一种雷达电磁环境效应建模与跨层次仿真方法技术

本发明专利技术公开一种雷达电磁环境效应建模与跨层次仿真方法，包括步骤：S1、建立高层体系对抗仿真系统的结构框架；S2、根据雷达在体系对抗中的作用和仿真推演系统的框架结构；S3、在效应建模框架的约束和指导下，进行雷达工程级和交战级效应建模工作，并最终得到用于体系对抗仿真的雷达交战级仿真模型；S4、应用阶段将效应建模阶段得到的雷达交战级仿真模型加入到高层体系对抗仿真系统中，进行体系对抗仿真。本发明专利技术实现了雷达模型在大规模、多作战系统对抗仿真中的应用，有效平衡了大规模体系对抗仿真中雷达仿真精度与仿真效率之间的矛盾，在保证仿真结果的置信度同时，又满足系统对抗仿真的效率要求。仿真的效率要求。仿真的效率要求。

【技术实现步骤摘要】
一种雷达电磁环境效应建模与跨层次仿真方法


[0001]本专利技术属于雷达建模仿真
，具体来说，涉及一种雷达电磁环境效应建模与跨层次仿真方法。

技术介绍

[0002]现代战争是高技术条件下的体系对抗，能否获得电磁控制权已成为决定战争胜负的关键。雷达作为利用电磁波探测目标和获取信息的核心传感器，一直是敌我电磁控制之战的焦点。在防空反导、战场感知、空间监视、情报侦察、精确制导等军事领域发挥着不可替代的作用。它是现代战争的“千里眼”和“顺风耳”。因此，雷达技术及其装备的发展受到了世界各国的高度重视，并投入了大量的人力物力进行研究。
[0003]与其他领域一样，雷达技术及其装备的研发不可避免地需要一个良好的支撑平台，它不仅为相关关键技术的研究提供了工具支撑，也为研究成果的正确性和可行性提供了有效的验证手段。现场实装试验和实战显然是解决上述问题最理想的方式，但由于缺乏实战装备、保密要求的限制以及实战环境建设成本高、周期长、成本高，基本无法实现。在这种情况下，建模与仿真成为一种甚至唯一可行的研究方法。事实上，多年来，仿真技术在雷达的基础理论研究和关键技术研究，以及雷达装备的设计论证、研发、试验评价、作战使用、仿真训练等环节得到了广泛深入的应用，发挥了重要作用。同时，雷达新技术的出现和装备发展需求的变化也带动了雷达建模仿真技术的不断发展。
[0004]随着信息化技术和作战理念的不断发展，体系对抗作战是现代战争发展的必然趋势，强调各军兵种联合作战，海陆空协同作战，雷达、通信、导航、控制和武器系统有机结合。其特点是规模大，作战单位类型/平台/数量多，拓扑关系复杂，环境复杂多变。为了适应现代战争的发展，迫切需要对体系对抗作战的技术、战术和作战方法进行研究。在此背景下，体系对抗仿真自然成为雷达建模与仿真领域新的应用需求，但是，战场环境的复杂性使得体系对抗仿真具有仿真战况丰富、仿真成员数量多、仿真环境复杂的特点，尤其是电磁环境。一方面，现有雷达模型不能充分反映电磁环境对雷达的影响，影响了仿真结果的置信度。另一方面，模型精度与复杂性之间存在矛盾，即仿真结果精度与仿真运行效率之间存在矛盾。
[0005]上述问题的存在制约了雷达模型在大规模、多作战系统对抗仿真中的应用。所以，雷达模型既要充分反映电磁环境对雷达的影响，保证仿真结果的置信度，又要满足系统对抗仿真的效率要求成了需要解决的难题。

技术实现思路

[0006]针对现有雷达模型在大规模、多作战系统对抗仿真中缺乏保证仿真结果的置信度，又满足系统对抗仿真的效率要求的问题，本专利技术提供了一种雷达电磁环境效应建模与跨层次仿真方法。
[0007]为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种雷达电磁环境效应建模与跨层次仿真方法，包括步骤：
[0009]S1、根据仿真推演想定信息和系统成员组件信息建立高层体系对抗仿真系统的仿真框架和模型结构，指导和制约低层雷达仿真系统的模型集成和实验设计活动；
[0010]S2、根据雷达在体系对抗中的作用和仿真推演系统的框架结构，通过切割设计，将低级(工程级)仿真系统研究的雷达模型从高级(交战级)仿真推演系统建立的更大的战场对抗体系模型中解构；为后续雷达效应建模提供指导和约束条件。
[0011]S3、在效应建模框架的约束和指导下，进行雷达工程级和交战级效应建模工作，并最终得到用于体系对抗仿真的雷达交战级仿真模型；
[0012]S4、应用阶段将效应建模阶段得到的雷达交战级仿真模型加入到高层体系对抗仿真系统中，进行体系对抗仿真。
[0013]进一步地，步骤S1中高层体系对抗仿真系统包括静态结构和动态结构，静态结构建构活动根据仿真系统成员的模型构件信息建立体系对抗模型结构，动态结构建构活动根据仿真推演想定信息建立体系对抗仿真框架。
[0014]进一步地，步骤S2中与步骤S1建构阶段相对应的解构阶段分为静态解构和动态解构；静态解构截取高层体系对抗仿真系统的静态模型结构提取部分结构作为低层仿真系统的模型框架；动态解构研究如何从高层次仿真系统的动态结构(仿真框架)生成低层次仿真系统的实验框架。
[0015]进一步地，步骤S3中效应建模框架构建流程包括静态模型结构的构建和动态实验框架的构建，其详细步骤包括：
[0016]静态模型结构的构建步骤：
[0017]S3011、根据高层仿真系统的模型结构，在效应建模目标的引导下，通过剪切确定低层仿真系统的模型实体边界；
[0018]S3012、根据低层仿真系统的模型实体边界，确定高层仿真系统中低层仿真系统的模型结构；
[0019]S3013、根据效应建模目标的指导和约束，对雷达工程级模型结构进行简化，得到雷达交战级模型结构；
[0020]动态实验框架的构建：
[0021]S3021、在体系对抗仿真框架下建立低层仿真系统纵剖面，从中提取低层雷达仿真系统外部交互信息，作为雷达效应建模的输入输出参数；
[0022]S3022、对体系对抗仿真电磁环境进行效应建模环境分析；
[0023]S3023、通过步骤S3021和S3022得到低层雷达仿真系统的动态实验框架。
[0024]进一步地，雷达工程级效应建模采用机理分析的建模方法，得到电磁环境因素对雷达影响的注入点、影响路径和关键环节；再根据反映影响效果的雷达系统性能指标，分析环境因素对雷达系统的影响程度；选取关键环境参数和重要雷达处理过程作为效应建模的基础。
[0025]进一步地，对工程级效应模型的校验方法包括步骤：
[0026]S10、获取模型校验的数据来源；
[0027]S20、从校验过程的角度，模型校验分为无对抗的典型设计条件下和实战对抗条件下的校验两方面；
[0028]S30、从校验环节的角度，模型校验包括对模型中间环节的校验和模型整体的校验两方面；
[0029]S40、与传统的模型校验方法相比，对工程级效应模型的校验还检验模型是否能够正确反映外部环境对雷达的影响效应，工程级效应模型校验可分为模型正确性检验和敏感性检验两方面：
[0030]S401、模型正确性检验：检验雷达模型各环节和整体性能指标是否与实测数据一致；这方面的内容属于传统模型校验的内容；
[0031]S402、模型敏感性检验：对雷达模型对环境影响的敏感性进行检验，检验雷达模型关键指标的输出随外部环境变化的规律是否与实测数据一致，以检验模型是否能够正确反映外部环境对雷达的影响效应。
[0032]进一步地，工程级效应建模流程分成模型设计、仿真实现和模型校验三个阶段。
[0033]进一步地，从工程级模型到交战级模型的聚合通常在工程级模型的建模对象上执行三种聚合操作：削减、聚集和映射；
[0034]削减操作忽略了低分辨率模型中不必要的建模对象；如模型参数，简化了交战级模型中不必要的冗余参数，降低了模型的复杂性；
[0035]聚集操作利用等价类的概念，将工程级模型的多个建模对象组合为一个交战本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷达电磁环境效应建模与跨层次仿真方法，其特征在于，包括步骤：S1、根据仿真推演想定信息和系统成员组件信息建立高层体系对抗仿真系统的仿真框架和模型结构，指导和制约低层雷达仿真系统的模型集成和实验设计活动；S2、根据雷达在体系对抗中的作用和仿真推演系统的框架结构，通过切割设计，将工程级仿真系统研究的雷达模型从交战级仿真推演系统建立的更大的战场对抗体系模型中解构；S3、在效应建模框架的约束和指导下，进行雷达工程级和交战级效应建模工作，并最终得到用于体系对抗仿真的雷达交战级仿真模型；S4、将效应建模阶段得到的雷达交战级仿真模型加入到高层体系对抗仿真系统中，进行体系对抗仿真。2.根据权利要求1所述的一种雷达电磁环境效应建模与跨层次仿真方法，其特征在于，步骤S1中高层体系对抗仿真系统结构包括静态结构和动态结构，静态结构建构活动根据仿真系统成员的模型构件信息建立体系对抗模型结构，动态结构建构活动根据仿真推演想定信息建立体系对抗仿真框架。3.根据权利要求2所述的一种雷达电磁环境效应建模与跨层次仿真方法，其特征在于，步骤S2中与步骤S1建构阶段相对应的解构阶段分为静态解构和动态解构；静态解构截取高层体系对抗仿真系统的静态模型结构提取部分结构作为低层仿真系统的模型框架；动态解构研究如何从高层次仿真系统的动态结构生成低层次仿真系统的实验框架。4.根据权利要求3所述的一种雷达电磁环境效应建模与跨层次仿真方法，其特征在于，步骤S3中效应建模框架构建流程包括静态模型结构的构建和动态实验框架的构建，其详细步骤包括：静态模型结构的构建步骤：S3011、根据高层仿真系统的模型结构，在效应建模目标的引导下，通过剪切确定低层仿真系统的模型实体边界；S3012、根据低层仿真系统的模型实体边界，确定高层仿真系统中低层仿真系统的模型结构；S3013、根据效应建模目标的指导和约束，对雷达工程级模型结构进行简化，得到雷达交战级模型结构；动态实验框架的构建：S3021、在体系对抗仿真框架下建立低层仿真系统纵剖面，从中提取低层雷达仿真系统外部交互信息，作为雷达效应建模的输入输出参数；S3022、对体系对抗仿真电磁环境进行效应建模环境分析；S3023、通过步骤S3021和S3022得到低层雷达仿真系统的动态实验框架。5.根据权利要求4所述的一种雷达电磁环境效应建模与跨层次仿真方法，其特征在于，雷达工程级效应建模采用机理分析的建模方法，得到电磁环境因素对雷达影响的注入点、影响路径和关键环节；再根据反映影响效果的雷达系统性能指标，分析环境因素对雷达系统的影响程度；选取关键环境参数和重要雷达处理过程作为效应建模的基础。6.根据权利要求5所述的一种雷达电磁环境效应建模与跨层次仿真方法，其特征在于，对工程级效应模型的校验方法包括步骤：
S10、获取模型校验的数据来源；S20、从校验过程的角度，模型校验分为无对抗的典型设计条件下和实战对抗条件下的校验两方面；S30、从校验环节的角度，模型校验包括对模型中间环节的校验和模型整体的校验两方面；S40、与传统的模型校验方法相比，对工程级效应模型的校验还检验模型是否能够正确反映外部环境对雷达...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖波，刘鹏珍，曹畅，
申请(专利权)人：西安空天仿真科技有限公司，
类型：发明
国别省市：