國產(chǎn)輕武器激波智能報(bào)靶訓(xùn)練系統(tǒng)呈介

董高慶 柳吉齡 田新月 宋學(xué)會(huì)

系統(tǒng)組成及工作原理

輕武器激波智能報(bào)靶訓(xùn)練系統(tǒng)由總控制器、射手處理終端、靶機(jī)、語音報(bào)靶耳機(jī)，以及配套的驅(qū)動(dòng)軟件組成，能夠?qū)崟r(shí)自動(dòng)顯示及播報(bào)射擊結(jié)果，準(zhǔn)確顯示命中環(huán)數(shù)、方位以及累計(jì)結(jié)果，包括總射彈數(shù)、總環(huán)數(shù)等;無線/有線語音播報(bào)射擊成績。

射擊訓(xùn)練時(shí)，靶機(jī)內(nèi)部的傳感器陣列采集高速飛行的彈頭產(chǎn)生的激波信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過處理后，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至槍位的射手處理終端。射手處理終端結(jié)合采集的環(huán)境氣候數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)模型準(zhǔn)確解算彈著點(diǎn)坐標(biāo)，以圖像的方式實(shí)時(shí)將彈著點(diǎn)位置、彈序呈現(xiàn)在顯示屏上，并在特定區(qū)域顯示射擊環(huán)數(shù)、方位和累計(jì)環(huán)數(shù);必要時(shí)，可以選擇無線語音播報(bào)當(dāng)前射擊的環(huán)數(shù)及方位。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，組成簡單，使用便捷。系統(tǒng)報(bào)靶通道數(shù)可按靶場規(guī)模任意配置，一個(gè)射手處理終端和一個(gè)靶機(jī)組成一對(duì)報(bào)靶通道，即可進(jìn)行報(bào)靶;有多個(gè)報(bào)靶通道時(shí)，還可以和總控制器組成測控網(wǎng)絡(luò)，由總控制器控制所有的報(bào)靶通道，下達(dá)訓(xùn)練計(jì)劃，安排訓(xùn)練步驟，統(tǒng)一下達(dá)射擊命令，生成訓(xùn)練報(bào)告等。

輕武器激波智能報(bào)靶訓(xùn)練系統(tǒng)的總控制器

總控制器

利用工業(yè)單板計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)的總控制器，具有功能高度集成、便攜的特點(diǎn);實(shí)現(xiàn)了靶場總控、實(shí)時(shí)報(bào)靶、靶機(jī)及射手處理終端狀態(tài)查詢、數(shù)據(jù)分析與管理等;可與靶場所有射手處理終端組成測控網(wǎng)絡(luò)。

總控制器內(nèi)安裝有靶機(jī)狀態(tài)查詢子系統(tǒng)、射手處理終端狀態(tài)查詢子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)總控子系統(tǒng)、報(bào)靶顯示子系統(tǒng)等軟件。

靶機(jī)狀態(tài)查詢子系統(tǒng)、射手處理終端狀態(tài)查詢子系統(tǒng)實(shí)時(shí)查詢相關(guān)設(shè)備的溫度、電量等參數(shù)，并將這些參數(shù)實(shí)時(shí)以無線方式傳輸給總控制器的網(wǎng)絡(luò)總控子系統(tǒng)。當(dāng)狀態(tài)值達(dá)到預(yù)警值時(shí)，總控制器的主界面滾動(dòng)循環(huán)顯示警示信息，當(dāng)狀態(tài)值達(dá)到極限值時(shí)，總控制器顯示報(bào)警信息，并同時(shí)啟動(dòng)關(guān)閉設(shè)備指令;數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理上下行命令及數(shù)據(jù);網(wǎng)絡(luò)總控子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各射手處理終端客戶端與服務(wù)器的連接控制;報(bào)靶顯示子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)主界面的顯示，包括已經(jīng)連接的射手處理終端及其上傳的射擊結(jié)果、主要的執(zhí)行命令、信息提示等。

總控制器通過測控網(wǎng)絡(luò)向射手處理終端發(fā)送控制命令，接收射手處理終端發(fā)送的射擊成績及設(shè)備狀態(tài)信息，向操作員及首長觀靶終端推送射擊結(jié)果，深度分析射擊數(shù)據(jù)、采用數(shù)據(jù)庫管理存儲(chǔ)信息，并使用報(bào)表工具呈現(xiàn)匯總后的射擊訓(xùn)練結(jié)果。

數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)基本信息錄入、成績自動(dòng)錄入、成績分析評(píng)定、檔案管理和成績查詢輸出等。信息錄入需要使用者手工實(shí)施，主要是建立或自定義個(gè)人、單位、訓(xùn)練課目的基本信息;成績自動(dòng)錄入可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，主要完成對(duì)射手成績的自動(dòng)采集和存儲(chǔ);成績分析評(píng)定主要完成對(duì)個(gè)人、單位和課目的射擊成績進(jìn)行自動(dòng)評(píng)定和名次排序;檔案管理主要完成個(gè)人、單位和課目射擊成績的自動(dòng)建檔;成績查詢輸出主要完成對(duì)個(gè)人、單位及課目當(dāng)前和歷史訓(xùn)練成績的查詢，并可進(jìn)行輸出和打印。

輕武器激波智能報(bào)靶訓(xùn)練系統(tǒng)由總控制器、射手處理終端、靶機(jī)、語音報(bào)靶耳機(jī)，以及配套的驅(qū)動(dòng)軟件組成

射手處理終端

利用工業(yè)單板計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)的便攜式射手處理終端，具有無線語音播報(bào)、陽光下可視、電池長時(shí)間工作的特點(diǎn);實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)報(bào)靶、無線/有線語音播報(bào)、無線/有線接收靶機(jī)數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息、本機(jī)狀態(tài)檢測等;可與總控制器組成測控網(wǎng)絡(luò)。

射手處理終端由設(shè)備檢測子系統(tǒng)、實(shí)時(shí)報(bào)靶子系統(tǒng)、語音播報(bào)子系統(tǒng)、總控網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)等組成。

設(shè)備檢測子系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測本機(jī)以及查詢關(guān)聯(lián)靶機(jī)的溫度、電量等參數(shù)。當(dāng)狀態(tài)值達(dá)到預(yù)警值時(shí)，在主界面警示顯示狀態(tài)信息，當(dāng)狀態(tài)值達(dá)到極限值時(shí)，射手處理終端顯示報(bào)警信息，并同時(shí)啟動(dòng)關(guān)閉設(shè)備指令;實(shí)時(shí)報(bào)靶子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在射手處理終端顯示屏上顯示主界面的功能及信息，包括在模擬靶區(qū)域顯示彈著點(diǎn)、彈序，并在特定區(qū)域顯示彈序、射擊環(huán)數(shù)、方位和累計(jì)環(huán)數(shù)，在狀態(tài)欄顯示系統(tǒng)命令、本機(jī)及關(guān)聯(lián)靶機(jī)的狀態(tài)信息、主要命令控件;語音播報(bào)子系統(tǒng)根據(jù)報(bào)靶方式需要，實(shí)時(shí)處理并無線語音播報(bào)射擊的環(huán)數(shù)及方位;網(wǎng)絡(luò)總控子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)射手處理終端客戶端與服務(wù)器的連接控制，實(shí)時(shí)處理上下行命令及數(shù)據(jù)。

射手處理終端

射手處理終端通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)接收對(duì)應(yīng)靶機(jī)實(shí)時(shí)上傳的傳感器數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)等，通過無線網(wǎng)絡(luò)接收/發(fā)送來自總控制器的命令及數(shù)據(jù);根據(jù)彈頭定位模型計(jì)算彈著點(diǎn)信息并顯示出來，同時(shí)將結(jié)果存儲(chǔ)在本機(jī)數(shù)據(jù)庫中;根據(jù)需要可通過藍(lán)牙接口進(jìn)行實(shí)時(shí)語音播報(bào)以及上傳至總控制器。

射手處理終端可以設(shè)置靶位編號(hào)，設(shè)置射擊的武器類型、口徑;可以選擇是顯示彈著點(diǎn)坐標(biāo)還是顯示環(huán)數(shù)、方位，顯示彈著點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)可以用于輔助校槍，自動(dòng)顯示彈著點(diǎn)偏離瞄準(zhǔn)點(diǎn)值，幫助射手進(jìn)行瞄準(zhǔn)校正;可以手動(dòng)連接主控制器和靶機(jī)，檢查數(shù)據(jù)傳輸通道的通信質(zhì)量;可以模擬演示射擊過程，用于幫助射手學(xué)習(xí)設(shè)備的使用，以及檢查全系統(tǒng)的組網(wǎng)情況;可評(píng)估射手的射擊技能，根據(jù)射手的射擊時(shí)間、命中環(huán)數(shù)、命中彈數(shù)、彈著點(diǎn)分布等因素系統(tǒng)分析評(píng)估射手的射擊水平;具有射擊理論、方法及經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)功能，可學(xué)習(xí)射擊訓(xùn)練條件、考核與評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)等。

控制器顯示屏呈現(xiàn)的界面之一。圖中右下角顯示，2號(hào)靶機(jī)電量低于百分之十

控制器顯示屏呈現(xiàn)的界面之二。圖中可見，信息錄入需要使用者手工實(shí)施，主要是建立或自定義個(gè)人、單位、訓(xùn)練課目的基本信息

靶機(jī)

靶機(jī)主要由靶機(jī)核心功能模塊以及靶機(jī)輔助功能模塊組成。

靶機(jī)核心功能模塊主要包括靶具、高靈敏度激波傳感器陣列、高速信號(hào)處理電路、通信控制模塊等。

靶具主要由靶板、靶架組成。靶板由EVA材質(zhì)制成，且靶板正面印制有胸環(huán)靶。靶架由木材或塑料制成。

高靈敏度激波傳感器陣列由多個(gè)（6、8或10個(gè)，傳感器個(gè)數(shù)越多，彈著點(diǎn)的定位精度越高）傳感器組成，這些傳感器按特定模式安裝在同一個(gè)平面內(nèi)，組成傳感器陣列，以捕獲彈頭飛越傳感器附近時(shí)在空氣中產(chǎn)生的激波信號(hào)。

傳感器陣列輸出的激波信號(hào)經(jīng)高速信號(hào)處理電路調(diào)理后，濾除干擾信號(hào)，還原激波波形并數(shù)字化，經(jīng)通信控制模塊傳輸至射手處理終端。通信介質(zhì)可以選擇無線傳輸或有線傳輸，距離近時(shí)也可選擇WiFi傳輸;有線通信在電磁環(huán)境惡劣的場合或固定靶場使用。

通信控制模塊用于實(shí)現(xiàn)靶機(jī)和射手報(bào)靶終端之間的信號(hào)及命令的無線/有線傳輸。無線通信采用433MHz或其他民用頻段，使用GFSK調(diào)制方式，并通過前向糾錯(cuò)機(jī)制降低數(shù)據(jù)傳輸誤碼率。

除了靶機(jī)核心功能模塊外，靶機(jī)還包括環(huán)境參數(shù)測量模塊、溫度調(diào)節(jié)子系統(tǒng)，以及靶紙激光定位子系統(tǒng)、電源等。

環(huán)境參數(shù)測量電路由溫度、濕度等測量模塊組成，主要測量靶機(jī)內(nèi)的溫度、濕度，為彈頭定位數(shù)學(xué)模型計(jì)算提供必要的數(shù)據(jù)。

溫度調(diào)節(jié)子系統(tǒng)由溫度測量傳感器、調(diào)理器、控制等功能模塊組成，用于調(diào)節(jié)靶機(jī)內(nèi)部溫度，避免溫度過高影響使用。

靶紙激光定位子系統(tǒng)用于定位靶板中心，當(dāng)靶板受彈量較大，更換靶板后，可以迅速調(diào)整靶板的位置。

電源主要由鋰電池儲(chǔ)能單元、充電保護(hù)單元、狀態(tài)檢測單元組成。

射手處理終端顯示器呈現(xiàn)的界面

關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)

輕武器激波智能報(bào)靶訓(xùn)練系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)如下：

能夠報(bào)出射擊環(huán)數(shù)和方位（上、下、左、右、左上、左下、右上、右下），使用6個(gè)傳感器及胸環(huán)靶時(shí)，8環(huán)內(nèi)定位誤差不大于3mm，其他區(qū)域定位誤差不大于一個(gè)彈徑;

可訂制高精度的報(bào)靶系統(tǒng);

報(bào)靶系統(tǒng)通（靶）道數(shù)任意配置，不受系統(tǒng)性能限制;

適用于口徑5～12.7mm的各種步槍、沖鋒槍、機(jī)槍發(fā)射的槍彈槍種;

適用于彈速為著靶速度不小于450m/s

射擊距離為10～400m

彈著點(diǎn)射的捕獲能力不小于1200發(fā)/分;

靶面受彈量不小于3000發(fā)。

系統(tǒng)主要亮點(diǎn)

輕武器激波智能報(bào)靶訓(xùn)練系統(tǒng)的自動(dòng)報(bào)靶設(shè)備，獲得多項(xiàng)國家專利授權(quán)。綜合上文介紹，可以看出，該系統(tǒng)具有以下9個(gè)主要亮點(diǎn)：

自動(dòng)報(bào)靶，準(zhǔn)確測算彈著點(diǎn)位置和彈序，實(shí)時(shí)顯示和播報(bào)射擊命中的環(huán)數(shù)、方位及累計(jì)環(huán)數(shù)等;

能夠無線語音播報(bào)射手命中的方位及環(huán)數(shù);

可用于輔助校槍，自動(dòng)顯示彈著點(diǎn)偏離瞄準(zhǔn)點(diǎn)值，以幫助射手進(jìn)行瞄準(zhǔn)校正;

具有總控功能，實(shí)現(xiàn)所有通道命令下達(dá)、設(shè)備狀態(tài)檢測、實(shí)時(shí)報(bào)靶、數(shù)據(jù)分析與射擊任務(wù)管理等;

具有射擊技能評(píng)估功能，可根據(jù)射手的射擊時(shí)間、命中環(huán)數(shù)、命中彈數(shù)、彈著點(diǎn)分布等因素系統(tǒng)分析評(píng)估射手的射擊水平;

具有統(tǒng)計(jì)匯總功能，可以累計(jì)單個(gè)射手的射擊成績，以及累計(jì)分析分隊(duì)的射擊成績。射擊成績自動(dòng)錄入數(shù)據(jù)庫，自動(dòng)生成電子表格和文檔;

具有綜合查詢功能，可查詢個(gè)人、單位的歷史射擊成績;

具有成績輸出功能，可顯示、存儲(chǔ)、打印個(gè)人和單位的射擊成績;

具有射擊理論及經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)功能：可學(xué)習(xí)射擊訓(xùn)練條件、考核與評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)等。

靶機(jī)主要由靶機(jī)核心功能模塊以及靶機(jī)輔助功能模塊組成。靶機(jī)核心功能模塊主要包括靶具、高靈敏度激波傳感器陣列、高速信號(hào)處理電路、通信控制模塊等

適用范圍

經(jīng)試驗(yàn)評(píng)估、試用，專家認(rèn)為：輕武器激波智能報(bào)靶訓(xùn)練系統(tǒng)戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能好，可操作性強(qiáng)，使用安全，適用范圍廣;從根本上克服了傳統(tǒng)的人工報(bào)靶效率低、危險(xiǎn)性高以及受環(huán)境因素影響等弊端，具有測試精度高、價(jià)格低廉、使用方便、機(jī)動(dòng)性能好、結(jié)果實(shí)時(shí)顯示、標(biāo)靶簡單等特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，可廣泛應(yīng)用于部隊(duì)、公安、武警以及民用實(shí)彈射擊訓(xùn)練。

例如，可用于部隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)射擊訓(xùn)練。部隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)射擊通常是指戰(zhàn)斗射擊和對(duì)抗射擊，訓(xùn)練常常在野外集訓(xùn)時(shí)進(jìn)行，很難有保障齊全的固定場所。該系統(tǒng)易于架設(shè)，無須調(diào)試，防護(hù)簡單，有利于部隊(duì)在近似實(shí)戰(zhàn)的環(huán)境下提高射擊技能。

可用于特種部隊(duì)精確射擊訓(xùn)練。特種部隊(duì)常常需要執(zhí)行狙擊射擊任務(wù)，使用該系統(tǒng)，不僅可以幫助射手進(jìn)行瞄準(zhǔn)校正，快速提高射擊水平;還可以根據(jù)射手的射擊時(shí)間、命中環(huán)數(shù)、命中彈數(shù)、彈著點(diǎn)分布等因素系統(tǒng)分析評(píng)估射手的射擊水平，便于挑選及培養(yǎng)富有狙擊潛質(zhì)的優(yōu)秀士兵。

可用于公安武警以及社會(huì)團(tuán)體進(jìn)行輕武器射擊訓(xùn)練。這些情況通常是在短時(shí)間內(nèi)訓(xùn)練，參訓(xùn)人員多，人員軍事素質(zhì)基礎(chǔ)薄弱，如何安全、快速、有效地組織實(shí)彈射擊訓(xùn)練，一直困擾著承訓(xùn)單位。使用該系統(tǒng)，不需要專門的靶場，不需要專業(yè)的操作人員，可以根據(jù)射擊訓(xùn)練任務(wù)規(guī)模，自由設(shè)置訓(xùn)練通道數(shù)量，設(shè)置訓(xùn)練方法，使參訓(xùn)人員快速熟悉武器性能、掌握射擊技能、提高射擊水平，為檢查指導(dǎo)基層射擊訓(xùn)練提供方便。

編輯/曾振宇

射手利用輕武器激波智能報(bào)靶訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練