無(wú)源干擾裝備質(zhì)心干擾效果數(shù)字仿真試驗(yàn)軟件設(shè)計(jì)

李寒梅

摘 要：眾所周知，計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真的優(yōu)點(diǎn)在于成本較低、試驗(yàn)周期短，在外場(chǎng)試驗(yàn)條件有限的情況下，可以通過仿真計(jì)算得到大樣本仿真結(jié)果。編制仿真軟件，關(guān)鍵是設(shè)計(jì)科學(xué)合理的軟件結(jié)構(gòu)，使用置信度高的數(shù)學(xué)模型。著重介紹了軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并從數(shù)據(jù)流概念入手，詳細(xì)闡述了該軟件的模塊化設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：仿真試驗(yàn)；數(shù)據(jù)流；模塊化設(shè)計(jì)；質(zhì)心干擾效果

中圖分類號(hào)：TN972 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.062

制導(dǎo)雷達(dá)定點(diǎn)設(shè)置的靜態(tài)試驗(yàn)方法。所謂“定點(diǎn)試驗(yàn)”，就是指末制導(dǎo)雷達(dá)定點(diǎn)設(shè)置，其機(jī)械軸（也稱彈軸）始終瞄準(zhǔn)目標(biāo)艦，發(fā)射箔條干擾彈前，末制導(dǎo)雷達(dá)電軸自動(dòng)跟蹤目標(biāo)艦，箔條干擾彈發(fā)射后，其電軸跟蹤目標(biāo)艦與干擾云的質(zhì)心，末制導(dǎo)雷達(dá)終端設(shè)備實(shí)時(shí)錄取電軸相對(duì)機(jī)械軸的航向偏角，以此評(píng)定無(wú)源質(zhì)心干擾效果。本文采用靜態(tài)試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)，編制無(wú)源干擾裝備質(zhì)心干擾效果數(shù)字仿真試驗(yàn)軟件，最終可得出仿真試驗(yàn)結(jié)果。

1 仿真試驗(yàn)軟件數(shù)據(jù)流

無(wú)源干擾裝備質(zhì)心干擾效果數(shù)字仿真試驗(yàn)軟件（以下簡(jiǎn)稱“仿真試驗(yàn)軟件”）的使用需求：各型艦艇在不同末制導(dǎo)雷達(dá)開機(jī)距離、不同航速、不同風(fēng)速、不同風(fēng)向、不同導(dǎo)彈來襲方位條件下通過數(shù)字仿真，計(jì)算得出質(zhì)心干擾效果，并自動(dòng)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)仿真試驗(yàn)結(jié)果，最后對(duì)仿真試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)操作，統(tǒng)計(jì)艦艇舷向360°范圍內(nèi)，來襲方位以1°為單位的每個(gè)來襲方位的干擾成功率。

根據(jù)上述要求，選擇VB6.0作為開發(fā)工具。VB最顯著的特點(diǎn)可以概括為可視化、面向?qū)ο蠛褪录?qū)動(dòng)。除此之外，VB還具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能、支持標(biāo)準(zhǔn)的程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。任何軟件系統(tǒng)從根本上來說都是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工或變換的工具，軟件的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以數(shù)據(jù)流為主線，按照數(shù)據(jù)的輸入、加工、輸出對(duì)軟件進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，包括輸入模塊、質(zhì)心干擾仿真模塊、輸出模塊。

該軟件的輸入包含兩組數(shù)據(jù)流：①試驗(yàn)參數(shù)，例如末制導(dǎo)雷達(dá)開機(jī)距離、導(dǎo)彈來襲方向、目標(biāo)艦航向航速、風(fēng)向風(fēng)速等，試驗(yàn)參數(shù)在程序初始化時(shí)設(shè)置；②在仿真計(jì)算時(shí)需要的用彈量、發(fā)射角度、規(guī)避航向等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在仿真計(jì)算運(yùn)行過程中由無(wú)源干擾戰(zhàn)術(shù)使用輔助決策軟件產(chǎn)生。質(zhì)心干擾仿真模塊主要功能就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，經(jīng)過各個(gè)數(shù)學(xué)模型的計(jì)算，獲得末制導(dǎo)雷達(dá)跟蹤艦云質(zhì)心的動(dòng)態(tài)變化，同時(shí)對(duì)動(dòng)態(tài)末制導(dǎo)雷達(dá)跟蹤單元內(nèi)目標(biāo)艦或箔條云出跟蹤單元的切割過程（質(zhì)心轉(zhuǎn)移過程）進(jìn)行計(jì)算。利用質(zhì)心干擾效果判定數(shù)學(xué)模型對(duì)單次仿真結(jié)果進(jìn)行干擾效果評(píng)定，最后將單次質(zhì)心干擾效果和各導(dǎo)彈來襲方位的干擾成功率作為仿真結(jié)果保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

數(shù)據(jù)流圖是軟件系統(tǒng)邏輯模型的一種圖形表示，該軟件的數(shù)據(jù)流圖如圖1所示。

2 仿真試驗(yàn)軟件模塊化設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)屬于面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法。該軟件遵循結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)理念，在軟件數(shù)據(jù)流圖的基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)流圖映射為軟件結(jié)構(gòu)圖。由此得出，仿真試驗(yàn)軟件由輸入模塊、質(zhì)心干擾仿真模塊和輸出模塊組成，組成框圖如圖2所示。根據(jù)軟件結(jié)構(gòu)圖，仿真態(tài)勢(shì)初始化和仿真模型為圖中每一個(gè)模塊確定采用的算法。

2.1 輸入模塊

輸入模塊是軟件和用戶的交互窗口，仿真試驗(yàn)軟件的輸入模塊包括試驗(yàn)參數(shù)和無(wú)源干擾戰(zhàn)術(shù)使用輔助決策方案的輸入，每次仿真試驗(yàn)的試驗(yàn)參數(shù)是人為設(shè)定的、可變的，需通過用戶界面進(jìn)行設(shè)置，因此要設(shè)計(jì)可操作性強(qiáng)的用戶界面。VB用戶界面主要有兩種，分別是單文檔界面（SDI）和多文檔界面（MDI）。仿真試驗(yàn)軟件的核心在于仿真算法，SDI即可滿足用戶界面設(shè)計(jì)要求。無(wú)源干擾戰(zhàn)術(shù)使用輔助決策方案是被固化的，在程序運(yùn)行中被多次調(diào)用，必須與試驗(yàn)參數(shù)完全匹配，并參與各個(gè)數(shù)學(xué)模型的計(jì)算，因此，也要設(shè)計(jì)高效的數(shù)據(jù)調(diào)用比對(duì)模塊。無(wú)源干擾戰(zhàn)術(shù)使用輔助決策方案以文件的形式被保存，VB中的所謂文件，一般是指存儲(chǔ)在磁盤上的數(shù)據(jù)集合，每個(gè)文件都有一個(gè)文件名作為標(biāo)識(shí)，應(yīng)用程序通過文件名對(duì)文件中的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，VB6.0提供了強(qiáng)大的文件系統(tǒng)操作能力。

2.2 質(zhì)心干擾仿真模塊

質(zhì)心干擾仿真模塊主要包括導(dǎo)彈行為、目標(biāo)艦行為、箔條誘餌狀態(tài)、干擾效果評(píng)定等功能模塊。初始化設(shè)置參數(shù)后，導(dǎo)彈通過解算末制導(dǎo)雷達(dá)跟蹤模型跟蹤目標(biāo)，解算當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)艦、箔條誘餌的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，解算質(zhì)心干擾方程，得出下一時(shí)刻的導(dǎo)彈跟蹤角。如此循環(huán)直至導(dǎo)彈完成一次攻擊為止。將仿真結(jié)果寫入數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)其仿真結(jié)果進(jìn)行評(píng)定。

2.3 輸出模塊

一種試驗(yàn)態(tài)勢(shì)的仿真試驗(yàn)結(jié)束，軟件自動(dòng)將仿真試驗(yàn)參數(shù)和仿真結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)。仿真軟件自動(dòng)返回到程序初始化模塊，

進(jìn)行下一個(gè)仿真試驗(yàn)態(tài)勢(shì)的計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真，直至完成操作人員在程序初始化中設(shè)定的數(shù)萬(wàn)種試驗(yàn)態(tài)勢(shì)的計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真，最后對(duì)仿真試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)操作。

仿真結(jié)果分析首先是將所有的仿真結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在艦艇舷向360°范圍內(nèi)來襲方位以1°為單位統(tǒng)計(jì)每個(gè)來襲方位的干擾成功率。仿真結(jié)果分析流程圖如圖3所示。

仿真結(jié)果統(tǒng)計(jì)采取的技術(shù)措施是將仿真結(jié)果通過編程將相同航速、相同末制導(dǎo)雷達(dá)距離跟蹤波門寬度的航次篩選出來，然后統(tǒng)計(jì)同一來襲方位各種氣象條件下的干擾成功次數(shù)，仿真試驗(yàn)結(jié)果截圖如圖4所示，最后統(tǒng)計(jì)生成各型目標(biāo)艦艇干擾成功概率統(tǒng)計(jì)表。

3 結(jié)束語(yǔ)

按照該設(shè)計(jì)方法，無(wú)源干擾裝備質(zhì)心干擾效果數(shù)字仿真試驗(yàn)軟件已編制完成，通過對(duì)仿真試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理，獲得了某型艦載無(wú)源干擾裝備反導(dǎo)成功概率。利用該仿真結(jié)果，可預(yù)測(cè)艦載無(wú)源干擾裝備作戰(zhàn)使用效果，同時(shí)可對(duì)艦載無(wú)源干擾裝備的干擾性能和影響箔條質(zhì)心反導(dǎo)成功概率的主要因素進(jìn)行深入分析。

圖3 仿真結(jié)果分析流程圖 圖4 仿真試驗(yàn)結(jié)果

參考文獻(xiàn)

[1]竇心連，韓偉.艦載箔條質(zhì)心干擾試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定方法研究[J].艦船電子對(duì)抗，2011（2）：99-102.

[2]史濟(jì)民.軟件工程原理、方法與應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，1998.

[3]周志德，劉德強(qiáng)，許敏.可視化程序設(shè)計(jì)——Visual Basic[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.

〔編輯：王霞〕