一种无人平台集群通信网络的半实物仿真系统技术方案

本发明专利技术涉及无线通信网络技术领域，尤其涉及一种无人平台集群通信网络的半实物仿真系统，包括地面测控系统、仿真平台以及多个模拟航控系统；仿真平台分别与地面测控系统和每个模拟航控系统连接；地面测控系统将生成的控制指令通过仿真平台发送至节点的模拟航控系统；每个模拟航控系统分别与一个无人平台相对应，获取无人平台的位置/状态信息发送至仿真平台；地面测控系统通过仿真平台接收位置/状态信息并生成位置参数调整指令发送至仿真平台，更新并模拟航控系统中对应节点的位置/状态参数。本发明专利技术提供的系统使得半实物仿真环境下的无人平台集群在遥控模式或自主航行模式下，实现了在仿真平台中同步更新各节点的位置信息。现了在仿真平台中同步更新各节点的位置信息。现了在仿真平台中同步更新各节点的位置信息。

【技术实现步骤摘要】
一种无人平台集群通信网络的半实物仿真系统


[0001]本专利技术涉及无线通信网络
，尤其涉及一种无人平台集群通信网络的半实物仿真系统。

技术介绍

[0002]无人平台主要以无人机、无人车、无人船等三类平台为主要代表。具有用途多样、装配便利、环境适应性强、成本较低等优势，在军用、民用领域均得到了广泛的关注和应用。
[0003]多无人平台协同应用相较于单无人平台具有可扩展性更高、可生存性更强、完成任务更快等优势，但随着无人平台数量的增加，也会带来诸多问题，其中一个重要问题是难以对无人平台集群通信网络的性能进行有效评估。
[0004]目前针对通信网络性能的评估手段主要有软件仿真、实物测试以及半实物仿真。其中，软件仿真通过建立网络场景，模拟实现各层协议功能，并设置各种网络参数，完成不同规模和复杂度的网络性能评估，但软件仿真一般需要通过对网络设备和网络协议进行数学建模，无法模拟出实际网络中的复杂业务应用，导致其评估结果难以逼近真实情况；实物测试通过硬件设备搭建测试环境，虽然可以直接获得可靠直观的数据，但在面对无人平台集群这类大规模网络时，搭建实物测试环境的成本和复杂度都很高，实施难度大，测试周期长，难以高效的对无人平台集群通信网络的性能进行评估；半实物仿真则是将所研究系统的部分实物接入到仿真回路，并将它们连接成系统进行测试的一种仿真方法，半实物仿真结合了实物测试和纯软件仿真两者的优势，既可以保证网络仿真的规模和可信度，同时可以通过承载实际业务应用验证通信网络性能。
[0005]但是，现有技术在对无人平台集群通信网络进行半实物仿真时，需要考虑无人平台接收到地面测控系统发送的控制指令后航行至目的位置过程中通信链路状态持续变化、以及无人集群自主协同航行时因队形变换导致网络拓扑发生变化等情况。然而现有的网络仿真软件仅支持预先加载场景想定文件或预先规划各节点的航行路径，无法支持可移动无人集群以实物形态接入到仿真平台的通信网络仿真。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种无人平台集群通信网络的半实物仿真系统，用以解决现有技术中难以对无人平台集群通信网络的性能进行有效评估的缺陷，使得半实物仿真环境下无人平台集群在遥控模式或自主航行模式下，各节点的位置信息能够在仿真平台中同步更新。
[0007]本专利技术提供一种无人平台集群通信网络的半实物仿真系统，包括地面测控系统、仿真平台以及多个模拟航控系统；
[0008]所述仿真平台分别与所述地面测控系统和每个所述模拟航控系统连接；
[0009]其中，所述地面测控系统将生成的控制指令发送至所述仿真平台，通过所述仿真平台将所述控制指令发送至对应节点的模拟航控系统，控制对应的模拟航控系统执行预设动作；
[0010]每个所述模拟航控系统分别与一个无人平台相对应，实时获取对应的无人平台的位置/状态信息并将所述位置/状态信息发送至所述仿真平台；所述地面测控系统还通过所述仿真平台接收所述位置/状态信息，基于所述位置/状态信息生成位置参数调整指令并发送至所述仿真平台，通过所述仿真平台更新并模拟航控系统中对应节点的位置/状态参数。
[0011]根据本专利技术提供的一种无人平台集群通信网络的半实物仿真系统，所述仿真平台包括半实物接入子系统以及仿真计算子系统；
[0012]所述地面测控系统生成控制指令发送到所述半实物接入子系统后，所述半实物接入子系统将控制指令报文转换成仿真数据包，并将仿真数据包发送到所述仿真计算子系统中的地面测控系统映射节点，将仿真数据包转发到所述仿真计算子系统中的模拟航控系统映射节点，通过模拟航控系统映射节点将仿真数据包发送到所述半实物接入子系统；
[0013]所述半实物接入子系统将仿真数据包转换成控制指令，通过半实物接口发送到对应的模拟航控系统。
[0014]根据本专利技术提供的一种无人平台集群通信网络的半实物仿真系统，所述模拟航控系统周期性生成位置/状态信息，发送到所述仿真平台的半实物接入子系统；
[0015]所述半实物接入子系统将所述位置/状态信息转换成仿真数据包；并将仿真数据包发送到仿真计算子系统中的模拟航控系统映射节点；将仿真数据包转发到所述仿真计算子系统中的地面测控系统映射节点；
[0016]所述地面测控系统映射节点将仿真数据包发送到半实物接入子系统，所述半实物接入子系统将仿真数据包转换成位置/状态信息，通过半实物接口发送到地面测控系统。
[0017]根据本专利技术提供的一种无人平台集群通信网络的半实物仿真系统，所述地面测控系统对位置/状态信息解析处理后生成位置参数调整指令，并发送到所述半实物接入子系统，所述半实物接入子系统将位置参数调整指令转换为仿真控制指令并发送到仿真计算子系统，仿真计算子系统接收到所述仿真控制指令后更新模拟航控系统中对应映射节点位置参数。
[0018]本专利技术还提供一种基于上述提供的半实物仿真系统的半实物仿真方法，包括：
[0019]所述地面测控系统生成控制指令并发送至所述仿真平台，通过所述仿真平台将所述控制指令发送至对应节点的模拟航控系统，控制对应的模拟航控系统执行预设动作；
[0020]所述地面测控系统通过所述仿真平台获取无人平台的位置/状态信息，基于所述无人平台的位置/状态信息生成位置/状态调整指令发送至所述仿真平台。
[0021]本专利技术还提供一种基于上述提供的半实物仿真系统的半实物仿真方法，包括：
[0022]所述模拟航控系统通过对应的接口从所述仿真平台获取控制指令，控制对应的无人平台执行预设动作；
[0023]所述模拟航控系统获取对应的无人平台的位置/状态信息，并上传至所述仿真平台；
[0024]所述仿真平台接收基于位置/状态信息生成的位置/状态调整指令，并基于位置/状态调整指令更新所述模拟航控系统在所述仿真平台中映射节点的的位置参数。
[0025]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述方法的步骤。
[0026]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算
机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述方法的步骤。
[0027]本专利技术提供的一种无人平台集群通信网络的半实物仿真系统，至少具有如下的技术效果：
[0028]1)通过半实物仿真结合了实物测试和纯软件仿真两者的优势，既可以保证网络仿真的规模和可信度，同时可以通过承载实际业务应用验证通信网络性能；
[0029]2)考虑到了无人平台接收到地面测控系统发送的控制指令后航行至目的位置过程中通信链路状态持续变化、以及无人集群自主协同航行时因队形变换导致网络拓扑发生变化等情况，通过仿真平台实现了地面测控系统和模拟航控系统之间的信息交互，通过无人平台模拟航控系统用于替代真实无人平台，可在接收到地面测控系统下发的控制指令后模拟执行相应动作，以及自动生成模拟状态信息向地面测控系统周期性上报，信息传递及时准确，各无人平台的位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人平台集群通信网络的半实物仿真系统，其特征在于，包括地面测控系统、仿真平台以及多个模拟航控系统；所述仿真平台分别与所述地面测控系统和每个所述模拟航控系统连接；其中，所述地面测控系统将生成的控制指令发送至所述仿真平台，通过所述仿真平台将所述控制指令发送至对应节点的模拟航控系统，控制对应的模拟航控系统执行预设动作；每个所述模拟航控系统分别与一个无人平台相对应，实时获取对应的无人平台的位置/状态信息并将所述位置/状态信息发送至所述仿真平台；所述地面测控系统还通过所述仿真平台接收所述位置/状态信息，基于所述位置/状态信息生成位置参数调整指令并发送至所述仿真平台，通过所述仿真平台更新并模拟航控系统中对应节点的位置/状态参数。2.根据权利要求1所述的一种无人平台集群通信网络的半实物仿真系统，其特征在于，所述仿真平台包括半实物接入子系统以及仿真计算子系统；所述地面测控系统生成控制指令发送到所述半实物接入子系统后，所述半实物接入子系统将控制指令报文转换成仿真数据包，并将仿真数据包发送到所述仿真计算子系统中的地面测控系统映射节点，将仿真数据包转发到所述仿真计算子系统中的模拟航控系统映射节点，通过模拟航控系统映射节点将仿真数据包发送到所述半实物接入子系统；所述半实物接入子系统将仿真数据包转换成控制指令，通过半实物接口发送到对应的模拟航控系统。3.根据权利要求2所述的一种无人平台集群通信网络的半实物仿真系统，其特征在于，所述模拟航控系统周期性生成位置/状态信息，发送到所述仿真平台的半实物接入子系统；所述半实物接入子系统将所述位置/状态信息转换成仿真数据包；并将仿真数据包发送到仿真计算子系统中的模拟航控系统映射节点；将仿真数据包转发到所述仿真计算子系统中的地面测控系统映射节点；所述地面测控系统映射节点将仿真数据包发送到半实物接...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄林，吴晖，黄治华，袁林锋，张旻旻，胡皓，童永霞，刘升，杨心武，盛红，
申请(专利权)人：武汉船舶通信研究所中国船舶集团有限公司第七二二研究所，
类型：发明
国别省市：