下依次為系統整機模型層、雷達戰術用途層、雷達探測區域層、仿真粒度層、分系統模型層、 對象模型層、子模型層以及仿真組件模型層。
1、系統整機模型層。系統整機模型是可以獨立運行或動態調用的雷達系統級仿真模型，反映了整個雷達系統的模型特征，如可動態運行的DLL、COM組件或EXE系統仿真軟件。采用符合HLA規范的標準進行封裝后，可以形成標準的聯邦(成員)模型，支持在大型分布式平臺上的仿真應用。其中，聯邦(成員)模型是多個系統模型通過互操作機制，向其它系統模型提供服務并接受其它系統模型所提供的服務而實現的復雜模型，是HLA分布式仿真的規范化仿真對象模型。
2、雷達戰術用途層。該層以雷達裝備在戰術上的主要用途為基本依據進行模型分類。典型地，雷達按戰術用途可以分為警戒雷達、搜索雷達、跟蹤雷達、炮瞄雷達以及制導雷達。
3、雷達探測區域層。該層以雷達裝備在工作時的天線照射與探測區域為基本依據進行模型分類。典型地，雷達按探測區域可以分為對空區域、對海區域、對空兼對海區域寸。
4、仿真粒度層。該層以雷達仿真應用系統在進行仿真時的模型顆粒度為基本依據進行模型分類。典型地，雷達按仿真粒度可以分為戰役級仿真、任務級仿真、交戰級(功能級)仿真以及工程級(信號級)仿真。
5、分系統模型層。分系統模型采用抽象的方法和規范化的分類依據對雷達仿真應用系統的功能進行基本劃分，是組成系統整機模型的必要組成要素。雷達系統按分系統模型可以分為目標與環境特性模型分系統、雷達裝備模型分系統以及評估模型分系統。
6、對象模型層。對象模型是以雷達仿真應用系統任務空間對象為實體建立的實際行為交互單元，支持分系統模型的創建。如目標與環境特性模型分系統的對象模型組成有 目標特性對象模型、環境特性對象模型、雜波信號對象模型以及干擾信號對象模型；雷達裝備模型分系統的對象模型為雷達裝備對象模型；評估模型分系統的對象模型為雷達模型校驗對象模型、雷達性能評估對象模型以及雷達態勢顯示對象模型。7、子模型層。子模型是針對實現特定功能或行動建立的雷達模型部件，支持對象模型的創建。如雷達裝備對象模型的子模型組成有天線子模型、發射機子模型、接收機子模型、信號處理機子模型以及數據處理機子模型。雷達性能評估對象模型的子模型有檢測性能子模型、測量精度子模型、抗干擾能力子模型以及跟蹤能力子模型等。8、仿真組件子模型層。仿真組件子模型是指具有規范接口的現象、過程或功能關系的數學或邏輯關系，具有廣泛的可重用性與互操作性，參與創建子模型實例。如天線子模型的仿真組件模型組成有天線方向圖仿真組件、旁瓣匿影仿真組件；發射機子模型的仿真組件模型組成有發射信號仿真組件；接收機子模型的仿真組件模型組成有回波生成仿真組件、系統噪聲仿真組件、近程增益控制仿真組件、相干檢波仿真組件、抗干擾仿真組件等；信號處理機子模型的仿真組件模型組成有反干擾仿真組件、多普勒補償仿真組件、 脈沖壓縮仿真組件、副瓣匿影仿真組件、動目標顯示(MTI)仿真組件、動目標檢測(MTD)仿真組件、恒虛警仿真組件、檢測器仿真組件、雜波圖處理仿真組件、解模糊仿真組件以及點跡提取仿真組件等；數據處理機子模型的仿真組件模型組成有航跡關聯仿真組件、航跡濾波仿真組件、航跡管理仿真組件等。另外，本發明的雷達仿真系統還包括一個通用仿真模型庫分系統，所述通用仿真模型庫分系統存儲有共軛器、FFT傅立葉變換產生器、IFFT逆傅立葉變換產生器、乘法器、 延時器、加法器等通用的雷達仿真組件模型。二、雷達仿真組件接口規范雷達仿真組件模型是對常規軟件組件模型的進一步封裝，接口規范定義了雷達仿真組件的接口組成及其基本特征，使得不同用戶開發的仿真組件能夠以一種標準的形式載入模型庫系統，并采用標準化的接口機制與其它仿真組件或仿真環境進行信息的交互。圖2給出了雷達仿真組件的接口規范，具體組成如下1、端口訪問接口。端口主要包括輸入端口、輸出端口以及參數初始化端口。輸入端口反映了模型解算對外界(如其它模型)的信息依賴，如輸入數據源；輸出端口提供了模型對外提供的服務，如模型解算的結果；參數初始化端口為模型的運行提供初始化參數。仿真組件至少擁有一個輸入端口或輸出端口。輸入端口的數據更新是由上游模型來維護的， 并認為數據更新在兩個端口之間沒有時間延遲。在端口更新的同時，仿真組件內部發生數據更新通知，如果仿真算法需要由端口數據更新來觸發，那么就要在數據更新通知的地方加入處理代碼。另外，在仿真組件內部，在兩次更新之間，端口的數據不變。輸出端口在更新的同時，仿真引擎通知下游模型更新輸入端口。2、控制接口。仿真組件必須完全實現控制接口中的所有函數，分別如下(1)仿真組件初始化函數hitializeO 用于初始化緩存池數據，初始化雷達仿真系統；(2)仿真組件運行函數乂印011()完成雷達仿真運行過程和模型解算工作，每次時間步進推進時調用，是支撐仿真組件運行的關鍵函數；
(3)仿真組件暫停運行函數PauseO 控制仿真組件在運行時在仿真步長暫停運行；(4)仿真組件停止運行函數Mop O 控制仿真組件停止運行；(5)仿真組件恢復運行函數ResumeO 恢復暫停工作的仿真組件，繼續開始仿真運行；(6)仿真組件退出運行系統函數ExitO 清理仿真過程中產生的垃圾數據，繼續開始仿真運行。其中，仿真組件運行函數是仿真組件接口規范的關鍵，仿真組件的功能實現統一在M^OnO函數中予以調用。3、通信模式接口。雷達系統是一個復雜的動態交互系統，內部數據交換以及信息流的控制涉及到多種通信方式，仿真組件必須為端口選擇適宜的通信模式。按照端口間交互的模式可以分為基于仿真組件調度(schedule)、基于事件觸發(event)、基于消息傳遞 (message)以及基于數據流傳輸(dataflow)等通信模式。通信模式規定了端口間進行信息交互的基本模式。以event通信模式為例，仿真事件是由上游仿真組件或狀態機輸入的，在接收到仿真事件后，仿真組件需要判斷其時戳，立刻觸發事件回調或放入事件對立延遲處理。對于輸出事件，當下游模型對仿真事件進行處理后，會收到仿真事件的反射；4、仿真時間管理接口。本地的仿真時間是由模型獨立管理的，在仿真運行的時候， 仿真引擎作為統一時間信號源，根據仿真組件的當前時間和模型解算時間來預測下一推進的最小仿真時間，并以此規定仿真時間步長。雷達系統數據量大，信息交互頻繁，適宜采用基于保守時間定步長的時間推進方式，仿真組件不能自主推進仿真時間，必須通過循環向仿真引擎提出時間推進申請，并由仿真引擎批準后方能實現。時間循環推進的方式如下① 雷達仿真組件調用時間推進申請服務向仿真引擎請求推進；②條件允許時，仿真引擎向雷達仿真組件發送滿足條件的消息；③仿真引擎調用回調函數通知仿真組件時間推進被允許 (在實際運行時，考慮到仿真運行的穩定性，通常給出帶時間前瞻量的仿真步長)；④當前步長范圍相關的所有仿真活動全部結束，雷達仿真組件開始下一步時間推進申請(仿真時間管理接口可能以仿真引擎服務的方式在后臺工作，不一定以仿真組件的顯式接口形式存在，圖2中以虛線標識)；5、狀態輸出接口。用于將雷達仿真組件的狀態提供給上層雷達仿真組件，在仿真算法中使用。仿真引擎獲取仿真組件的狀態也可以實現更有效率的仿真調度。該接口非仿真組件必需實現接口(圖2中以虛線標識)；6、調試錯誤輸出接口。雷達仿真組件在運行和調試過程中，如果應用層發生錯誤， 可以通過調試錯誤輸出接口來進行。但是在仿真算法發生沖突狀態，連接匹配等異常時，需要仿真組件接管并輸出異常信息。該接口非仿真組件必需實現接口(圖2中以虛線標識)。三、雷達仿真組件元數據雷達仿真組件元數據通過定義標準、開放、靈活的元素集，促進雷達仿真組件的查詢。圖3給出了雷達仿真組件元數據的XML模式層次化框圖，描繪了其元素集體系，組成如下ID 雷達仿真組件ID，ID內置數據類型。該ID編號在整個模型庫中必須唯一，作為元數據主鍵，主要用于對資源庫中的仿真組件進行統一分類編碼，便于仿真組件的查詢。
組件名稱文本類型。主要用于指定雷達仿真組件的名稱，名稱必須簡明、精煉，使用戶通過仿真組件名能快速捕捉其基本語義信息。組件類型枚舉數據類型。主要用于指定仿真組件的行為實體所采用的軟件組件類型，如 DLL、COM、JAVABEAN 等。摘要文本類型。以摘要的形式對仿真組件的基本信息進行綜合性描述。關鍵詞文本類型。主要用于描述雷達仿真組件的主題與關鍵技術特征，關鍵詞之間用分號隔開，且必須同時給出中英文表示。版本號文本類型。主要用于指定雷達仿真組件的版本號碼。日期雷達仿真組件日期信息，Data類型。Data類型的組成元素如下類型日期分類類型，枚舉數據類型。指定雷達仿真組件日期信息所屬類型，如創建日期、發布日期、修改日期等。時間值日期值，date內置數據類型。指定日期分類所屬類型的具體日期值，規定格式為:yyyy-mm-dd.密級雷達仿真組件安全級別信息，枚舉數據類型。指定雷達仿真組件的密級，如公開、秘密、機密、絕密等。發行限制雷達仿真組件發行限制信息，文本類型。主要用于指定該雷達仿真組件對特定組織或個人的發行限制信息，多個發行限制之間用分號隔開。下面給出基于前述雷達仿真系統來進行雷達仿真應用的方法，如圖4所示，該方法包括以下步驟步驟1，確定雷達仿真應用系統所需要的雷達仿真組件模型；步驟2，根據雷達仿真組件元數據在所述雷達仿真組件模型庫和通用仿真模型庫分系統中按層從上至下地查詢所需要的雷達仿真組件模型；雷達仿真組件元數據通過定義標準、開放、靈活的元素集支持雷達仿真組件模型的查詢。雷達仿真組件元數據包括以下子元素仿真組件ID、組件名稱、組件類型、摘要、關鍵詞、版本號、日期、密級、發行限制。
所述步驟2進一步包括以下步驟根據雷達裝備在戰術上的主要用途，從雷達仿真組件模型庫中的雷達戰術用途層所包括的警戒雷達、搜索雷達、跟蹤雷達、炮瞄雷達和制導雷達中選擇其中之一；根據雷達裝備在工作時的天線照射與探測區域，從雷達仿真組件模型庫中的雷達探測區域層所包括的對空區域、對海區域、對空兼對海區域中選擇其中之一；根據雷達仿真應用系統在進行仿真時的模型顆粒度，從雷達仿真組件模型庫中的
仿真粒度層所包括的戰役級仿真、任務級仿真、交戰級仿真以及工程級仿真中選擇其中之 根據雷達仿真應用系統的功能，從雷達仿真組件模型庫中的分系統模型層所包括
的目標與環境特性模型分系統、雷達裝備模型分系統以及評估模型分系統中選擇其中之 根據雷達仿真應用系統任務空間對象的實際行為，從雷達仿真組件模型庫中的對象模型層所包括的對象模型中選擇其中之一；根據雷達仿真應用系統所要實現的特定功能或行動，從雷達仿真組件模型庫中的子模型層所包括的子模型中選擇其中之一；
根據雷達仿真應用系統所需要的數學或邏輯關系，從雷達仿真組件模型庫中的仿真組件子模型層所包括的仿真組件子模型中選擇其中之一。
其中，目標與環境特性模型分系統的對象模型包括目標特性對象模型、環境特性對象模型、雜波信號對象模型以及干擾信號對象模型；雷達裝備模型分系統的對象模型包括雷達裝備對象模型；評估模型分系統的對象模型包括雷達模型校驗對象模型、雷達性能評估對象模型以及雷達態勢顯示對象模型。
雷達裝備對象模型的子模型包括天線子模型、發射機子模型、接收機子模型、信號處理機子模型以及數據處理機子模型；雷達性能評估對象模型的子模型包括檢測性能子模型、測量精度子模型、抗干擾能力子模型以及跟蹤能力子模型。
天線子模型的仿真組件模型包括天線方向圖仿真組件、旁瓣匿影仿真組件；所述發射機子模型的仿真組件模型包括發射信號仿真組件；接收機子模型的仿真組件模型包括回波生成仿真組件、系統噪聲仿真組件、近程增益控制仿真組件、相干檢波仿真組件、抗干擾仿真組件；信號處理機子模型的仿真組件模型包括反干擾仿真組件、多普勒補償仿真組件、脈沖壓縮仿真組件、副瓣匿影仿真組件、動目標顯示仿真組件、動目標檢測仿真組件、恒虛警仿真組件、檢測器仿真組件、雜波圖處理仿真組件、解模糊仿真組件以及點跡提取仿真組件；數據處理機子模型的仿真組件模型包括航跡關聯仿真組件、航跡濾波仿真組件、航跡管理仿真組件。
另外，通用仿真模型庫分系統存儲有共軛器、FFT傅立葉變換產生器、IFFT逆傅立葉變換產生器、乘法器、延時器等通用的雷達仿真組件模型。
步驟3，判斷是否查詢到所需要的雷達仿真組件模型，如果未查詢到，則轉向步驟 4;否則，轉向步驟9;
步驟4，根據雷達仿真組件的功能性能要求以及接口定義，創建DLL軟件組件功能實體；
步驟5，根據雷達仿真組件接口規范對步驟4中創建的軟件組件功能實體進行標準化封裝，得到新的雷達仿真組件；
步驟6，對步驟5中新的雷達仿真組件進行模型調試，直至順利通過模型校驗工作，產生經過校驗的新的雷達仿真組件；
步驟7，將步驟6中經過校驗的新的雷達仿真組件加入雷達仿真模型庫；
步驟8:返回步驟2;
步驟9，將查詢到的雷達仿真組件加入到雷達仿真應用系統中；
步驟10，判斷是否已經獲取所需要的全部雷達仿真組件，如果沒有，轉向步驟2 ； 否則，轉向步驟11 ；
步驟11，根據已獲取的雷達仿真組件搭建雷達仿真應用系統，結束仿真。
依照實施方式中關于雷達仿真系統的說明，下面給出一個基于所述通用雷達仿真系統來構建雷達信號數字脈沖壓縮仿真系統的例子。
從圖5可知，該雷達信號數字脈沖壓縮系統主要由8類仿真組件模型組成
①LFM信號波形產生器；②顯示；③共軛器；④FFT傅立葉變換產生器；⑤IFFT逆傅立葉變換產生器；⑥乘法器；⑦延時器；⑧加權函數
根據圖4中雷達仿真應用系統的開發流程可知
仿真組件模型①可以從發射信號組件庫中予以獲取，仿真組件模型②可以從態勢顯示庫中予以獲取；仿真組件模型③ ⑦可以從通用仿真模型庫分系統中予以獲取。
仿真組件模型⑧從已有仿真模型庫系統中暫時無法獲取，可根據雷達仿真組件接口規范設計加權函數庫，并構建相應的加權函數仿真組件。
至此，所有仿真組件均已獲取，便可依據系統組成和信息流程來組裝用戶所需要的仿真應用系統。
以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種通用的雷達仿真系統，其特征在于，該系統包括層次化的雷達仿真組件模型庫、 雷達仿真組件接口規范、雷達仿真組件元數據以及通用仿真模型庫分系統，所述層次化的雷達仿真組件模型庫自頂向下依次包括系統整機模型層、雷達戰術用途層、雷達探測區域層、仿真粒度層、分系統模型層、對象模型層、子模型層以及仿真組件模型層，其中，所述系統整機模型層包括能夠獨立運行或動態調用的雷達系統級仿真模型； 所述雷達戰術用途層，用于描述雷達裝備在戰術上的主要用途，其包括警戒雷達、搜索雷達、跟蹤雷達、炮瞄雷達和制導雷達；所述雷達探測區域層，用于描述雷達裝備在工作時的天線照射與探測區域，其包括對空區域、對海區域、對空兼對海區域；所述仿真粒度層，用于描述雷達仿真應用系統在進行仿真時的模型顆粒度，其包括戰役級仿真、任務級仿真、交戰級仿真以及工程級仿真；所述分系統模型層，用于描述雷達仿真應用系統的功能，其包括目標與環境特性模型分系統、雷達裝備模型分系統以及評估模型分系統；所述對象模型層中的對象模型是以雷達仿真應用系統任務空間對象為實體建立的實際行為交互單元；所述子模型層中的子模型是針對實現特定功能或行動建立的雷達模型部件； 所述仿真組件子模型層中的仿真組件子模型是指具有規范接口的現象、過程或功能關系的數學或邏輯關系，具有廣泛的可重用性與互操作性；所述通用仿真模型庫分系統中存儲多個通用的雷達仿真組件模型； 借助所述雷達仿真組件元數據選擇所述雷達仿真組件模型庫和通用仿真模型庫分系統中的雷達仿真組件，構建所述雷達仿真組件模型庫中沒有的雷達仿真組件，采用所述雷達仿真組件接口規范對新構建的雷達仿真組件進行封裝，依據雷達仿真應用系統的組成和信息流程組裝各個雷達仿真組件生成雷達仿真應用系統。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述目標與環境特性模型分系統的對象模型包括目標特性對象模型、環境特性對象模型、雜波信號對象模型以及干擾信號對象模型；所述雷達裝備模型分系統的對象模型包括雷達裝備對象模型；所述評估模型分系統的對象模型包括雷達模型校驗對象模型、雷達性能評估對象模型以及雷達態勢顯示對象模型。
3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述雷達裝備對象模型的子模型包括天線子模型、發射機子模型、接收機子模型、信號處理機子模型以及數據處理機子模型；所述雷達性能評估對象模型的子模型包括檢測性能子模型、測量精度子模型、抗干擾能力子模型以及跟蹤能力子模型。
4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述天線子模型的仿真組件模型包括天線方向圖仿真組件、旁瓣匿影仿真組件；所述發射機子模型的仿真組件模型包括發射信號仿真組件；所述接收機子模型的仿真組件模型包括回波生成仿真組件、系統噪聲仿真組件、近程增益控制仿真組件、相干檢波仿真組件、抗干擾仿真組件；所述信號處理機子模型的仿真組件模型包括反干擾仿真組件、多普勒補償仿真組件、脈沖壓縮仿真組件、副瓣匿影仿真組件、動目標顯示仿真組件、動目標檢測仿真組件、恒虛警仿真組件、檢測器仿真組件、雜波圖處理仿真組件、解模糊仿真組件以及點跡提取仿真組件；所述數據處理機子模型的仿真組件模型包括航跡關聯仿真組件、航跡濾波仿真組件、航跡管理仿真組件。
5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述接口規范定義了雷達仿真組件的接口組成及其基本特征，使得不同用戶開發的仿真組件能夠以一種標準的形式載入模型庫， 并采用標準化的接口機制與其它仿真組件或仿真環境進行信息的交互。
6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述接口規范包括端口訪問接口、控制接口、通信模式接口、仿真時間管理接口、狀態輸出接口、調試錯誤輸出接口，其中，所述端口包括輸入端口、輸出端口以及參數初始化端口 ；所述控制接口包括仿真組件初始化函數、仿真組件運行函數、仿真組件暫停運行函數、 仿真組件停止運行函數、仿真組件恢復運行函數、仿真組件退出運行系統函數；所述通信模式接口支持基于仿真組件調度、基于事件觸發、基于消息傳遞以及基于數據流傳輸的通信模式；所述仿真時間管理接口采用基于保守時間定步長的時間推進方式來進行仿真時間的管理；所述狀態輸出接口用于將雷達仿真組件的狀態提供給上層雷達仿真組件； 所述調試錯誤輸出接口用于輸出雷達仿真組件在運行和調試過程中出現的異常信息。
7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述時間推進方式進一步包括①雷達仿真組件調用時間推進申請服務向仿真引擎請求推進；②條件允許時，仿真引擎向雷達仿真組件發送滿足條件的消息，給出下一推進的最小仿真時間，并以此規定仿真時間步長；③仿真引擎通知雷達仿真組件時間推進被允許；④當前步長范圍相關的所有仿真活動全部結束時，雷達仿真組件開始下一步時間推進申請°
8.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述雷達仿真組件元數據通過定義標準、 開放、靈活的元素集支持雷達仿真組件的查詢；所述雷達仿真組件元數據包括以下子元素 仿真組件ID、組件名稱、組件類型、摘要、關鍵詞、版本號、日期、密級、發行限制。
9.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述通用的雷達仿真組件模型包括共軛器、FFT傅立葉變換產生器、IFFT逆傅立葉變換產生器、乘法器、延時器、加法器。
10.一種基于權利要求1所述的通用的雷達仿真系統的雷達仿真方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟1，確定雷達仿真應用系統所需要的雷達仿真組件模型；步驟2，根據雷達仿真組件元數據在所述雷達仿真組件模型庫和通用仿真模型庫分系統中按層從上至下地查詢所需要的雷達仿真組件模型；步驟3，判斷是否查詢到所需要的雷達仿真組件模型，如果未查詢到，則轉向步驟4 ；否貝U，轉向步驟9;步驟4，根據雷達仿真組件的功能性能要求以及接口定義，創建DLL軟件組件功能實體；步驟5，根據雷達仿真組件接口規范對步驟4中創建的軟件組件功能實體進行標準化封裝，得到新的雷達仿真組件；步驟6，對步驟5中新的雷達仿真組件進行模型調試，直至順利通過模型校驗工作，產生經過校驗的新的雷達仿真組件；步驟7，將步驟6中經過校驗的新的雷達仿真組件加入雷達仿真模型庫； 步驟8 返回步驟2 ；步驟9，將查詢到的雷達仿真組件加入到雷達仿真應用系統中； 步驟10，判斷是否已經獲取所需要的全部雷達仿真組件，如果沒有，轉向步驟2 ；否則， 轉向步驟11;步驟11，根據已獲取的雷達仿真組件搭建雷達仿真應用系統，結束仿真。
11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述雷達仿真組件元數據通過定義標準、開放、靈活的元素集支持雷達仿真組件模型的查詢；所述雷達仿真組件元數據包括以下子元素仿真組件ID、組件名稱、組件類型、摘要、關鍵詞、版本號、日期、密級、發行限制。
12.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟2進一步包括根據雷達裝備在戰術上的主要用途，從雷達仿真組件模型庫中的雷達戰術用途層所包括的警戒雷達、搜索雷達、跟蹤雷達、炮瞄雷達和制導雷達中選擇其中之一；根據雷達裝備在工作時的天線照射與探測區域，從雷達仿真組件模型庫中的雷達探測區域層所包括的對空區域、對海區域、對空兼對海區域中選擇其中之一；根據雷達仿真應用系統在進行仿真時的模型顆粒度，從雷達仿真組件模型庫中的仿真粒度層所包括的戰役級仿真、任務級仿真、交戰級仿真以及工程級仿真中選擇其中之一；根據雷達仿真應用系統的功能，從所述雷達仿真系統中的分系統模型層所包括的目標與環境特性模型分系統、雷達裝備模型分系統以及評估模型分系統中選擇其中之一；根據雷達仿真應用系統任務空間對象的實際行為，從雷達仿真組件模型庫中的對象模型層所包括的對象模型中選擇其中之一；根據雷達仿真應用系統所要實現的特定功能或行動，從雷達仿真組件模型庫中的子模型層所包括的子模型中選擇其中之一；根據雷達仿真應用系統所需要的數學或邏輯關系，從雷達仿真組件模型庫中的仿真組件子模型層所包括的仿真組件子模型中選擇其中之一。
13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述目標與環境特性模型分系統的對象模型包括目標特性對象模型、環境特性對象模型、雜波信號對象模型以及干擾信號對象模型；所述雷達裝備模型分系統的對象模型包括雷達裝備對象模型；所述評估模型分系統的對象模型包括雷達模型校驗對象模型、雷達性能評估對象模型以及雷達態勢顯示對象模型。
14.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述雷達裝備對象模型的子模型包括 天線子模型、發射機子模型、接收機子模型、信號處理機子模型以及數據處理機子模型；所述雷達性能評估對象模型的子模型包括檢測性能子模型、測量精度子模型、抗干擾能力子模型以及跟蹤能力子模型。
15.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述天線子模型的仿真組件模型包括 天線方向圖仿真組件、旁瓣匿影仿真組件；所述發射機子模型的仿真組件模型包括發射信號仿真組件；所述接收機子模型的仿真組件模型包括回波生成仿真組件、系統噪聲仿真組件、近程增益控制仿真組件、相干檢波仿真組件、抗干擾仿真組件；所述信號處理機子模型的仿真組件模型包括反干擾仿真組件、多普勒補償仿真組件、脈沖壓縮仿真組件、副瓣匿影仿真組件、動目標顯示仿真組件、動目標檢測仿真組件、恒虛警仿真組件、檢測器仿真組件、雜波圖處理仿真組件、解模糊仿真組件以及點跡提取仿真組件；所述數據處理機子模型的仿真組件模型包括航跡關聯仿真組件、航跡濾波仿真組件、航跡管理仿真組件。
16.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述通用仿真模型庫分系統中存儲有多個通用的雷達仿真組件模型。
全文摘要
本發明公開了一種通用的雷達仿真系統及其仿真應用方法，該系統包括層次化的雷達仿真組件模型庫、雷達仿真組件接口規范、雷達仿真組件元數據以及通用仿真模型庫分系統，所述層次化的雷達仿真組件模型庫自頂向下依次包括系統整機模型層、雷達戰術用途層、雷達探測區域層、仿真粒度層、分系統模型層、對象模型層、子模型層以及仿真組件模型層。本發明有利于促進雷達仿真組件模型的分類存儲、查詢與重用，并可為我國公共仿真模型體系化建設提供技術借鑒和研究參考。
文檔編號G06F17/50GK102542113SQ201110460669
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者曾浩, 羅軍, 胡英輝, 鑒福升 申請人:中國人民解放軍92232部隊