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1、机载光电探测系统的地面仿真与性能评估王新元王玲琴,,(中航613研究所洛阳471009)摘要本文简述机载光电探测系统仿真的,,该仿真系统包括仿真计算机、一般组成方法并举一实例仿真软件、五轴转台、红外/电视成象目标模拟器、飞行模拟座舱、天地景及视觉目标模拟器等。文中给出仿真系统的信息流程及工作简况,并指出用该仿真系统对光电探测系统进行性能评估的方法.1概述现代战争往往要求战斗机具备夜视能力,使得战争能在昼夜和坏天气条件下连续进,;要行求机载火控系统具备高精度瞄准能力且能引导投放激光制导炸弹等精确制导武。,;因此器要求战术机具备突防能力的隐身技术装备有
2、红外/电视激光等多种传感器的机载光电火控系统便应运而生了。与此相应,建立半实物的光电探测系统仿真实验室也就提到日程上来。机载光电探测系统仿真实验室是用于人一机一光电火控系统在地面进行试验,以解决系统研制过程中瞄准精度、跟踪精度、稳定技术、误差分析、背景抑制、抗干扰能力、、,;多目标探测与识别系统集成等多项技术问题同时对光电系统综合性能予以检测评估并可对使用光电系统时的协调工作和战术予以仿真研究,在试飞前也为飞行员适应操纵该系统提供地面训练手段。,、和一般仿真试验室一样光电探测系统地面仿真试验室也是由仿真对象模拟设备、“”。仿真环境模拟设备地面仿真支
3、持设备三种模拟设备采取相应组合方式拼凑而成,所谓仿真对象模拟设备指的是把人一机一武器火控系统大闭环中的各个环节要用数学模型方式或实物设各形式模拟出来。所谓仿真环境模拟设备指的是为参战的人、飞机、火控系统烘托出空中真实的作战环境,包括人的视觉、听觉、触觉环境,以及为火控系统提供的目标与背景等环境。所谓地面仿真支持设备指的是为了在地面仿真空中格斗所必须的一些设备和软件。机载光电探测系统半实物仿真试验室与以往我们所建的仿真实验室相比,其主要区别在于仿真环境模拟设备。以前主要是为人制造出一种空战环境,而光电探测系统仿真“”,。试验室则重点考虑为光电探测器制
4、造视觉环境称之为主环境这是因为在这种作战系,、,统的工作模式中虽然有手动跟踪飞行员要标定目标等但更多的情况是红外/电视全自动图象跟踪工作模式。(此时可局部地认为人在闭环外)环境是为飞行员制造一种视觉、听觉、触觉环境。光电系统仿真重在为光电系统烘托环境,轻在为人烘托环境,飞行员主要通过观看平显画面进行飞行攻击。由此可将光电系统仿真试验室所选各类仿。真设备汇总如表1762计算机及各类数学模型仿真对象模拟设各三轴飞行模拟转台目标影象生成器主环境为光电系统服务目标影象投射器一目标屏幕光电模仿拟真设环备境座舱外圈外景系统视觉—探测平显环境座系统}仪表仿真付环
5、境为人服务「指示灯设备光电系统控制盒触觉一环境座舱操纵系统听觉环境一音响系统地面仿真支持设备供水系统表12组成。、图l为五轴转台形式光电仿真实验室构成框图由图可知它主要由仿真计算机数学模型及仿真软件、五轴转台、红外/电视成象目标模拟器、飞行模拟座舱、天地境及视觉目标模拟系统构成。各部分概况简述于后。2.1计算机系统,:,,即在地面仿真中计算机系统主要功能其一提供各仿真对象灵魂将各仿真对,。,象动态性能以微分方程形式表达出来进行实时迭代解算其二对仿真试验进行实时,,控制和管理即一方面将各仿真对象数学模型按各自特性选取相应的帧时实时迭代解算另一方面要能
6、进行仿真初始化、数据采集通讯、数据存贮处理,试验结果评估等。、、、用于光电系统的仿真计算机系统应具备高精度高速度大容量良好的数据吞吐,、。能力方便的扩充能力优异的图形手段763计算机系统拟采用多CPU的服务器担负。各计算机由光纤反射内存网构成实时仿真网络,,它方便地将光电仿真试验室与其它重点试验室联接起来能方便地根据研究任务的需要对实验室试验设备进行重构和组合,以满足纯数学仿真、半实物仿真、单机作战仿真、多机作战仿真等多种任务需要。总天地景及天地景及视演控视觉目标目未彩注器制、投射乙口多功能显示器计球屏幕光电系统控制盒算机它至其实验室软件图形工作站
7、数学模目标发生器型光电探测系统内三轴外两轴五轴转台图l2.2模型及仿真软件,,试验室数学模型是试验中各仿真对象的灵魂它涉及仿真试验精度和真实性主要:、飞、、包括人数学模型机操纵系统数学模型飞行系统数学模型光电系统瞄准中心相对飞机质心牵连运动模型、目标模型、大电系统瞄准中心相对目标质心相对运动模型、红外/电视激光传感器模型、图像处理模型、滤波控制模型、激光制导武器模型。仿真软件用以控制整个仿真试验,包括实验任务设备组合、仿真实验初始化、数学、、模、、模型迭代解算实验数据采集记录拟设备运行控制实验结果分析与评估故障复现和分析等。此外,仿真软件还包括目标
8、及环境数据库软件、图形生成软件、太阳幅射软件、大气衰减软件等。2.3五轴转台五轴转台由设计在同一基座上的三自由度飞行模拟转
