一种攻击无人机编队的作战模拟训练系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及分布式作战仿真领域，提出了一种攻击无人机编队的作战模拟训练系统和方法。从物理节点组成上，将系统分解为无人机及发射平台仿真节点、无人机编队指挥节点、地面规划控制节点、友邻装备仿真节点、敌方兵力仿真节点、战术通信仿真节点、态势显示节点、训练管控节点和数据记录分析节点；从作战仿真建模上，构建包括环境仿真模型、仿真实体模型和军事概念模型的模型体系。本发明专利技术所述作战模拟训练系统对于攻击无人机编队的战术协同训练、作战方案推演、装备改进优化具有重要的支撑作用。

A combat simulation training system and method for attacking UAVs formation

The invention relates to the field of Distributed Combat simulation, and proposes a combat simulation training system and method for attacking UAV formation. From the physical node composition, the system is divided into UAV and launch platform simulation node, UAV formation command node, ground planning control node, neighboring equipment simulation node, enemy force simulation node, tactical communication simulation node, situation display node, training control node and data record analysis node. In the war simulation modeling, the model system including environment simulation model, simulation entity model and military concept model is constructed. The combat simulation training system of the invention has an important supporting role for tactical cooperative training, combat scheme deduction and equipment improvement and optimization of the attack UAV formation.

【技术实现步骤摘要】
一种攻击无人机编队的作战模拟训练系统及方法
本专利技术主要属于分布式作战仿真领领域，具体涉及一种攻击无人机编队的作战模拟训练系统及方法。
技术介绍
攻击无人机是用于军事打击的一类无人机，可携带多种精确制导武器，对地面、海上目标实施攻击，或装备空空导弹进行空战，还可以进行反导拦截。由于携带同时侦察设备和作战单元，能够对发现的重要目标进行实时打击，兼具察打一体功能，且可大幅降低作战人员伤亡，故已成为各军事强国大力发展的一种武器装备。攻击无人机在执行战斗任务时，为提高作战效能，往往能够采用编队飞行，不仅有利于形成侦、指、打、评的作战闭环，也有利于对多个目标实施有效打击。攻击无人机是一种复杂且昂贵的武器系统，无人机编队一次实飞更是代价不菲，这对作战人员的战术协同训练、作战方案筹划验证和装备适应性改进与优化都带来了极大挑战。因此急需一种有效的方法手段来解决上述关于日常训练、战法验证和装备改进的问题，并同时降低成本、规避风险。随着建模仿真技术的发展，通过构建作战模拟训练系统的方式无疑为此类问题的解决提供了有益思路，但是目前并没有一种较为通用也相对完善的设计方案，达不到实战化演练的基本要求。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种攻击无人机编队的作战模拟训练方法，既体现出实战化特征，又满足基本应用需求。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种作战模拟训练系统，所述系统为攻击无人机编队的作战模拟训练系统，适用于攻击无人机编队的战术协同训练、作战方案推演、装备改进优化；从物理结构组成上，所述系统为基于HLA/RTI的分布式仿真系统，包括无人机及发射平台仿真节点、无人机编队指挥节点、地面规划控制节点、友邻兵力仿真节点、敌方兵力仿真节点、战术通信仿真节点、态势显示节点、训练管控节点和数据记录分析节点，各个节点通过以太网连接。进一步地，所述无人机及发射平台仿真节点用于模拟攻击无人机编队的发射与飞行过程，并在对应的地面规划控制节点的操控下于作战场景中完成目标侦察和精确攻击仿真；所述无人机编队指挥节点用于模拟实现攻击无人机编队的战术指挥；所述地面规划控制节点用于模拟实现无人机编队的航迹协同规划、飞行实时操控、目标检测识别、火力分配决策、目标锁定攻击，包括多个人在回路节点，且采用实装软件界面；所述友邻兵力仿真节点用于模拟实现友邻兵力的作战行动，以配合无人机编队构成一个相对完整的己方作战场景；所述敌方兵力仿真节点用于模拟实现敌方各类典型目标及其作战行动；所述战术通信仿真节点用于模拟编队无人机之间以及无人机编队与地面规划控制站之间的通信网络，能够仿真实现网络中的信息传输流程与通信质量；所述态势显示节点用于提供二维/三维综合战场环境显示，并真实反映战场环境对武器装备作战行为和作战效果的影响以及武器装备对战场环境的作用；所述训练管控节点用于训练前的训练计划制定、训练科目拟制、系统节点配置、数据采集规划，以及训练中的训练科目分发、训练启动与结束控制、上级角色模拟、训练过程监控、训练导调干预；所述数据记录分析节点用于关键数据的记录和收集，显示作战进程重要信息，并根据训练评估指标分析计算得到指标值。进一步地，所述无人机编队指挥节点模拟实现的所述战术指挥包括：下达作战任务、进行敌情通报、打击评估决策；所述无人机编队指挥节点为人在回路节点。进一步地，所述无人机及发射平台仿真节点能够根据训练管控节点设定的初始态势，将各无人机发射车实体自动部署到指定位置并初始化弹药信息；各发射车实体能够根据所述无人机编队指挥节点的指令自动完成机动、展开、待命、发射动作；发射车实体能够接收对应地面规划控制节点的攻击无人机航迹规划结果，以及指挥节点的发射指令，完成发射准备、参数装订和无人机发射，并适时产生攻击无人机仿真实体；攻击无人机实体根据射前航迹规划结果进行控制飞行，并在飞行过程中进行实时的航迹解算，将解算后的速度、位置和姿态信息发送到训练管控节点、地面规划控制节点和态势显示节点以供显示分析，并将侦察到的图像信息传输至地面规划控制节点供操作员查看；攻击无人机实体在飞行过程中可接收地面规划控制节点的新任务指令，改变飞行路径、任务区域和工作模式；攻击无人机实体可根据地面规划控制节点的导引攻击操作，对锁定目标进行精确打击；攻击无人机编队各实体可通过弹间数据链完成数据中继(如攻击无人机实体1将侦察信息通过攻击无人机实体2发送至地面规划控制节点)和目标指示(如攻击无人机实体1可为攻击无人机实体2提供运动目标的实时信息)。进一步地，战术通信仿真节点通过构建空地双向数据链，模拟实现地面规划控制站对攻击无人机的目标信息、规划航迹、控制指令等传输，以及攻击无人机对规划控制站的侦察图像和目标状态等信息的传输；构建机间双向数据链，实现编队数据中继、协同指令传输机间信息交互功能；模拟实现网络拓扑结构、网络容量、背景流量、节点移动性、节点毁伤、电子干扰、战场环境、业务信息因素对通信性能的影响。进一步地，所述态势显示节点具有二维态势显示功能，能够显示二维地图，并能够叠加显示局部地区的大比例尺地图，实时显示各实体的真实位置和状态；所述态势显示节点还具有三维视景显示功能，构建虚拟战场地形场景，逼真显示自然地貌和各类仿真实体，具有碰撞检测和响应机制，可以检测到弹药意外撞击地面、命中目标情况，实时模拟战斗部起爆时的声光效果，显示导弹传感器的覆盖范围、通信联络效果，并能够根据需求提供对整个战场环境的漫游遍历功能，以根据兴趣漫游到所关注的区域，并选择合适的视角观察战况。进一步地，所述系统各节点之间存在大量通过物理网络传输的信息流；所述信息流包括各种有效数据和控制信息，所述有效数据包括侦察情报数据、毁伤效果数据、电子干扰数据信息、实时状态数据、通信效果数据、通信请求数据、初始态势数据，所述控制信息包括无人机航迹规划信息、控制指令信息、指挥命令信息、训练管控信息。进一步地，所述作战模拟训练系统构建了包括环境仿真模型、仿真实体模型和军事概念模型在内的作战模型体系，这些模型由各仿真节点选择调用；所述环境仿真模型包括地理环境模型、气象环境模型以及人工战场环境模型，为仿真对抗双方提供一致的战场环境数据，并为模拟战场环境与武器装备作战行动、作战效果间的相互影响提供计算分析、数据支持和交互接口；所述仿真实体模型用于标识战场上作战实体及所述作战实体的基本组成与状态，并描述所述作战实体的性能和光学、红外、雷达辐射特征。所述军事概念模型用于描述实体在遂行作战任务时所采取的动作和触发条件/触发原则以及与外界环境的交互关系，并基于模型算法以定量的方式来自动评估军事行动完成的效果。一种攻击无人机编队的作战模拟训练方法，所述方法采用所述系统，所述方法包括以下步骤：(1)根据作战想定，进行所述作战模拟训练系统各种参数的初始化设置；(2)设置战场环境，确定基准地图、天气条件、地形精度和坐标；(3)设置敌方兵力的类型、数量、分布、初始状态、行动预案；(4)设置友邻兵力的类型、数量、分布、初始状态、行动预案；(5)设置攻击无人机编队的数量和武器参数；(6)设置攻击无人机编队的通信链路及相关参数；(7)开始模拟训练，完成训练内容；(8)训练结束，通过数据记录分析节点进行分析、回放、统计、评估。本专利技术的有益技术效果：本专利技术所提出的一种攻击无人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种作战模拟训练系统，其特征在于，所述系统为攻击无人机编队的作战模拟训练系统，适用于攻击无人机编队的战术协同训练、作战方案推演、装备改进优化；从物理结构组成上，所述系统为基于HLA/RTI的分布式仿真系统，包括无人机及发射平台仿真节点、无人机编队指挥节点、地面规划控制节点、友邻兵力仿真节点、敌方兵力仿真节点、战术通信仿真节点、态势显示节点、训练管控节点和数据记录分析节点，各个节点通过以太网连接。

【技术特征摘要】
1.一种作战模拟训练系统，其特征在于，所述系统为攻击无人机编队的作战模拟训练系统，适用于攻击无人机编队的战术协同训练、作战方案推演、装备改进优化；从物理结构组成上，所述系统为基于HLA/RTI的分布式仿真系统，包括无人机及发射平台仿真节点、无人机编队指挥节点、地面规划控制节点、友邻兵力仿真节点、敌方兵力仿真节点、战术通信仿真节点、态势显示节点、训练管控节点和数据记录分析节点，各个节点通过以太网连接。2.根据权利要求1所述一种作战模拟训练系统，其特征在于，所述无人机及发射平台仿真节点用于模拟攻击无人机编队的发射与飞行过程，并在对应的地面规划控制节点的操控下于作战场景中完成目标侦察和精确攻击仿真；所述无人机编队指挥节点用于模拟实现攻击无人机编队的战术指挥；所述地面规划控制节点用于模拟实现无人机编队的航迹协同规划、飞行实时操控、目标检测识别、火力分配决策、目标锁定攻击，包括多个人在回路节点，且采用实装软件界面；所述友邻兵力仿真节点用于模拟实现友邻兵力的作战行动，以配合无人机编队构成一个相对完整的己方作战场景；所述敌方兵力仿真节点用于模拟实现敌方各类典型目标及其作战行动；所述战术通信仿真节点用于模拟编队无人机之间以及无人机编队与地面规划控制站之间的通信网络，能够仿真实现网络中的信息传输流程与通信质量；所述态势显示节点用于提供二维/三维综合战场环境显示，并真实反映战场环境对武器装备作战行为和作战效果的影响以及武器装备对战场环境的作用；所述训练管控节点用于训练前的训练计划制定、训练科目拟制、系统节点配置、数据采集规划，以及训练中的训练科目分发、训练启动与结束控制、上级角色模拟、训练过程监控、训练导调干预；所述数据记录分析节点用于关键数据的记录和收集，显示作战进程重要信息，并根据训练评估指标分析计算得到指标值。3.根据权利要求1所述一种作战模拟训练系统，其特征在于，所述无人机编队指挥节点模拟实现的所述战术指挥包括：下达作战任务、进行敌情通报、打击评估决策；所述无人机编队指挥节点为人在回路节点。4.根据权利要求1所述一种作战模拟训练系统，其特征在于，所述无人机及发射平台仿真节点能够根据训练管控节点设定的初始态势，将各无人机发射车实体自动部署到指定位置并初始化弹药信息；发射车实体能够根据所述无人机编队指挥节点的指令自动完成机动、展开、待命、发射动作；发射车实体能够接收对应地面规划控制节点的攻击无人机航迹规划结果，以及指挥节点的发射指令，完成发射准备、参数装订和无人机发射，并适时产生攻击无人机仿真实体；攻击无人机实体根据射前航迹规划结果进行控制飞行，并在飞行过程中进行实时的航迹解算，将解算后的速度、位置和姿态信息发送到训练管控节点、地面规划控制节点和态势显示节点以供显示分析，并将侦察到的图像信息传输至地面规划控制节点供操作员查看；攻击无人机实体在飞行过程中可接收地面规划控制节点的新任务指令，改变飞行路径、任务区域和工作模式；攻击无人机实体可根据地面规划控制节点的导引攻击操作，对锁定目标进行精确打击；攻击无人机编队各实体...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡正东，廖天意，秦应心，羊应君，汤望，王进勇，余灵，李知君，张军，李豪华，
申请(专利权)人：北京晶品镜像科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11