红外/毫米波制导的自主寻的导弹弹道分布式联合仿真框架制造技术

本发明专利技术提供一种红外/毫米波制导的自主寻的导弹弹道分布式联合仿真框架，包括六自由度弹道仿真模块、红外/毫米波场景生成模块和目标识别模块三个模块，步骤包括：对仿真流程初始化，设置初始仿真参数；设定误差，模拟飞行过程中受到的扰动因素，进行蒙特卡洛打靶实验；启动三个模块的程序(服务器端)，并完成初始化设置；启动三个模块的输入程序(客户端)；三个模块通过握手协议监控的形式展开各模块仿真、等待和数据传递，直至导弹命中目标或到达最远射程；重复蒙特卡洛打靶实验达到最大打靶次数，结束实验并对实验结果进行统计学计算，验证导弹的目标识别概率和命中概率。本发明专利技术能有效地提升自寻的导弹方案的设计效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种处理红外/毫米波复合制导的自主寻的导弹六自由度弹道、红外/毫米波场景生成、目标识别三者闭环仿真的分布式联合仿真框架，属于飞行器设计领域。
技术介绍
战术导弹以其命中精度高，机动能力强等特点逐渐成为不可或缺的作战武器。在未来高科技战争中，利用新的传感器技术、信息融合技术等相关技术，使发射制导装置实现“发射后不管”是一个重要的发展方向。针对红外成像/主动毫米波复合末制导体制的自主寻的导弹，在导弹的方案设计阶段，为了高效地考察自主寻的导弹的目标识别能力和精确打击能力，同时能够保证固有专业仿真程序的最小修改量和保护每位参与人员的专业技术知识产权，需要一套采用分布式仿真架构的弹道、红外/毫米波场景生成以及目标识别三个模块的联合仿真框架。采用分布式仿真架构即保证了模块之间的独立性，又使实验方案具有了很强的扩展性，便于以后更多相关模块的添加。
技术实现思路
本专利技术公开了一种红外/毫米波制导的自主寻的导弹弹道分布式联合仿真框架，要解决的技术问题是在自主寻的导弹的方案设计阶段，在保证固有专业仿真程序的最小修改量和保护每位参与人员专业技术知识产权的前提下，开展自主寻的导弹六自由度弹道、红外/毫米波场景生成以及目标识别的分布式联合仿真，考察导弹的目标识别概率和命中精度。利用本专利技术公开的联合仿真框架，能够有效地提升自寻的导弹方案设计的设计效率，并对导弹的目标识别概率和命中精度进行有效地验证。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的。本专利技术采用C++语言开发了基于TCP/IP的数据传输程序，实现六自由度弹道、红外/毫米波场景生成和目标识别三个模块多机间数据通信。考虑到三者之间的数据传递量小于6M/s(由以25帧为频率，分辨率为640×480的红外视景图片所占的最大字节数计算得出)，选用3节点环形拓扑结构的快速以太网的TCP/IP协议进行数据传输。TCP/IP数据传输的服务器端以代码的形式集成进六自由度弹道、红外/毫米波场景生成和目标识别模块的仿真分析输出程序中，主要设计步骤包括创建套接字Socket、绑定Socket、设置监听模式、建立连接、发送数据和关闭套接字。TCP/IP数据传输的客户端程序独立运行，作为六自由度弹道、红外/毫米波场景生成和目标识别模块的仿真分析输入程序，采用独立线程挂起和唤醒交替的方式不停访问上游模块程序的输出结果，包括创建套接字、发送连接请求、接收数据和关闭套接字四个部分。为了保证弹道联合仿真框架中六自由度弹道、红外/毫米波场景生成和目标识别三个模块间数据传输的准确性与一致性，本专利技术对多机间通信的握手协议进行了定制，分别为联合仿真结束标识符、结果输入标识符和目标识别标识符。其中，1)联合仿真结束标识符的创建与修改由六自由度弹道模块的输出程序完成，当标识符的值为0时，表示导弹命中目标或达到最远射程，联合仿真结束；当标识符为1时，表示导弹尚未命中目标，联合仿真继续按照预设步长推进。2)结果输入标识符由各模块输出程序创建，在输出程序和输入程序均需作出修改，当标识符的值为0时，表示当前模块的输入程序没有接收到上游模块输出程序的计算结果，不允许输出程序进行本次运算；当标识符为1时，表示当前模块的输入程序接收到了上游模块输出程序的计算结果，允许输出程序进行本次计算。3)目标识别标识符创建于弹道的输出程序，在红外/毫米波目标识别模块的输出程序进行修改，当标识符的值为0时，表示当前的视场区域内目标不存在或无法辨识目标，导弹需要维持飞行姿态，导引头继续按照指定的扫描搜索规律运动；当标识符为1时，表示目标在当前的视场区域并且成功捕获。对于六自由度弹道、红外/毫米波场景生成和目标识别三个模块客户端进程和服务器端进程的本地通信，本专利技术采用C++语言开发了共享内存功能程序，实现了不同进程间的数据传递。共享内存程序共包含两个部分，即共享内存的创建(位于模块输入程序)与共享内存的读取(位于模块输出程序)。两部分功能模块通过一个构造函数实现，主要步骤包括共享内存名称的赋值或匹配、内存字节数的赋值、内存结果的赋值和提取。本专利技术公开的一种红外/毫米波制导的自主寻的导弹弹道分布式联合仿真框架，包括六自由度弹道仿真模块、红外/毫米波场景生成模块和目标识别模块三个模块，步骤包括：步骤1，对弹道联合仿真流程初始化，设置蒙特卡洛打靶实验的打靶总次数N、当前蒙特卡洛打靶实验次数k和仿真时间步长t等初始参数；步骤2，根据给定的GPS+INS、弹体参数、发动机推力、发射扰动和环境适应性等误差，对六自由度弹道仿真模块进行修改，模拟自主寻的导弹飞行过程中受到的扰动因素，进行蒙特卡洛打靶实验；步骤3，启动六自由度弹道仿真模块输出程序(服务器端)、红外/毫米波场景生成模块输出程序(服务器端)和目标识别模块输出程序(服务器端)，并完成初始化设置；步骤4，启动六自由度弹道仿真模块输入程序(客户端)、红外/毫米波视景生成模块输入程序(客户端)和目标识别模块输入程序(客户端)；步骤5，六自由度弹道仿真模块、红外/毫米波视景生成模块和目标识别模块以仿真时间步长推进，通过握手协议监控的形式展开各模块仿真、等待和数据传递，直至导弹命中目标或到达最远射程；步骤6，保存单次蒙特卡洛打靶实验的全弹道数据和场景图像信息，当k＜N时，返回步骤2进行下一次蒙特卡洛打靶实验；当k＝N时，达到最大打靶次数，结束联合仿真实验；步骤7，对N次蒙特卡洛打靶实验的结果进行统计学计算，验证自主寻的导弹的目标识别概率和命中概率。进一步地，步骤5中各模块间数据接口协议如下：1)六自由度弹道仿真模块服务器端发送的数据和客户端接收的数据内容如表3、表4所示，表3六自由度弹道模块服务器端发送的数据内容表4六自由度弹道模块客户端接收的数据内容其中，六自由度弹道仿真模块服务器端向红外/毫米波场景生成模块的客户端发送数据，六自由度弹道仿真模块客户端接收来自目标识别服务器端发送来的数据。2)红外/毫米波场景生成模块服务器端发送的数据和客户端接收的数据内容如表5、表6所示，表5红外/毫米波场景生成模块服务器端发送的数据内容表6红外/毫米波场景生成模块客户端接收的数据内容其中，红外/毫米波场景生成模块服务器端向目标识别模块的客户端发送数据，红外/毫米波场景生成模块客户端接收来自六自由度弹道仿真模块服务器端发送来的数据；3)目标识别模块服务器端发送的数据和客户端接收的数据内容如所表7、表8示，表7目标识别模块服务本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外/毫米波制导的自主寻的导弹弹道分布式联合仿真框架，包括六自由度弹道仿真模块、红外/毫米波场景生成模块和目标识别模块三个模块，其特征在于，步骤包括：步骤1，对弹道联合仿真流程初始化，设置蒙特卡洛打靶实验的打靶总次数N、当前蒙特卡洛打靶实验次数k和仿真时间步长t等初始参数；步骤2，根据给定的GPS+INS、弹体参数、发动机推力、发射扰动和环境适应性等误差，对六自由度弹道仿真模块进行修改，模拟自主寻的导弹飞行过程中受到的扰动因素，进行蒙特卡洛打靶实验；步骤3，启动六自由度弹道仿真模块输出程序(服务器端)、红外/毫米波场景生成模块输出程序(服务器端)和目标识别模块输出程序(服务器端)，并完成初始化设置；步骤4，启动六自由度弹道仿真模块输入程序(客户端)、红外/毫米波视景生成模块输入程序(客户端)和目标识别模块输入程序(客户端)；步骤5，六自由度弹道仿真模块、红外/毫米波视景生成模块和目标识别模块以仿真时间步长推进，通过握手协议监控的形式展开各模块仿真、等待和数据传递，直至导弹命中目标或到达最远射程；步骤6，保存单次蒙特卡洛打靶实验的全弹道数据和场景图像信息，当k＜N时，返回步骤2进行下一次蒙特卡洛打靶实验；当k＝N时，达到最大打靶次数，结束联合仿真实验；步骤7，对N次蒙特卡洛打靶实验的结果进行统计学计算，验证自主寻的导弹的目标识别概率和命中概率。...

【技术特征摘要】
1.一种红外/毫米波制导的自主寻的导弹弹道分布式联合仿真框架，包括六自由度弹
道仿真模块、红外/毫米波场景生成模块和目标识别模块三个模块，其特征在于，步骤包括：
步骤1，对弹道联合仿真流程初始化，设置蒙特卡洛打靶实验的打靶总次数N、当前蒙特
卡洛打靶实验次数k和仿真时间步长t等初始参数；
步骤2，根据给定的GPS+INS、弹体参数、发动机推力、发射扰动和环境适应性等误差，对
六自由度弹道仿真模块进行修改，模拟自主寻的导弹飞行过程中受到的扰动因素，进行蒙
特卡洛打靶实验；
步骤3，启动六自由度弹道仿真模块输出程序(服务器端)、红外/毫米波场景生成模块
输出程序(服务器端)和目标识别模块输出程序(服务器端)，并完成初始化设置；
步骤4，启动六自由度弹道仿真模块输入程序(客户端)、红外/毫米波视景生成模块输
入程序(客户端)和目标识别模块输入程序(客户端)；
步骤5，六自由度弹道仿真模块、红外/毫米波视景生成模块和目标识别模块以仿真时
间步长推进，通过握手协议监控的形式展开各模块仿真、等待和数据传递，直至导弹命中目
标或到达最远射程；
步骤6，保存单次蒙特卡洛打靶实验的全弹道数据和场景图像信息，当k＜N时，返回步
骤2进行下一次蒙特卡洛打靶实验；当k＝N时，达到最大打靶次数，结束联合仿真实验；
步骤7，对N次蒙特卡洛打靶实验的结果进行统计学计算，验证自主寻的导弹的目标识
别概率和命中概率。
2.根据权利要求1所述的红外/毫米波制导的自主寻的导弹弹道分布式联合仿真框架，
其特征在于，所述步骤5中各模块间数据接口协议如下：
1)所述六自由度弹道仿真模块服务器...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙腾，李学亮，刘莉，蒋孟龙，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11