一种基于信息级的舰壳声呐探测性能模拟系统的制作方法

本发明涉及舰壳声呐探测，尤其是指一种基于信息级的舰壳声呐探测性能模拟系统。

背景技术：

1、随着计算机技术的飞速发展，越来越多的模拟训练系统已经配套声呐使用单位，这些模拟训练系统可以有效弥补传统训练方式的不足。首先，对操作人员的训练和培训可以不受时间和空间的限制；其次，应用模拟训练系统可以解决实装训练不足的问题，可提供多人次、多场次的训练环境，即节约了大量的训练经费，又大大提高了训练效益，并且能够保证训练安全。

2、声呐模拟系统是计算机技术、仿真技术与声呐技术相结合的产物，为声呐的操作和训练提供了全新的手段。而搜索画面作为对声呐数据的直观表述，是各种声呐系统中的重要组成部分，搜索画面模拟的真实程度将直接影响到系统整体的训练性能。

3、目前，在声呐搜索画面模拟方面已经有很多研究人员做了大量工作，并取得不少有意义的研究成果。然而，他们多以信号处理机输出的实际信号为基础来进行模拟仿真，这样做的缺点是实现起来需要很多装备，成本较高，移植性不强，训练的灵活性欠佳。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的一种基于信息级的舰壳声呐探测性能模拟系统，所述模拟系统以舰壳声呐为研究对象，仿真不同海洋环境下，声呐对不同类型目标的探测跟踪过程，建立任务级模型，包括如下步骤：

2、步骤s1：启动模拟系统，并在模拟系统显控软件界面上将开机状态设置为“开机”，并下发给模拟系统处理软件，如果为“关机”状态，模拟系统处理软件不对目标进行探测；

3、步骤s2：模拟系统通过udp接收指控系统下发的平台和目标等信息；

4、步骤s3：模拟系统显控软件显示界面上将工作模式设置为“被动模式”，根据需要在界面上改变工作参数、环境配置参数、目标测距、测向精度参数，实时下发给模拟系统处理软件，模拟系统处理软件通过udp接收参数信息，进行声传播模型计算、目标探测、跟踪等处理，将处理结果与当前的工作参环境配置参数等回传给模拟系统显控软件，模拟系统显控将处理结果和工作参数进行显示，根据显示数据验证处理结果的正确性以及模拟系统处理软件收到模拟系统显控软件下发参数的正确性，同时将处理结果发送给指控系统，指控系统对目标信息进行融合等处理；

5、步骤s4：模拟系统显控软件显示界面上将工作模式设置为“主动模式”，并且需要将开始扫描状态设置为“开始扫描”，实时将参数下发给模拟系统处理软件，模拟系统处理软件根据收到的命令参数，自动设置扫描周期，进行声传播模型计算、目标探测、跟踪等处理，将处理结果与当前的工作参环境配置参数等回传给模型显控软件，模拟系统显控将处理结果和工作参数进行显示，根据显示数据验证处理结果的正确性以及模拟系统处理软件收到模拟系统显控软件下发参数的正确性；同时将处理结果发送给指控系统，指控系统对目标信息进行融合等处理；需要结束主动模式，在模拟系统显控软件的显示界面上将开始扫描状态设置为“结束扫描”；

6、步骤s5：模拟系统显控软件界面上将开机状态设置为“关机”，退出模拟系统。

7、在本发明的一个实施例中，模拟系统包括显控软件、处理软件，其中处理软件由声传播仿真模块、主被动声呐探测模块、目标跟踪及特征解析模块、目标反射强度修正模块；显控软件包括界面设计与信息显示模块、参数设置模块、软件监控模块。

8、在本发明的一个实施例中，所述声传播仿真模块是按照显控软件设置的参数，模拟不同海洋环境下的水声信号传播情况，进而计算出在目标处的传播损失，而其中传播模型采用bellhop模型，共设计了5种典型的水文条件，7种海底底质。

9、在本发明的一个实施例中，所述主被动声呐探测模块包括主被动声呐方程中的相关参数计算、探测盲区范围计算、余量探测概率计算。

10、在本发明的一个实施例中，所述目标跟踪及特征解析模块是利用多帧目标探测仿真输出信息，建立目标运动状态滤波方程，从而预测目标在后面帧中的位置，同时，根据目标跟踪信息，解析出目标航向、航速、尺度。

11、在本发明的一个实施例中，所述目标反射强度修正模块是根据目标与舰船的相对姿态和指控系统下发的目标最大反射强度，计算出目标此时此位置的反射强度。

12、在本发明的一个实施例中，所述界面设计与信息显示模块是根据处理软件的输出信息，设计声呐的帧显示、探测显示、跟踪显示、轨迹显示。

13、在本发明的一个实施例中，所述参数设置模块是设计适用的参数设置控件，包括声呐参数设置、环境参数设置、目标类型设置、声呐工作参数实时反馈，做到实时响应操作人员的设置操作。

14、在本发明的一个实施例中，所述软件监控模块是用于实现监控处理软件和显控软件的运行情况以及网络通道状态。

15、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本发明所述的舰壳声呐探测性能模拟系统，通过建立模型、设置参数、microsoftvisualstudio2015仿真声传播模型计算、声呐探测等、qt绘图的过程来实现，完全基于pc机，方法简单灵活、易于掌握，具有较强的通用性、可扩展性和可移植性。实验结果表明，用该方法仿真的舰壳声呐探测、搜索画面能够很好地模拟实际装备，具有较高的工程应用价值，对其他的模拟仿真系统具有一定的参考价值。

技术特征：

1.一种基于信息级的舰壳声呐探测性能模拟系统，所述模拟系统以舰壳声呐为研究对象，仿真不同海洋环境下，声呐对不同类型目标的探测跟踪过程，建立任务级模型，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的舰壳声呐探测性能模拟系统，其特征在于：模拟系统包括显控软件、处理软件，其中处理软件由声传播仿真模块、主被动声呐探测模块、目标跟踪及特征解析模块、目标反射强度修正模块；显控软件包括界面设计与信息显示模块、参数设置模块、软件监控模块。

3.根据权利要求2所述的舰壳声呐探测性能模拟系统，其特征在于：所述声传播仿真模块是按照显控软件设置的参数，模拟不同海洋环境下的水声信号传播情况，进而计算出在目标处的传播损失，而其中传播模型采用bellhop模型，共设计了5种典型的水文条件，7种海底底质。

4.根据权利要求2所述的舰壳声呐探测性能模拟系统，其特征在于：所述主被动声呐探测模块包括主被动声呐方程中的相关参数计算、探测盲区范围计算、余量探测概率计算。

5.根据权利要求2所述的舰壳声呐探测性能模拟系统，其特征在于：所述目标跟踪及特征解析模块是利用多帧目标探测仿真输出信息，建立目标运动状态滤波方程，从而预测目标在后面帧中的位置，同时，根据目标跟踪信息，解析出目标航向、航速、尺度。

6.根据权利要求2所述的舰壳声呐探测性能模拟系统，其特征在于：所述目标反射强度修正模块是根据目标与舰船的相对姿态和指控系统下发的目标最大反射强度，计算出目标此时此位置的反射强度。

7.根据权利要求2所述的舰壳声呐探测性能模拟系统，其特征在于：所述界面设计与信息显示模块是根据处理软件的输出信息，设计声呐的帧显示、探测显示、跟踪显示、轨迹显示。

8.根据权利要求2所述的舰壳声呐探测性能模拟系统，其特征在于：所述参数设置模块是设计适用的参数设置控件，包括声呐参数设置、环境参数设置、目标类型设置、声呐工作参数实时反馈，做到实时响应操作人员的设置操作。

9.根据权利要求1所述的舰壳声呐探测性能模拟系统，其特征在于：所述软件监控模块是用于实现监控处理软件和显控软件的运行情况以及网络通道状态。

技术总结
本发明涉及一种基于信息级的舰壳声呐探测性能模拟系统,模拟系统包括显控软件、处理软件；模拟系统可实时接收指控系统下发的多目标姿态、本舰姿态和标识信息，能够根据指控系统下发的目标信息、本舰信息、声呐工作参数、环境参数，开展对目标运动、声信号传播、声呐探测、目标跟踪及特征解析仿真，从而实现对声呐对目标的探测、跟踪及特征解析功能，能够实时显示目标探测、跟踪信息，同时将声呐处理信息反馈至指控系统。模拟系统通过建立模型、设置参数、MicrosoftVisual Studio2015仿真声传播模型计算、声呐探测、QT绘图的过程来实现，完全基于PC机，具有较强的通用性、可扩展性和可移植性。

技术研发人员：高貂林,江飞
受保护的技术使用者：海鹰企业集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11