光电经纬仪人工跟踪训练系统

　　0　引言

　　光电经纬仪是在航空武器试验中进行高精度测量的主要手段。由于航空武器的发射平台机动性强、目标小、距离远,加上光电经纬仪对天气的依赖性大,很难实现有效的自动跟踪。随着科学技术的飞速发展,其人工跟踪难度越来越大,急需专门的针对性训练器材。为满足训练光电经纬仪操作手的需要,研制了一套光电经纬仪人工跟踪训练系统。

　　1　系统设计

　　光电经纬仪人工跟踪训练系统利用先进的电脑图形技术创建地形、参照物、飞机、导弹等,构建仿真三维视景,以真实任务数据或理论模拟数据驱动目标,操作手操作单杆手柄,控制虚拟瞄准镜或仿真电视摄像机追踪目标,进行光测任务从导弹发射、飞行至遇靶的全过程跟踪模拟。系统对操作手的操作进行记录,并根据特定的评估算法和评估标准进行评估。

　　1.1　基本设计思想

　　根据系统的军事背景和训练系统的要求,该系统应该能够营造真实的三维场景,能由多种数据驱动,支持联网训练,能及时地对控制命令(由操作手操作单杆手柄产生)做出反应,且能提供专业、全面的事后评估、分析系统。应具有如下一些特点:

　　1)训练环境真实感　包括地形、地面建筑、天气状况以及战斗口令等的模拟;

　　2)实时性　实时地反映操作手对单杆手柄的操作,三维视景图像流畅、稳定,数据显示清晰无滞后;

　　3)并发性　系统支持多用户同时进行网络训练使用;

　　4)较高的可靠性和良好的用户界面　在较长时间内应该能够稳定地运行,飞机类型的选择、导弹型号的选择以及航迹的规划都应该以图形化的方式呈现出来;

　　5)良好的可扩充性　载机类型、靶机类型、导弹类型、天气状况、以及光测站位置等的关键因素配置都应能扩充。

　　系统的体系结构采用层次结构,分为3层:用户界面层、数据处理层和数据存储层。各层之间关系如图1。

　　整个系统主要由数据采集、动态航迹规划、综合数据处理、实时视景生成以及回放、评估等部分组成。系统有多机联网训练、本地单机训练、回放3种运行模式。运行时根据用户的不同选择加载不同的模块。

　　1.2　动态航迹规划

　　为保证训练的有效性,观察者的位置应与观察设备的安装位置一致,仿真目标的运动轨迹应与务中目标的运动轨迹一致,为此,项目中将测量站点的实际经、纬度及海拔高度等参数输入系统以获得观察者的位置信息(涉及经纬度与高斯平面直角坐标之间的互换)。将预计任务飞行参数输入系统,系统将自动生成仿真飞行轨迹。利用飞机飞行仿真算法,根据训练科目要求设定的参数,实时解算攻击机和靶机姿态和位置。利用导弹导引和飞行仿真算法,根据训练科目要求设定的参数以及靶机的位置,实时解算导弹姿态和位置。