[发明专利]一种空中平台雷达探测动态过程的仿真方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机仿真技术领域，具体涉及空中平台雷达探测动态过程的一种仿真方法。

背景技术

隐身技术是通过降低武器平台特征信号，减小敌方探测器的探测、跟踪、锁定概率和制导武器攻击成功率的技术。评价飞行器隐身性能的传统方法是通过计算、测试得到武器平台各个方位、频率的RCS并进行平均。实战过程中，探测器的位置、速度、距离、方位在时刻变化，采用传统方法已难以全面考核飞行器面临实战时的隐身性能。因此建立飞行器在实战环境下飞行仿真过程，同时模拟目标被探测的状态，对于评估飞行器隐身性能、评价执行任务所遇到的风险以及评估突防技术和战术，具有重要的意义。

发明内容

本发明基于实战仿真以及隐身性能评估的需要，实现飞行器飞行仿真过程，模拟在不同实战环境下探测、攻击的结果，对实战环境、平台、武器、探测器等诸多要素进行了关联。

本发明提供的一种空中平台雷达探测动态过程的仿真方法，主要由以下步骤组成：

步骤1：仿真元素关联关系设计和仿真任务数据库设计。

所述的仿真元素关联关系包括静态关联和动态关联，所述的静态关联包括目标和探测器之间的搭载关系、平台和武器之间的可搭载关系。所述的动态关联包括任务场景中的作战单元、作战单元所采用的平台、作战单元所用平台搭载的武器和作战单元的预设指令。

所述的仿真任务数据库包括9个数据表，分为四类：第一类包含与任务无关的仿真元素参数信息，包括目标、探测器、航迹点；第二类包含与任务相关的仿真元素参数信息，包括任务场景、作战单元、航迹；第三类表示与任务无关的关系信息，包括平台-武器、目标-探测器；第四类表示与任务相关的关系信息，包括装载武器。其中，第三类的数据表就是两个静态关联关系，第四类的数据表就是一个动态关联关系。

步骤2：设定仿真任务。一个仿真任务就是一个任务场景数据表的一条记录，可以对其进行添加、删除、修改等操作。在仿真任务设定中，对仿真的区域(经度范围、纬度范围)、面杂波特性(海杂波、地杂波)、体杂波特性(雨、雾特性)等进行设置。

在设定仿真任务的中，需要添加作战单元作为仿真主体。每一个作战单元必须指定一个平台，由于平台与探测器的关系是静态关联关系，因此不需要制定平台所搭载的探测器。但是作战单元与搭载武器之间的关系是动态关联关系，所以还需指定平台所搭载的武器类型、数量，所搭载的武器类型又受到平台与武器的可搭载关系这个静态关联关系的约束。

每个作战单元可以预先指定一条航迹，没有指定航迹的作战单元按照初始速度和方位运动。航迹由多个按照顺序排列的航迹点组成，运行过程中作战单元顺序经过预设航迹点。遍历航迹点的方法有单次遍历、循环遍历、往复遍历三种。

以航迹点A、B、C、D为例说明“单次遍历、循环遍历、往复遍历”的涵义。单次遍历指设定的航迹点按顺序逐个遍历一次，即A-B-C-D；循环遍历指航迹点顺序遍历后，再从头开始顺序遍历，直到接收到新的指令，即A-B-C-D-A-B-C-D-……；往复遍历指航迹点顺序遍历与逆序遍历交替进行，直到接收到新的指令，即A-B-C-D-C-B-A-B-C……。

步骤3：对作战单元的运动、探测过程进行仿真和分析。设定一个仿真的时间步长，在指定航迹的情况下，可以根据速度、航迹得出各作战单元在每个时间步的位置、姿态。进一步计算出对抗双方各作战单元的距离和相对方位角、俯仰角，根据雷达性能和各平台对应目标的雷达散射截面(radar cross section，RCS)计算互相探测情况。

本发明的优点在于：

(1)涵盖了作战环境、平台、武器、探测器、作战单元等主要的仿真元素；

(2)根据各仿真元素关联特点，设计了关系数据库，能够体现各元素之间的关联关系；

(3)仿真任务设置快捷方便，可设置不同模式的预定航迹；

(4)作战单元的航迹和仿真探测概率的可视化显示更为直观。

附图说明

图1是目标分类示意图；

图2是探测器分类示意图；

图3是任务场景结构示意图；

图4是静态关联和动态关联结构示意图；

图5是仿真过程流程图；

图6是实施例中作战仿真区域示意图；

图7是航迹点示意图；

图8是两个作战单元的航迹；

图9是两个作战单元在各时间步的位置；

图10是两个作战单元距离随时间步的变化；

图11是两个作战单元航向角随时间步的变化；