一種多源探測半實物仿真與時間窗口分析系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一種多源探測半實物仿真與時間窗口分析系統(tǒng)，系統(tǒng)構(gòu)成包括上位機(jī)、以太網(wǎng)路由器、綜控系統(tǒng)、動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)、地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、模擬輻射源、多個被動雷達(dá)、GPS馴服銣鐘、多站協(xié)同信號處理機(jī)、實時反射內(nèi)存網(wǎng)、直流穩(wěn)壓電源、UPS電源。本發(fā)明基于實時反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)以及以太網(wǎng)絡(luò)，采用數(shù)學(xué)仿真與射頻仿真相結(jié)合的實時系統(tǒng)架構(gòu)，能夠?qū)Χ嘣刺綔y體系綜合性能進(jìn)行有效驗證，也能夠?qū)δ繕?biāo)指示的時間窗口進(jìn)行仿真分析，從而為飛行器的目標(biāo)指引系統(tǒng)論證提供技術(shù)支撐。
【專利說明】一種多源探測半實物仿真與時間窗口分析系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于目標(biāo)探測技術(shù)仿真驗證領(lǐng)域，涉及一種多源探測半實物仿真與時間窗口分析系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]針對目標(biāo)的多源探測是偵察、定位、跟蹤和目標(biāo)指示的重要手段。多源目標(biāo)探測體制可以分為地基視距探測、地基超視距探測、空基平臺探測、天基平臺探測、彈載平臺探測等；多源目標(biāo)探測仿真驗證手段又可以分為數(shù)學(xué)仿真、實物樣機(jī)驗證等手段。其中，地基視距探測手段、近距空基平臺等依賴于與目標(biāo)間的直達(dá)信號，無法實現(xiàn)對超視距外時敏目標(biāo)的偵察與定位，同時，現(xiàn)有系統(tǒng)在驗證手段上多單純依賴于數(shù)學(xué)仿真或單機(jī)指標(biāo)考核，系統(tǒng)構(gòu)成簡單、應(yīng)用場景單一、實時性無法保障，難以實現(xiàn)對多源探測系統(tǒng)設(shè)計的有效驗證與技術(shù)支撐。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有仿真驗證系統(tǒng)的不足，提出一種多源探測半實物仿真與時間窗口分析系統(tǒng)，解決多源探測系統(tǒng)仿真驗證難題，構(gòu)建涵蓋天基探測、地基超視距探測、多站協(xié)同探測的多源探測體系，形成包括模擬輻射源在內(nèi)的實時半實物仿真系統(tǒng)，采用數(shù)學(xué)仿真與射頻仿真相結(jié)合的實時系統(tǒng)架構(gòu)，實現(xiàn)目標(biāo)指引的時間窗口仿真分析，為飛行器的目標(biāo)指示系統(tǒng)設(shè)計提供有效技術(shù)支撐。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種多源探測半實物仿真與時間窗口分析系統(tǒng)，包括上位機(jī)、以太網(wǎng)路由器、綜控系統(tǒng)、動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)、地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、模擬輻射源、多個被動雷達(dá)、GPS馴服銣鐘、多站協(xié)同信號處理機(jī)、實時反射內(nèi)存網(wǎng)、供電系統(tǒng)；供電系統(tǒng)包括直流穩(wěn)壓電源、UPS電源；
[0005]直流穩(wěn)壓電源，給模擬輻射源、多個被動雷達(dá)、GPS馴服銣鐘、GPS馴服銣鐘供電；
[0006]UPS電源，給上位機(jī)、以太網(wǎng)路由器、綜控系統(tǒng)、動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)、地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、多站協(xié)同信號處理機(jī)、實時反射內(nèi)存網(wǎng)供電；
[0007]上位機(jī)支持多種編程語言，上位機(jī)進(jìn)行動力學(xué)/運動學(xué)模型編譯，并通過以太網(wǎng)路由器下載至動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)，上位機(jī)進(jìn)行地基超視距雷達(dá)模型編譯，并通過以太網(wǎng)路由器下載至地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)，上位機(jī)進(jìn)行天基衛(wèi)星探測模型編譯，并通過以太網(wǎng)路由器下載至天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)；
[0008]綜控系統(tǒng)負(fù)責(zé)全系統(tǒng)的啟動及調(diào)度，通過實時反射內(nèi)存網(wǎng)向動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)、地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、模擬輻射源、多站協(xié)同信號處理機(jī)發(fā)送啟動指令和調(diào)度指令，動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)、地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、模擬輻射源、多站協(xié)同信號處理機(jī)均按照指令啟動；
[0009]動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)，通過上位機(jī)下載的動力學(xué)/運動學(xué)模型，實時模擬目標(biāo)運動信息，并通過實時反射內(nèi)存網(wǎng)將目標(biāo)位置、運動信息發(fā)送至地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、模擬輻射源、多站協(xié)同信號處理機(jī)；
[0010]地基超視距雷達(dá)，通過上位機(jī)下載的地基超視距雷達(dá)模型，結(jié)合觀測站及目標(biāo)間的相對位置，模擬天波超視距、地波超視距雷達(dá)工作過程，生成信號級仿真數(shù)據(jù)，同時，地基超視距雷達(dá)模擬該信號級仿真數(shù)據(jù)的處理過程，包括疊加處理時延、探測誤差，按照實際處理數(shù)據(jù)率擬合目標(biāo)航跡，并提供目標(biāo)的位置和運動信息，通過實時反射內(nèi)存網(wǎng)輸出至綜控系統(tǒng)；
[0011]天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)，通過上位機(jī)下載的天基衛(wèi)星探測模型，實時仿真衛(wèi)星軌道，或根據(jù)綜控系統(tǒng)調(diào)度指令控制天基衛(wèi)星變軌，根據(jù)天基衛(wèi)星覆蓋區(qū)域判別是否能夠偵收到目標(biāo)信號，并進(jìn)行信號級仿真，模擬真實天基探測過程，輸出目標(biāo)的位置和運動信息，通過實時反射內(nèi)存網(wǎng)輸出至綜控系統(tǒng)供綜控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合和目標(biāo)判別；
[0012]模擬輻射源，模擬目標(biāo)的電磁輻射特征，根據(jù)多個被動雷達(dá)與目標(biāo)間的相對位置關(guān)系，模擬時延、相移、捷變頻、重頻參差這些信號脈內(nèi)特征，生成被動雷達(dá)應(yīng)接收到的射頻信號，注入給被動雷達(dá)；
[0013]多個被動雷達(dá)，對模擬輻射源注入的射頻信號進(jìn)行下變頻采樣后生成中頻信號，將該中頻信號傳輸至多站協(xié)同信號處理機(jī)；
[0014]GPS馴服銣鐘，接收GPS信號，將GPS信號中的位置信息和時間信息傳輸至多站協(xié)同信號處理機(jī)；
[0015]多站協(xié)同信號處理機(jī)基于時差/頻差定位原理，接收GPS馴服銣鐘傳輸來的GPS信號中的位置信息和時間信息和多個被動雷達(dá)傳輸來的中頻信號，從該中頻信號中提取該中頻信號的脈寬、重頻、到達(dá)時間，結(jié)合GPS信號中的位置信息和時間信息，進(jìn)行定位解算，得到目標(biāo)位置和運動信息，并通過實時反射內(nèi)存網(wǎng)輸出至綜控系統(tǒng)；
[0016]綜控系統(tǒng)根據(jù)實時反射內(nèi)存網(wǎng)傳來的地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、多站協(xié)同信號處理機(jī)輸出目標(biāo)位置、運動信息，進(jìn)行多源融合后給出時間窗口指示，為飛行器提供目標(biāo)指引。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:
[0018](1)本發(fā)明通過采用仿真計算機(jī)、實時光纖內(nèi)存網(wǎng)和模擬輻射源設(shè)備，構(gòu)建了數(shù)學(xué)仿真與射頻仿真相結(jié)合的實時仿真驗證系統(tǒng)，能夠在實驗室內(nèi)靈活配置試驗流程，對大型系統(tǒng)、重要單機(jī)、體系架構(gòu)進(jìn)行實時驗證，系統(tǒng)架構(gòu)新穎，仿真驗證效率高。
[0019](2)本發(fā)明采用的多個被動雷達(dá)，工作于寬頻段、多體制，結(jié)合多站協(xié)同信號處理機(jī)，能夠?qū)r差、時差+頻差的無源定位體制進(jìn)行射頻驗證，應(yīng)用范圍廣、考核技術(shù)新。
[0020](3)本發(fā)明采用的地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)能夠通過信號級仿真模擬對視距外目標(biāo)的探測、跟蹤，驗證超視距探測過程，為目標(biāo)指示系統(tǒng)指標(biāo)論證提供仿真驗證手段支撐。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為一種多源探測半實物仿真與時間窗口分析系統(tǒng)示意圖。

【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0023]如圖1所示，一種多源探測半實物仿真與時間窗口分析系統(tǒng)，包括上位機(jī)、以太網(wǎng)路由器、綜控系統(tǒng)、動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)、地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、模擬輻射源、多個被動雷達(dá)、GPS馴服銣鐘、多站協(xié)同信號處理機(jī)、實時反射內(nèi)存網(wǎng)、供電系統(tǒng)；供電系統(tǒng)包括直流穩(wěn)壓電源、UPS電源；
[0024]直流穩(wěn)壓電源，通過程序控制按照預(yù)定時序，給模擬輻射源、多個被動雷達(dá)、GPS馴服銣鐘、GPS馴服銣鐘加電；
[0025]UPS電源，給上位機(jī)、以太網(wǎng)路由器、綜控系統(tǒng)、動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)、地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、多站協(xié)同信號處理機(jī)、實時反射內(nèi)存網(wǎng)供電，避免突然斷電對設(shè)備的損害；
[0026]上位機(jī)支持多種編程開發(fā)語言，在各設(shè)備加電后，上位機(jī)進(jìn)行動力學(xué)/運動學(xué)模型編譯，并通過以太網(wǎng)路由器下載至動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)，上位機(jī)進(jìn)行地基超視距雷達(dá)模型編譯，并通過以太網(wǎng)路由器下載至地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)，上位機(jī)進(jìn)行天基衛(wèi)星探測模型編譯，并通過以太網(wǎng)路由器下載至天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)；
[0027]綜控系統(tǒng)負(fù)責(zé)全系統(tǒng)設(shè)備的綜合控制，包括發(fā)送啟動指令和調(diào)度指令，確保全系統(tǒng)正常工作流程，綜控系統(tǒng)通過實時反射內(nèi)存網(wǎng)向動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)、地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、模擬輻射源、多站協(xié)同信號處理機(jī)發(fā)送啟動指令和調(diào)度指令，動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)、地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、模擬輻射源、多站協(xié)同信號處理機(jī)均啟動；
[0028]動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)，通過上位機(jī)下載的動力學(xué)/運動學(xué)模型，實時模擬目標(biāo)運動信息，并通過實時反射內(nèi)存網(wǎng)將目標(biāo)位置、運動信息發(fā)送至地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、模擬輻射源、多站協(xié)同信號處理機(jī)，供各設(shè)備模擬真實場景下目標(biāo)探測流程和信號處理流程，以驗證探測體系合理性和有效性；
[0029]地基超視距雷達(dá)，通過上位機(jī)下載的地基超視距雷達(dá)模型，結(jié)合觀測站及目標(biāo)間的相對位置，模擬天波超視距、地波超視距雷達(dá)工作過程，生成信號級仿真數(shù)據(jù)，同時，地基超視距雷達(dá)模擬該信號級仿真數(shù)據(jù)的處理過程，包括疊加處理時延、探測誤差，按照實際處理數(shù)據(jù)率擬合目標(biāo)航跡，并提供目標(biāo)的位置和運動信息，通過實時反射內(nèi)存網(wǎng)輸出至綜控系統(tǒng)；
[0030]天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)，通過上位機(jī)下載的天基衛(wèi)星探測模型，實時仿真衛(wèi)星軌道，或根據(jù)綜控系統(tǒng)調(diào)度指令控制天基衛(wèi)星變軌，根據(jù)天基衛(wèi)星覆蓋區(qū)域判別是否能夠偵收到目標(biāo)信號，并進(jìn)行信號級仿真，模擬真實天基探測過程，輸出目標(biāo)的位置和運動信息，通過實時反射內(nèi)存網(wǎng)輸出至綜控系統(tǒng)供綜控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合和目標(biāo)判別；
[0031]模擬輻射源，模擬目標(biāo)的電磁輻射特征，根據(jù)多個被動雷達(dá)與目標(biāo)間的相對位置關(guān)系，通過模擬時延、相移、捷變頻、重頻參差這些信號脈內(nèi)特征真實反映目標(biāo)輻射源特征，生成的被動雷達(dá)應(yīng)接收到的信號以射頻形式注入給被動雷達(dá)；
[0032]多個被動雷達(dá)，對模擬輻射源注入的射頻信號進(jìn)行下變頻采樣后生成中頻信號，將該中頻信號傳輸至多站協(xié)同信號處理機(jī)，由模擬輻射源至多個被動雷達(dá)，再至多站協(xié)同信號處理機(jī)的信號傳輸鏈路，使得系統(tǒng)具備了射頻仿真能力，能夠?qū)?shù)學(xué)仿真與射頻仿真相結(jié)合，從而具備了對重要單機(jī)的考核能力；
[0033]GPS馴服銣鐘，接收GPS信號，并將GPS信號中的位置信息和時間信息傳輸至多站協(xié)同信號處理機(jī)；
[0034]多站協(xié)同信號處理機(jī)基于時差/頻差定位原理，接收GPS馴服銣鐘傳輸來的GPS信號中的位置信息和時間信息和多個被動雷達(dá)傳輸來的中頻信號，從該中頻信號中提取該中頻信號的脈寬、重頻、到達(dá)時間，結(jié)合GPS信號中的位置信息和時間信息，進(jìn)行定位解算，得到目標(biāo)位置和運動信息，并通過實時反射內(nèi)存網(wǎng)輸出至綜控系統(tǒng)；
[0035]綜控系統(tǒng)根據(jù)實時反射內(nèi)存網(wǎng)傳來的地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、多站協(xié)同信號處理機(jī)輸出目標(biāo)位置、運動信息，進(jìn)行多源融合后給出時間窗口指示，為飛行器提供目標(biāo)指引。
[0036]本發(fā)明未詳細(xì)說明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。
【權(quán)利要求】
1.一種多源探測半實物仿真與時間窗口分析系統(tǒng)，其特征在于:包括上位機(jī)、以太網(wǎng)路由器、綜控系統(tǒng)、動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)、地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、模擬輻射源、多個被動雷達(dá)、GPS馴服銣鐘、多站協(xié)同信號處理機(jī)、實時反射內(nèi)存網(wǎng)、供電系統(tǒng)；供電系統(tǒng)包括直流穩(wěn)壓電源、UPS電源； 直流穩(wěn)壓電源，給模擬輻射源、多個被動雷達(dá)、GPS馴服銣鐘、GPS馴服銣鐘供電； UPS電源，給上位機(jī)、以太網(wǎng)路由器、綜控系統(tǒng)、動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)、地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、多站協(xié)同信號處理機(jī)、實時反射內(nèi)存網(wǎng)供電； 上位機(jī)進(jìn)行動力學(xué)/運動學(xué)模型編譯，并通過以太網(wǎng)路由器下載至動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)，上位機(jī)進(jìn)行地基超視距雷達(dá)模型編譯，并通過以太網(wǎng)路由器下載至地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)，上位機(jī)進(jìn)行天基衛(wèi)星探測模型編譯，并通過以太網(wǎng)路由器下載至天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)； 綜控系統(tǒng)通過實時反射內(nèi)存網(wǎng)向動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)、地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、模擬輻射源、多站協(xié)同信號處理機(jī)發(fā)送啟動指令和調(diào)度指令，動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)、地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、模擬輻射源、多站協(xié)同信號處理機(jī)均啟動； 動力學(xué)/運動學(xué)仿真機(jī)，通過上位機(jī)下載的動力學(xué)/運動學(xué)模型，實時模擬目標(biāo)運動信息，并通過實時反射內(nèi)存網(wǎng)將目標(biāo)位置、運動信息發(fā)送至地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、模擬輻射源、多站協(xié)同信號處理機(jī)； 地基超視距雷達(dá)，通過上位機(jī)下載的地基超視距雷達(dá)模型，結(jié)合觀測站及目標(biāo)間的相對位置，模擬天波超視距、地波超視距雷達(dá)工作過程，生成信號級仿真數(shù)據(jù)，同時，地基超視距雷達(dá)模擬該信號級仿真數(shù)據(jù)的處理過程，包括疊加處理時延、探測誤差，按照實際處理數(shù)據(jù)率擬合目標(biāo)航跡，并提供目標(biāo)的位置和運動信息，通過實時反射內(nèi)存網(wǎng)輸出至綜控系統(tǒng)； 天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)，通過上位機(jī)下載的天基衛(wèi)星探測模型，實時仿真衛(wèi)星軌道，或根據(jù)綜控系統(tǒng)調(diào)度指令控制天基衛(wèi)星變軌，根據(jù)天基衛(wèi)星覆蓋區(qū)域判別是否能夠偵收到目標(biāo)信號，并進(jìn)行信號級仿真，模擬真實天基探測過程，輸出目標(biāo)的位置和運動信息，通過實時反射內(nèi)存網(wǎng)輸出至綜控系統(tǒng)供綜控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合和目標(biāo)判別； 模擬輻射源，模擬目標(biāo)的電磁輻射特征，根據(jù)多個被動雷達(dá)與目標(biāo)間的相對位置關(guān)系，模擬時延、相移、捷變頻、重頻參差這些信號脈內(nèi)特征，生成被動雷達(dá)應(yīng)接收到的射頻信號，注入給被動雷達(dá)； 多個被動雷達(dá)，對模擬輻射源注入的射頻信號進(jìn)行下變頻采樣后生成中頻信號，將該中頻信號傳輸至多站協(xié)同信號處理機(jī)； GPS馴服銣鐘，接收GPS信號，將GPS信號中的位置信息和時間信息傳輸至多站協(xié)同信號處理機(jī)； 多站協(xié)同信號處理機(jī)基于時差/頻差定位原理，接收GPS馴服銣鐘傳輸來的GPS信號中的位置信息和時間信息和多個被動雷達(dá)傳輸來的中頻信號，從該中頻信號中提取該中頻信號的脈寬、重頻、到達(dá)時間，結(jié)合GPS信號中的位置信息和時間信息，進(jìn)行定位解算，得到目標(biāo)位置和運動信息，并通過實時反射內(nèi)存網(wǎng)輸出至綜控系統(tǒng)； 綜控系統(tǒng)根據(jù)實時反射內(nèi)存網(wǎng)傳來的地基超視距雷達(dá)仿真機(jī)、天基衛(wèi)星探測仿真機(jī)、多站協(xié)同信號處理機(jī)輸出目標(biāo)位置、運動信息，進(jìn)行多源融合后給出時間窗口指示，為飛行器提供目標(biāo)指引。
【文檔編號】G05B17/02GK104281059SQ201410559867
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】夏東坤, 劉百奇, 卓佳, 李志國, 蔡昱, 王宇航, 張旋, 劉紅軍, 王澤 , 王陽春 申請人:中國運載火箭技術(shù)研究院