一種分布式戰場電磁環境動態模擬構建方法
【專利摘要】本發明提出了一種分布式戰場電磁環境動態模擬構建方法，在試驗開始執行前采用“無人值守時間表”軟件的預演執行模式對試驗環境應力進行預先演練，從而獲得滿足需求的試驗數據，構建適應動態變化的模擬電磁環境；采用“無人值守時間表”軟件的任務動作類型庫和任務時間序列實現對多臺設備長時間不間斷的自動化分布式程控，在此基礎上所收集到的電子裝備在電磁環境仿真試驗過程中的檢測數據才是準確、有價值的，能夠為后續進行的信息集成、信息交互、模擬仿真與信息融合提供充分可靠的基礎數據。本發明的優勢在于整體具有較高的自動化控制程度，能夠更好地適應模擬電磁信號的動態變化，能夠適應模擬電磁環境中測試設備的多樣性和復雜性。
【專利說明】
一種分布式戰場電磁環境動態模擬構建方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及電磁領域，特別涉及一種電磁環境動態模擬構建方法。
【背景技術】
[0002]現代戰場上使用了大量電子信息裝備，它們不僅數量龐大、體制復雜、種類多樣，而且使得戰場空間中的電磁信號非常密集，構成極為復雜的電磁環境。在如此復雜的電磁環境下，如何提高電子裝備的作戰效能日益受到重視。為此現代信息化裝備必須開展電磁環境適應性試驗評估，而復雜電磁環境的構建技術卻面臨真實環境中動態、多樣與瞬時變化等因素的挑戰。
[0003]電磁環境的構建方法分全數字仿真系統、半實物仿真系統和全實物仿真三種。其中半實物仿真通過數字仿真和物理效應仿真相結合，在暗室環境中構造逼真的作戰環境，由于該方法具有可重復性強、場景配置靈活、周期短、花費少等優點，因此越來越受到重視。目前在半實物電磁環境仿真系統的研究中，主要存在兩方面的瓶頸問題，一方面真實戰場的電磁信號具有十分顯著的動態變化特征，大大增加了仿真的難度;另一方面仿真系統需要對多臺信號源、功率放大器等設備進行長時間持續不斷的統一程控管理。
【發明內容】
[0004]本發明需要解決的技術問題是如何構建一個能夠適應動態變化的模擬電磁環境，同時實現對多臺設備長時間不間斷的統一程控管理，最終得到一種分布式戰場電磁環境動態模擬構建方法。
[0005]本發明的技術方案是這樣實現的:
[0006]—種分布式戰場電磁環境動態模擬構建方法，包括:試驗想定仿真分系統、電磁環境構建分系統、試驗環境控制分系統、電磁環境監測分系統、受擾判據監測分系統、試驗顯示分系統，其操作過程包括以下步驟:
[0007]步驟一、基本信息輸入；
[0008]步驟二、試驗方案選擇；
[0009]步驟三、試驗想定仿真:根據受試裝備構建對應的想定分布式戰場電磁環境，并進行過程推演與仿真試驗，從而得到受試裝備處電磁環境；
[0010]步驟四、電磁環境構建:根據仿真想定數據和預演試驗結果，構建定量的試驗環境應力數據；
[0011]步驟五、任務動作類型庫編輯:根據試驗環境應力數據對任務動作類型庫進行編輯，從而實現對多臺設備的分布式程控；
[0012]步驟六、任務時間序列編輯:根據試驗環境應力數據對當前測試任務時間序列中的任務項進行編輯修改；
[0013]步驟七、時間表預演驗證:采用多臺信號源、功率放大器設備搭建分布式半實物場景，切換到“無人值守時間表”軟件的預演模式輔助用戶進行當前試驗方案的顯示瀏覽、模擬執行與過程數據查看，根據演練結果對試驗應力數據進行調整，循環執行步驟四的處理，直到效果滿足或接近預期效果，從而獲得最終的試驗環境應力數據；
[0014]步驟八、時間表無人值守執行:切換到“無人值守時間表”軟件的無人值守時間表模式，依據任務時間序列來統一調配各個測試應用組件，來自動進行加載、驅動、控制、采集與記錄存儲，同時提供多種監視視圖以進行過程狀態數據的可視化展示，在執行過程中根據試驗環境控制分系統和電磁環境監測分系統的數據信息對試驗環境應力數據進行實時調整；
[0015]步驟九、結果分析處理；
[0016]步驟十、結束試驗業務:試驗操作人員確認試驗業務是否結束，若否，則進行基本信息更新后，循環執行步驟二的處理;若是，則結束試驗業務。
[0017]可選地，所述試驗想定仿真分系統:根據受試裝備進行典型應用想定，并進行過程推演得到受試裝備處電磁環境，將其作為試驗環境應力的依據。
[0018]可選地，所述電磁環境構建分系統:從試驗想定仿真分系統獲取仿真想定數據，采用多臺信號源、功率放大器設備搭建分布式半實物場景，采用“無人值守時間表”軟件的預演執行模式對試驗數據進行預先演練，根據演練結果和仿真想定數據對試驗應力數據進行調整，直到效果滿足或接近預期效果，從而獲得最終的試驗環境應力數據。
[0019]可選地，所述試驗環境控制分系統:根據試驗環境應力數據，采用“無人值守時間表”軟件的任務動作類型庫來實現設備的統一程控，采用“無人值守時間表”軟件的任務時間序列來實現長時間不間斷的程控管理，從而實現接近真實情況的分布式戰場電磁環境模擬。
[0020]可選地，所述電磁環境監測分系統:對試驗過程中的系統路徑校準和電磁環境進行實時監測與記錄，并實時反饋給電磁環境構建分系統。
[0021]可選地，所述受擾判據監測分系統:對電磁環境監測分系統得到的試驗數據，進行實時分析，分析結果用于驗證試驗模型是否正確，確定試驗結果是否有足夠的精確度，以及試驗結果能否滿足試驗想定的應用需求。
[0022]可選地，所述試驗顯示分系統:為增加仿真試驗環境的互動性、評估性和直觀性，采用顯示屏顯示整個模擬系統中的相關信息，包括虛擬場景的動態顯示、受試裝備附近實時電磁環境頻譜和受試裝備工作狀態的動態顯示。
[0023]可選地，所述步驟一、基本信息輸入:輸入并確認試驗測試基本信息，包括試驗裝備、操作人員、試驗周期、環境條件與試驗類型，發現不符合項進行修改編輯。
[0024]可選地，所述步驟二、試驗方案選擇:選擇一個已構建的試驗方案，對方案中的試驗項目信息、試驗測試應用信息、執行任務項信息進行確認或修改編輯。
[0025]可選地，所述步驟五、任務動作類型庫編輯:對于不同的設備，采用設備名稱、IP地址和動作類型的組合進行區分，其中動作類型分為全參數設置和功率設置兩種;單個任務動作類型的內容包括動作名稱、動作類型、測試應用程序名稱、狀態參數文件名稱。
[0026]本發明的有益效果是:
[0027]整體具有較高的自動化控制程度，能夠更好地適應模擬電磁信號的動態變化，能夠適應模擬電磁環境中測試設備的多樣性和復雜性。
【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1為本發明的電磁環境構建分系統和試驗環境控制分系統組成圖；
[0030]圖2為試驗操作人員根據本發明的方法進行業務處理時的流程圖。
【具體實施方式】
[0031]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0032]本發明所要解決的技術問題在于，如何提供一種方法，能夠實現分布式戰場電磁環境的動態模擬，以改善現有方法在試驗環境應力構建和多設備程控方面的不足。有鑒于此，本發明公開了一種分布式戰場電磁環境動態模擬構建方法，包括試驗想定仿真分系統、電磁環境構建分系統、試驗環境控制分系統、電磁環境監測分系統、受擾判據監測分系統、試驗顯示分系統。
[0033]試驗想定仿真分系統:根據受試裝備進行典型應用想定，并進行過程推演得到受試裝備處電磁環境(信號強度)，將其作為試驗環境應力的依據。
[0034]如圖1所示，電磁環境構建分系統:從試驗想定仿真分系統獲取仿真想定數據，采用多臺信號源、功率放大器等設備搭建分布式半實物場景，采用“無人值守時間表”軟件的預演執行模式對試驗數據進行預先演練，根據演練結果和仿真想定數據對試驗應力數據進行調整，直到效果滿足或接近預期效果，從而獲得最終的試驗環境應力數據。
[0035]如圖1所示，試驗環境控制分系統:根據試驗環境應力數據，采用“無人值守時間表”軟件的任務動作類型庫來實現設備的統一程控，采用“無人值守時間表”軟件的任務時間序列來實現長時間不間斷的程控管理，從而實現更接近真實情況的分布式戰場電磁環境模擬。
[0036]“無人值守時間表”:輔助用戶進行應力動作序列的創建、設置、驗證與執行，支持瀏覽顯示、編輯維護、預演執行與全自動執行等多種工作模式。其中，瀏覽顯示模式僅允許用戶對動作序列中的時間屬性與應力狀態參數屬性進行瀏覽察看;編輯維護模式允許用戶對動作序列進行參數狀態的編輯調整，包括對序列中的動作項的添加、插入、刪除、前移、后移、屬性編輯與執行驗證等;預演執行模式允許對當前動作序列時間表進行顯示瀏覽、啟動模擬執行、停止模擬執行以及過程數據查看等。所調用動作應用程序可選擇為模擬執行狀態以便驗證時間表的功能流程與預期之間的符合程度;全自動執行模式允許對當前動作序列時間表進行顯示瀏覽、啟動執行、停止執行以及過程數據查看等。所調用動作應用程序均為直接程控指定儀表設備，且可生成并輸出相應電磁信號。
[0037]電磁環境監測分系統:對試驗過程中的系統路徑校準和電磁環境進行實時監測與記錄，并實時反饋給電磁環境構建分系統。
[0038]受擾判據監測分系統:對電磁環境監測分系統得到的試驗數據，進行實時分析，分析結果可用于驗證試驗模型是否正確，確定試驗結果是否有足夠的精確度，以及試驗結果能否滿足試驗想定的應用需求。
[0039]試驗顯示分系統:為增加仿真試驗環境的互動性、評估性和直觀性，采用顯示屏顯示整個模擬系統中的相關信息，包括虛擬場景的動態顯示、受試裝備附近實時電磁環境頻譜和受試裝備工作狀態的動態顯示等。
[0040]在分布式戰場電磁環境試驗活動中，典型的用戶角色為試驗操作人員。試驗操作人員借助各種試驗資源來準備試驗、實施試驗并最終形成試驗報告。試驗操作人員進行業務處理時，通常需要軟件系統按如圖2所示操作流程進行引導:
[0041]步驟一、基本信息輸入:輸入并確認試驗測試基本信息，包括試驗裝備、操作人員、試驗周期、環境條件與試驗類型等，發現不符合項進行修改編輯。
[0042]步驟二、試驗方案選擇:選擇一個已構建的試驗方案，對方案中的試驗項目信息、試驗測試應用信息、執行任務項信息等進行確認或修改編輯。
[0043]步驟三、試驗想定仿真:根據受試裝備構建對應的想定分布式戰場電磁環境，并進行過程推演與仿真試驗，從而得到受試裝備處電磁環境。
[0044]步驟四、電磁環境構建:根據仿真想定數據和預演試驗結果，構建定量的試驗環境應力數據。
[0045]步驟五、任務動作類型庫編輯:根據試驗環境應力數據對任務動作類型庫進行編輯，從而實現對多臺設備的分布式程控。對于不同的設備，采用設備名稱、IP地址和動作類型的組合進行區分，其中動作類型分為全參數設置和功率設置兩種。單個任務動作類型的內容包括動作名稱、動作類型、測試應用程序名稱、狀態參數文件名稱等。
[0046]步驟六、任務時間序列編輯:根據試驗環境應力數據對當前測試任務時間序列中的任務項進行編輯修改，包括添加任務項、插入任務項、刪除任務項、前移任務項、后移任務項與編輯任務項等，任務項屬性信息支持執行任務類型、時間設置以及時間范圍限制等，允許進行單個任務項試驗測試應用的執行參數配置與執行效果驗證等。
[0047]步驟七、時間表預演驗證:采用多臺信號源、功率放大器等設備搭建分布式半實物場景，切換到“無人值守時間表”軟件的預演模式輔助用戶進行當前試驗方案的顯示瀏覽、模擬執行與過程數據查看等。根據演練結果對試驗應力數據進行調整，循環執行步驟四的處理，直到效果滿足或接近預期效果，從而獲得最終的試驗環境應力數據。
[0048]步驟八、時間表無人值守執行:切換到“無人值守時間表”軟件的無人值守時間表模式，依據任務時間序列來統一調配各個測試應用組件，來自動進行加載、驅動、控制、采集與記錄存儲等，同時提供多種監視視圖以進行過程狀態數據的可視化展示，允許用戶進行停止、重啟等人工干預處理以確保操作可控化。在執行過程中根據試驗環境控制分系統和電磁環境監測分系統的數據信息對試驗環境應力數據進行實時調整。
[0049]步驟九、結果分析處理:對當前試驗測試結果數據進行查詢瀏覽、統計分析、過程數據導出以及試驗報告生成等。
[0050]步驟十、結束試驗業務:試驗操作人員確認試驗業務是否結束，若否，則進行基本信息更新后，循環執行步驟二的處理;若是，則結束試驗業務。[005? ]本發明提出了一種分布式戰場電磁環境動態模擬構建方法，在試驗開始執行前米用“無人值守時間表”軟件的預演執行模式對試驗環境應力進行預先演練，從而獲得滿足需求的試驗數據，構建適應動態變化的模擬電磁環境;采用“無人值守時間表”軟件的任務動作類型庫和任務時間序列實現對多臺設備長時間不間斷的自動化分布式程控，在此基礎上所收集到的電子裝備在電磁環境仿真試驗過程中的檢測數據才是準確、有價值的，能夠為后續進行的信息集成、信息交互、模擬仿真與信息融合提供充分可靠的基礎數據。本發明的優勢在于整體具有較高的自動化控制程度，能夠更好地適應模擬電磁信號的動態變化，能夠適應模擬電磁環境中測試設備的多樣性和復雜性。
[0052]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種分布式戰場電磁環境動態模擬構建方法，其特征在于，包括:試驗想定仿真分系統、電磁環境構建分系統、試驗環境控制分系統、電磁環境監測分系統、受擾判據監測分系統、試驗顯示分系統，其操作過程包括以下步驟: 步驟一、基本信息輸入； 步驟二、試驗方案選擇； 步驟三、試驗想定仿真:根據受試裝備構建對應的想定分布式戰場電磁環境，并進行過程推演與仿真試驗，從而得到受試裝備處電磁環境； 步驟四、電磁環境構建:根據仿真想定數據和預演試驗結果，構建定量的試驗環境應力數據； 步驟五、任務動作類型庫編輯:根據試驗環境應力數據對任務動作類型庫進行編輯，從而實現對多臺設備的分布式程控； 步驟六、任務時間序列編輯:根據試驗環境應力數據對當前測試任務時間序列中的任務項進行編輯修改； 步驟七、時間表預演驗證:采用多臺信號源、功率放大器設備搭建分布式半實物場景，切換到“無人值守時間表”軟件的預演模式輔助用戶進行當前試驗方案的顯示瀏覽、模擬執行與過程數據查看，根據演練結果對試驗應力數據進行調整，循環執行步驟四的處理，直到效果滿足或接近預期效果，從而獲得最終的試驗環境應力數據； 步驟八、時間表無人值守執行:切換到“無人值守時間表”軟件的無人值守時間表模式，依據任務時間序列來統一調配各個測試應用組件，來自動進行加載、驅動、控制、采集與記錄存儲，同時提供多種監視視圖以進行過程狀態數據的可視化展示，在執行過程中根據試驗環境控制分系統和電磁環境監測分系統的數據信息對試驗環境應力數據進行實時調整； 步驟九、結果分析處理； 步驟十、結束試驗業務:試驗操作人員確認試驗業務是否結束，若否，則進行基本信息更新后，循環執行步驟二的處理;若是，則結束試驗業務。2.如權利要求1所述的一種分布式戰場電磁環境動態模擬構建方法，其特征在于，所述試驗想定仿真分系統:根據受試裝備進行典型應用想定，并進行過程推演得到受試裝備處電磁環境，將其作為試驗環境應力的依據。3.如權利要求1所述的一種分布式戰場電磁環境動態模擬構建方法，其特征在于，所述電磁環境構建分系統:從試驗想定仿真分系統獲取仿真想定數據，采用多臺信號源、功率放大器設備搭建分布式半實物場景，采用“無人值守時間表”軟件的預演執行模式對試驗數據進行預先演練，根據演練結果和仿真想定數據對試驗應力數據進行調整，直到效果滿足或接近預期效果，從而獲得最終的試驗環境應力數據。4.如權利要求1所述的一種分布式戰場電磁環境動態模擬構建方法，其特征在于，所述試驗環境控制分系統:根據試驗環境應力數據，采用“無人值守時間表”軟件的任務動作類型庫來實現設備的統一程控，采用“無人值守時間表”軟件的任務時間序列來實現長時間不間斷的程控管理，從而實現接近真實情況的分布式戰場電磁環境模擬。5.如權利要求1所述的一種分布式戰場電磁環境動態模擬構建方法，其特征在于，所述電磁環境監測分系統:對試驗過程中的系統路徑校準和電磁環境進行實時監測與記錄，并實時反饋給電磁環境構建分系統。6.如權利要求1所述的一種分布式戰場電磁環境動態模擬構建方法，其特征在于，所述受擾判據監測分系統:對電磁環境監測分系統得到的試驗數據，進行實時分析，分析結果用于驗證試驗模型是否正確，確定試驗結果是否有足夠的精確度，以及試驗結果能否滿足試驗想定的應用需求。7.如權利要求1所述的一種分布式戰場電磁環境動態模擬構建方法，其特征在于，所述試驗顯示分系統:為增加仿真試驗環境的互動性、評估性和直觀性，采用顯示屏顯示整個模擬系統中的相關信息，包括虛擬場景的動態顯示、受試裝備附近實時電磁環境頻譜和受試裝備工作狀態的動態顯示。8.如權利要求1所述的一種分布式戰場電磁環境動態模擬構建方法，其特征在于，所述步驟一、基本信息輸入:輸入并確認試驗測試基本信息，包括試驗裝備、操作人員、試驗周期、環境條件與試驗類型，發現不符合項進行修改編輯。9.如權利要求1所述的一種分布式戰場電磁環境動態模擬構建方法，其特征在于，所述步驟二、試驗方案選擇:選擇一個已構建的試驗方案，對方案中的試驗項目信息、試驗測試應用信息、執行任務項信息進行確認或修改編輯。10.如權利要求1所述的一種分布式戰場電磁環境動態模擬構建方法，其特征在于，所述步驟五、任務動作類型庫編輯:對于不同的設備，采用設備名稱、IP地址和動作類型的組合進行區分，其中動作類型分為全參數設置和功率設置兩種;單個任務動作類型的內容包括動作名稱、動作類型、測試應用程序名稱、狀態參數文件名稱。
【文檔編號】G01R29/08GK106053964SQ201610353553
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】閻濤, 趙秀才, 賀穩安, 楊洋
【申請人】中國電子科技集團公司第四十研究所, 中國電子科技集團公司第四十一研究所