一種基于國(guó)產(chǎn)化的雷達(dá)模擬演訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李華君，陳 婧，林 悅，周 元

(中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第八研究院，南京 211153)

0 引 言

雷達(dá)模擬訓(xùn)練基于仿真手段結(jié)合實(shí)裝體驗(yàn)，通過(guò)對(duì)雷達(dá)環(huán)境、目標(biāo)態(tài)勢(shì)及雷達(dá)狀態(tài)等進(jìn)行參數(shù)化擬定與設(shè)置，參照實(shí)裝工作流程建立軟件模型進(jìn)行信息處理，還原雷達(dá)工作及探測(cè)場(chǎng)景，以終端顯示為主要呈現(xiàn)手段，對(duì)給定雷達(dá)進(jìn)行操作使用的過(guò)程。雷達(dá)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)一般可依據(jù)雷達(dá)的指定訓(xùn)練需求進(jìn)行平臺(tái)搭建，多選用與需模擬雷達(dá)同類硬件及系統(tǒng)環(huán)境。系統(tǒng)功能建設(shè)主要體現(xiàn)在具備外部系統(tǒng)導(dǎo)控與態(tài)勢(shì)信息接入功能；具備單機(jī)雷達(dá)訓(xùn)練場(chǎng)景態(tài)勢(shì)、作戰(zhàn)想定、電磁環(huán)境與地理環(huán)境等要素?cái)M定功能；具備雷達(dá)數(shù)據(jù)處理與顯控操作模擬功能。而通用數(shù)字雷達(dá)仿真系統(tǒng)及數(shù)字雷達(dá)模擬系統(tǒng)研究向集裝備模型、電磁環(huán)境模型建模與算法仿真優(yōu)化、場(chǎng)景模擬及推演、雷達(dá)信號(hào)生成模擬、雷達(dá)任務(wù)復(fù)盤與效能計(jì)算、雷達(dá)理論培訓(xùn)與操作評(píng)估等綜合演訓(xùn)平臺(tái)延伸。

相較于實(shí)裝訓(xùn)練，雷達(dá)模擬訓(xùn)練極大減少了訓(xùn)練經(jīng)費(fèi)和日常消耗，同時(shí)也可保證基本的訓(xùn)練效果，目前已在各國(guó)軍事初始訓(xùn)練中得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)也開(kāi)展了大量雷達(dá)模擬訓(xùn)練技術(shù)和應(yīng)用研究[1-2]。

雷達(dá)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)通常采用“集成化、模塊化”的設(shè)計(jì)思路以及虛實(shí)結(jié)合、軟硬結(jié)合的設(shè)計(jì)方法，具備穩(wěn)定度高、使用安全性高、設(shè)備日常維護(hù)工作量少、可獨(dú)立設(shè)置偶發(fā)性故障、可單獨(dú)形成閉環(huán)和多次反復(fù)訓(xùn)練雷達(dá)操作人員等優(yōu)點(diǎn)，節(jié)約了裝備的維護(hù)經(jīng)費(fèi)和維修時(shí)間[3]。

1 技術(shù)背景

1.1 VPX

VPX是VITA組織于2007年在其VME總線基礎(chǔ)上提出的新一代高速串行總線標(biāo)準(zhǔn)。VPX總線的基本規(guī)范、機(jī)械結(jié)構(gòu)和總線信號(hào)均有系列技術(shù)定義。VPX架構(gòu)對(duì)有速率要求的雷達(dá)、圖像處理、遠(yuǎn)程控制等有明顯優(yōu)勢(shì)。新一代VPX總線標(biāo)準(zhǔn)采用高速串行總線替代并行總線的技術(shù)；采用了Rapid I/O、先進(jìn)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)和PCI-Express的高性能接口技術(shù)，具備強(qiáng)大的I/O能力和高性能網(wǎng)絡(luò)交換能力，支持更高的背板帶寬，其最高理論帶寬達(dá)到8 Gb/s。目前基于VPX架構(gòu)的電子設(shè)備已經(jīng)成功應(yīng)用到車載、彈載、雷達(dá)、成像處理等領(lǐng)域，在地面和低空環(huán)境多種場(chǎng)合下驗(yàn)證了設(shè)備的性能。

國(guó)內(nèi)的電子機(jī)箱設(shè)計(jì)近年來(lái)飛速發(fā)展，基于VPX的電子機(jī)箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便捷，設(shè)計(jì)和修正周期短，具備功能集成化、微小型化、高功率、高可靠性等優(yōu)勢(shì)，新一代VPX機(jī)箱采取模塊式的密閉設(shè)計(jì)和真空釬焊等工藝方法，能進(jìn)一步提高電子設(shè)備機(jī)箱的抗震強(qiáng)度、傳熱效率、電磁屏蔽性能、焊接質(zhì)量和機(jī)箱精度，在機(jī)箱發(fā)展方面取得了較好的應(yīng)用效果[4]。

1.2 國(guó)產(chǎn)平臺(tái)

隨著國(guó)家信息安全需求的不斷增強(qiáng)，裝備硬件板卡國(guó)產(chǎn)化將是大趨勢(shì)，國(guó)產(chǎn)化芯片及板卡目前還在不斷成長(zhǎng)中。

處理器是數(shù)字類電子產(chǎn)品的核心，國(guó)產(chǎn)CPU經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，與發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)差距明顯縮小，目前國(guó)產(chǎn)的主流處理器包括中國(guó)科學(xué)院的“龍芯”系列、國(guó)防科技大學(xué)的“飛騰”系列等，在軍用系統(tǒng)和實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域、高端嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)異。

操作系統(tǒng)作為用戶層應(yīng)用軟件和硬件裸機(jī)中間層的接口，同時(shí)也是其他外圍硬件及工具軟件的API。操作系統(tǒng)具有很強(qiáng)的基礎(chǔ)功能，為其了軟件的開(kāi)發(fā)提供必要的底層服務(wù)支持和外部程序的接口等，提高人機(jī)交互性能，呈現(xiàn)一個(gè)良好的桌面環(huán)境[5]。

由于受監(jiān)控計(jì)劃影響和安全威脅，自主可控的國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)逐漸投入使用。國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)緊密結(jié)合國(guó)內(nèi)用戶的實(shí)際需求，堅(jiān)持“充分利舊”、“平滑替代”和“自主可控”的原則，實(shí)現(xiàn)對(duì)原有窗口操作系統(tǒng)的取代工作，其中包括Windows XP專業(yè)版本和Windows XP嵌入式版本[6]?！般y河麒麟”操作系統(tǒng)下可實(shí)現(xiàn)軟件環(huán)境搭建、軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件集成應(yīng)用、操作系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用、軟件可靠性和安全性設(shè)計(jì)、軟件界面設(shè)計(jì)和國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)適配等方面的技術(shù)工作。

1.3 軟件架構(gòu)

對(duì)于軟件架構(gòu)，有著不同表述的定義。比如，架構(gòu)是一系列重要決策的集合，這些決策和以下內(nèi)容有關(guān)：軟件組織、構(gòu)成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)元素及其接口的選擇，這些元素在相互協(xié)作中明確表現(xiàn)的行為等；IEEE將架構(gòu)定義為：架構(gòu)是以組件、組件之間的關(guān)系、組件與環(huán)境之間的關(guān)系為內(nèi)容的某一系統(tǒng)的基本組織結(jié)構(gòu)，以及指導(dǎo)上述內(nèi)容設(shè)計(jì)和演化的原理[7]。

軟件系統(tǒng)一般由橫跨不同層次和技術(shù)的多個(gè)應(yīng)用軟件組成，在定義每個(gè)應(yīng)用軟件的架構(gòu)，將其解構(gòu)為各種類、組件、函數(shù)、設(shè)計(jì)模式與代碼組織后，系統(tǒng)架構(gòu)主要將系統(tǒng)中以應(yīng)用軟件為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行有效的組織與集成，同時(shí)關(guān)注互操作性及其與環(huán)境中其他系統(tǒng)的合作。目前相對(duì)成熟的軟件架構(gòu)主要有云架構(gòu)、分層架構(gòu)、事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)、微內(nèi)核架構(gòu)、微服務(wù)架構(gòu)等，各種架構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn)和不同的適應(yīng)場(chǎng)景。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文雷達(dá)演訓(xùn)系統(tǒng)的主要特征是基于國(guó)產(chǎn)化平臺(tái)與運(yùn)行環(huán)境，具備異型雷達(dá)模擬演訓(xùn)的適配性；具備對(duì)需模擬雷達(dá)的操作與使用訓(xùn)練功能，系統(tǒng)界面和人機(jī)交互與實(shí)裝基本保持一致；具備雷達(dá)工作演示功能；具備模擬生成、處理與顯示雷達(dá)回波視頻、目標(biāo)、狀態(tài)和故檢信息等功能；可對(duì)訓(xùn)練場(chǎng)景與目標(biāo)進(jìn)行編輯，依據(jù)假定設(shè)置地理環(huán)境分布、雷達(dá)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)軌跡、目標(biāo)航跡等參數(shù)，具備訓(xùn)練場(chǎng)景生成、推演及下發(fā)功能；可為訓(xùn)練人員進(jìn)行裝備原理、使用和維護(hù)等基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)，提供包含技術(shù)文檔、視頻、圖片等形式的電子資料閱覽功能；符合自主可控，通用化、小型化與便捷性要求，便于安裝與部署。

通過(guò)選用基于VPX架構(gòu)的國(guó)產(chǎn)化硬件平臺(tái)并安裝國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)，滿足自主可控、小型化與便捷性要求；通過(guò)系統(tǒng)架構(gòu)與功能設(shè)計(jì)滿足其功能需求；提供一種適用的模擬演訓(xùn)機(jī)制，制定本系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的視頻、數(shù)據(jù)與報(bào)文格式規(guī)范，通過(guò)軟件代理適配完成異型雷達(dá)的系統(tǒng)本地化與實(shí)例化模擬，提升系統(tǒng)的通用性。采用軟件繪制雷達(dá)探測(cè)態(tài)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)一種通過(guò)讀取與解算雷達(dá)真實(shí)回波文件作為視頻背景，并疊加仿真目標(biāo)回波與二次目標(biāo)進(jìn)行合成顯示的方法。其中，演訓(xùn)系統(tǒng)的視頻回放文件通過(guò)格式化編碼與轉(zhuǎn)儲(chǔ)，將各型雷達(dá)在實(shí)探過(guò)程中的操控信息、信號(hào)參數(shù)、時(shí)間信息與回波數(shù)據(jù)等信息整合，完成雷達(dá)模擬訓(xùn)練中對(duì)視頻繪制、雷達(dá)操控、目標(biāo)管理與數(shù)據(jù)處理的同步匹配與還原演示。

2.1 系統(tǒng)硬件組成

系統(tǒng)選用VPX架構(gòu)的電子機(jī)箱，安裝包括交換模塊、電源模塊與若干通用處理模塊在內(nèi)的多型硬件板卡，其中通用處理模塊采用國(guó)產(chǎn)“飛騰”CPU芯片+國(guó)產(chǎn)“景嘉”微集成顯卡，運(yùn)行“銀河麒麟”國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)。通用處理模塊性能配置與接口一致，其數(shù)量可增減，性能可升級(jí)，具有良好的互換性與擴(kuò)展性。可根據(jù)模擬雷達(dá)的差異動(dòng)態(tài)選配板卡并進(jìn)行功能軟件的本地化部署，或?qū)⒐δ苘浖\(yùn)行于指定的功能模塊。模塊間的信息通過(guò)交換模塊進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，在數(shù)據(jù)模擬功能模塊與顯示操控功能模塊之間，視頻數(shù)據(jù)也可通過(guò)Rapid I/O接口傳輸。VPX機(jī)箱組成如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)VPX機(jī)箱組成圖

2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件采用開(kāi)放式分層架構(gòu)設(shè)計(jì)，其中電子交互培訓(xùn)軟件采用B/S結(jié)構(gòu)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)服務(wù)支撐。系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)軟件構(gòu)件化開(kāi)發(fā)、部署、應(yīng)用和交換。在體系結(jié)構(gòu)中依托支撐層和功能層形成應(yīng)用支持，根據(jù)模擬雷達(dá)任務(wù)需求和特點(diǎn)，進(jìn)行有實(shí)例化的軟件部署，構(gòu)建出一套具有通用性的系統(tǒng)。軟件體系結(jié)構(gòu)由硬件與環(huán)境支撐層、資源支撐層、功能層、應(yīng)用層和任務(wù)層組成。

雷達(dá)模擬演訓(xùn)系統(tǒng)軟件體系架構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)軟件架構(gòu)圖

系統(tǒng)軟件為達(dá)成某雷達(dá)模擬演訓(xùn)功能，結(jié)合該雷達(dá)實(shí)裝特性，通過(guò)擬定編輯雷達(dá)地理環(huán)境和場(chǎng)景參數(shù)，仿真或模擬生成其探測(cè)區(qū)域內(nèi)的回波及目標(biāo)，構(gòu)建并推演出指定的目標(biāo)態(tài)勢(shì)，供雷達(dá)用戶操作與訓(xùn)練時(shí)使用。通過(guò)對(duì)雷達(dá)狀態(tài)、故障等信息進(jìn)行編排模擬裝備運(yùn)行狀況，以提高用戶裝備維護(hù)水平。用戶亦可通過(guò)登錄在線培訓(xùn)系統(tǒng)學(xué)習(xí)雷達(dá)基本理論知識(shí)。

在常規(guī)演訓(xùn)機(jī)制下，依據(jù)功能軟件的部署為承載的通用處理模塊命名。場(chǎng)景仿真模塊運(yùn)行場(chǎng)景仿真軟件，對(duì)訓(xùn)練場(chǎng)景進(jìn)行編輯，可按需求設(shè)置地理環(huán)境參數(shù)、雷達(dá)裝載平臺(tái)運(yùn)動(dòng)軌跡、配試目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡，并展開(kāi)推演。數(shù)據(jù)模擬模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)模擬軟件，完成雷達(dá)回波背景及目標(biāo)回波的解析和加載，合成雷達(dá)回波數(shù)據(jù)；完成雷達(dá)故障及異常的模擬，生成和配置雷達(dá)狀態(tài)變化和故障啟停的預(yù)設(shè)方案，用于訓(xùn)練和提高用戶的雷達(dá)維護(hù)及應(yīng)急處置能力。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊安裝數(shù)據(jù)庫(kù)與服務(wù)軟件，存儲(chǔ)雷達(dá)模擬的配置文件、數(shù)據(jù)表單、電子素材與模板文件，并提供服務(wù)支撐B/S架構(gòu)的電子交互培訓(xùn)軟件。數(shù)據(jù)處理模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)處理軟件，接收雷達(dá)視頻與目標(biāo)回波數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶操作進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)、建航與跟蹤，形成目標(biāo)航跡，并響應(yīng)目標(biāo)的管理操作，反饋至模擬顯控軟件；顯示操控模塊運(yùn)行模擬顯控軟件，完成雷達(dá)工作畫面顯示和操控處理等，實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻、目標(biāo)等雷達(dá)信息的繪制，提供目標(biāo)錄取、雷達(dá)操控等訓(xùn)練功能。功能軟件部署如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)軟件功能部署圖

2.3 系統(tǒng)執(zhí)行原理

雷達(dá)模擬演訓(xùn)系統(tǒng)通過(guò)配置與實(shí)現(xiàn)需模擬雷達(dá)的顯控與信息處理等功能軟件集合，進(jìn)行信息模擬、生成、交互、處理及顯示，形成雷達(dá)的實(shí)操訓(xùn)練和業(yè)務(wù)培訓(xùn)功能。用戶可以登錄瀏覽器，完成雷達(dá)場(chǎng)景編輯與裝備知識(shí)學(xué)習(xí)培訓(xùn)。通過(guò)接口代理適配將雷達(dá)間的視頻、目標(biāo)、狀態(tài)及故障等信息的處理通用化。參照實(shí)裝顯控軟件進(jìn)行本地化設(shè)計(jì)，還原被模擬雷達(dá)的人機(jī)交互體驗(yàn)。提供雷達(dá)操控界面，對(duì)雷達(dá)進(jìn)行任務(wù)操控和目標(biāo)管理指令下發(fā)，完成日常雷達(dá)訓(xùn)練以及對(duì)模擬雷達(dá)功能的使用與演示。雷達(dá)模擬演訓(xùn)系統(tǒng)的執(zhí)行原理如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)執(zhí)行原理圖

(1)用戶開(kāi)機(jī)，雷達(dá)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)運(yùn)行；

(2)用戶在場(chǎng)景仿真編輯界面，根據(jù)配置或需求設(shè)置地理環(huán)境參數(shù)、雷達(dá)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)軌跡、目標(biāo)實(shí)體信息等特征參數(shù)，將數(shù)據(jù)推送至數(shù)據(jù)模擬軟件；

(3)數(shù)據(jù)模擬軟件完成雷達(dá)回波視頻文件的解析和加載，疊加目標(biāo)仿真回波數(shù)據(jù)，根據(jù)場(chǎng)景編輯軟件的推演同步更新回波及目標(biāo)點(diǎn)、航跡參數(shù)，送模擬顯控軟件繪制及顯示；

(4)用戶感知雷達(dá)視頻畫面，進(jìn)行目標(biāo)錄取、雷達(dá)操控等人機(jī)操作，將操控命令下發(fā)至數(shù)據(jù)處理軟件；

(5)數(shù)據(jù)處理軟件接收用戶操作指令，進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)、建航及跟蹤，將目標(biāo)信息反饋至模擬顯控軟件，并響應(yīng)目標(biāo)的管理操作；

(6)數(shù)據(jù)模擬軟件響應(yīng)用戶雷達(dá)操控前端指令，進(jìn)行雷達(dá)伺服、發(fā)射、信號(hào)等狀態(tài)變更，將模擬信息同步反饋至模擬顯控軟件與數(shù)據(jù)處理軟件；

(7)數(shù)據(jù)模擬軟件根據(jù)人工編排或讀取配置文件生成雷達(dá)工作和故障信息預(yù)設(shè)方案，執(zhí)行雷達(dá)狀態(tài)及故障的模擬，訓(xùn)練和提高用戶的雷達(dá)維護(hù)及應(yīng)急處置能力；

(8)用戶開(kāi)啟瀏覽器，通過(guò)授權(quán)登錄電子交互培訓(xùn)系統(tǒng)，閱覽與學(xué)習(xí)裝備的技術(shù)文檔、視頻、圖片及有關(guān)原理等基礎(chǔ)知識(shí)。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

雷達(dá)模擬演訓(xùn)系統(tǒng)基于開(kāi)放式的擴(kuò)展設(shè)計(jì)，根據(jù)模擬雷達(dá)特征對(duì)各通用處理模塊中的軟件進(jìn)行參數(shù)化配置與集成，完成功能軟件或數(shù)據(jù)庫(kù)的本地化加載。通過(guò)規(guī)范化系統(tǒng)的執(zhí)行流程，標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)的雷達(dá)視頻、數(shù)據(jù)與報(bào)文接入格式，解耦模擬雷達(dá)間的差異性。針對(duì)不同實(shí)裝雷達(dá)探測(cè)中采集的回波數(shù)據(jù)差異性，通過(guò)軟件代理完成格式轉(zhuǎn)碼，并將該雷達(dá)的實(shí)時(shí)操控信息、信號(hào)參數(shù)、時(shí)間信息與回波數(shù)據(jù)整理打包，形成與系統(tǒng)適配的通用雷達(dá)視頻文件。數(shù)據(jù)模擬軟件加載和解析格式化的回波視頻文件，疊加場(chǎng)景編輯的目標(biāo)回波數(shù)據(jù)，將信息分發(fā)至數(shù)據(jù)處理軟件和模擬顯控軟件；數(shù)據(jù)處理軟件完成錄取目標(biāo)的檢測(cè)、建航與跟蹤等；模擬顯控軟件對(duì)雷達(dá)視頻繪制、掃描模式、仿真目標(biāo)等進(jìn)行同步匹配，結(jié)合場(chǎng)景仿真軟件的推演更新仿真目標(biāo)位置動(dòng)態(tài)和雷達(dá)掃描探測(cè)視頻畫面，而后結(jié)合目標(biāo)錄取操作，獲取數(shù)據(jù)處理軟件反饋的目標(biāo)航跡，合成完整的目標(biāo)態(tài)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)探測(cè)的還原演示，完成對(duì)異型的實(shí)裝模擬。雷達(dá)視頻與目標(biāo)的繪制基于國(guó)產(chǎn)顯卡+OpenGL機(jī)制，采用Qt開(kāi)發(fā)軟件實(shí)現(xiàn)畫面的高效渲染與實(shí)時(shí)繪制。

3.1 場(chǎng)景仿真實(shí)現(xiàn)

用戶通過(guò)場(chǎng)景仿真與編輯界面設(shè)置地理參數(shù)、目標(biāo)實(shí)體信息等特性參數(shù)。場(chǎng)景仿真界面設(shè)計(jì)如圖5所示，通過(guò)編輯設(shè)置航路上的點(diǎn)及點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)軌跡(圓周、直線)和速度、加速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景編輯與目標(biāo)航路規(guī)劃。

圖5 航路規(guī)劃界面

3.2 數(shù)據(jù)模擬實(shí)現(xiàn)

根據(jù)目標(biāo)航路規(guī)劃中目標(biāo)的軌跡以及運(yùn)動(dòng)參數(shù)實(shí)時(shí)解算目標(biāo)位置參數(shù)(距離、方位)信息。根據(jù)雷達(dá)的方位分辨率將360°量化成N個(gè)方位，根據(jù)距離分辨率和雷達(dá)的威力范圍將雷達(dá)探測(cè)距離量化成M個(gè)距離單元，如圖6所示。

圖6 目標(biāo)解算及量化模擬圖

如圖7所示，根據(jù)目標(biāo)位置參數(shù)(距離和方位)將目標(biāo)位置量化到圖6對(duì)應(yīng)的方位和距離點(diǎn)(m，n)上，并在目標(biāo)量化點(diǎn)位置上模擬設(shè)置目標(biāo)回波強(qiáng)度，并在該點(diǎn)四周分別沿距離和方位方向按照一定的梯度衰減設(shè)置目標(biāo)回波強(qiáng)度，以達(dá)到目標(biāo)回波模擬目的。

圖7 回波解算量化模擬圖

如圖8所示，系統(tǒng)提供雷達(dá)狀態(tài)和故障模擬編輯界面，可配置和生成雷達(dá)狀態(tài)和故障信息預(yù)設(shè)方案，通過(guò)雷達(dá)故障及異常推演來(lái)訓(xùn)練和提高用戶的雷達(dá)維護(hù)與應(yīng)急處置能力。

圖8 雷達(dá)狀態(tài)及故障模擬圖

3.3 顯示控制效果

數(shù)據(jù)模擬軟件通過(guò)讀取雷達(dá)真實(shí)回波視頻文件中的數(shù)據(jù)，并根據(jù)真實(shí)回波的方位查找上述方位上所有仿真目標(biāo)的模擬回波，將其疊加至真實(shí)回波數(shù)據(jù)中，交由模擬顯控軟件合成繪制顯示。數(shù)據(jù)處理軟件接收操作員的錄取命令，進(jìn)行模擬目標(biāo)處理，輸出目標(biāo)信息，完成目標(biāo)跟蹤，并將目標(biāo)航跡反饋給顯控軟件繪制。亦可模擬目標(biāo)丟失情況，訓(xùn)練操作員對(duì)目標(biāo)的管理和處置能力。對(duì)雷達(dá)探測(cè)的還原演示效果圖如圖9所示。

圖9 雷達(dá)還原演示效果圖

用戶登錄瀏覽器，通過(guò)授權(quán)登錄電子交互培訓(xùn)系統(tǒng)的界面如圖10所示。

圖10 雷達(dá)電子交互培訓(xùn)界面

4 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的基于國(guó)產(chǎn)化的雷達(dá)模擬演訓(xùn)系統(tǒng)，將硬件模塊集成于一體式VPX架構(gòu)電子機(jī)箱中，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的小型化，提高了設(shè)備的便攜性。搭載配置國(guó)產(chǎn)“飛騰”CPU芯片+國(guó)產(chǎn)“景嘉”微集成顯卡、安裝國(guó)產(chǎn)“麒麟”操作系統(tǒng)的通用處理模塊，并部署模擬功能軟件。各軟件基于Qt開(kāi)發(fā)，具備跨平臺(tái)跨系統(tǒng)的良好移植性與高復(fù)用性，便于系統(tǒng)升級(jí)與遷移；功能軟件集雷達(dá)應(yīng)用場(chǎng)景擬定、數(shù)據(jù)生成、處理、顯示及操控訓(xùn)練、反饋功能為一體，具備可視化演示能力?；陂_(kāi)放式的設(shè)計(jì)，兼顧平臺(tái)、產(chǎn)品及接口的通用性，可根據(jù)參數(shù)化配置功能組配，完成雷達(dá)基本功能演示、雷達(dá)數(shù)據(jù)源與服務(wù)、雷達(dá)場(chǎng)景編輯及雷達(dá)模擬訓(xùn)練功能。亦可作為產(chǎn)品配試平臺(tái)，在研發(fā)與訓(xùn)練中滿足雷達(dá)前端脫機(jī)下的使用需求。系統(tǒng)克服了因雷達(dá)訓(xùn)練與實(shí)裝耦合難以便攜部署的不便，且兼顧值班警戒和日常演訓(xùn)，有效解決了在工程實(shí)現(xiàn)中難于對(duì)異型雷達(dá)進(jìn)行通用模擬的處理難點(diǎn)，因此具有較好的通用性和實(shí)用性。