無源干擾裝備質心干擾效果數字仿真試驗軟件設計

李寒梅

摘 要：眾所周知，計算機數字仿真的優點在于成本較低、試驗周期短，在外場試驗條件有限的情況下，可以通過仿真計算得到大樣本仿真結果。編制仿真軟件，關鍵是設計科學合理的軟件結構，使用置信度高的數學模型。著重介紹了軟件結構的設計，并從數據流概念入手，詳細闡述了該軟件的模塊化設計方法。

關鍵詞：仿真試驗；數據流；模塊化設計；質心干擾效果

中圖分類號：TN972 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.062

制導雷達定點設置的靜態試驗方法。所謂“定點試驗”，就是指末制導雷達定點設置，其機械軸（也稱彈軸）始終瞄準目標艦，發射箔條干擾彈前，末制導雷達電軸自動跟蹤目標艦，箔條干擾彈發射后，其電軸跟蹤目標艦與干擾云的質心，末制導雷達終端設備實時錄取電軸相對機械軸的航向偏角，以此評定無源質心干擾效果。本文采用靜態試驗方法設計軟件結構，編制無源干擾裝備質心干擾效果數字仿真試驗軟件，最終可得出仿真試驗結果。

1 仿真試驗軟件數據流

無源干擾裝備質心干擾效果數字仿真試驗軟件（以下簡稱“仿真試驗軟件”）的使用需求：各型艦艇在不同末制導雷達開機距離、不同航速、不同風速、不同風向、不同導彈來襲方位條件下通過數字仿真，計算得出質心干擾效果，并自動實時存儲仿真試驗結果，最后對仿真試驗結果進行數據庫操作，統計艦艇舷向360°范圍內，來襲方位以1°為單位的每個來襲方位的干擾成功率。

根據上述要求，選擇VB6.0作為開發工具。VB最顯著的特點可以概括為可視化、面向對象和事件驅動。除此之外，VB還具有強大的數據庫管理功能、支持標準的程序設計結構。任何軟件系統從根本上來說都是對數據進行加工或變換的工具，軟件的總體結構設計以數據流為主線，按照數據的輸入、加工、輸出對軟件進行模塊化設計，包括輸入模塊、質心干擾仿真模塊、輸出模塊。

該軟件的輸入包含兩組數據流：①試驗參數，例如末制導雷達開機距離、導彈來襲方向、目標艦航向航速、風向風速等，試驗參數在程序初始化時設置；②在仿真計算時需要的用彈量、發射角度、規避航向等數據，這些數據在仿真計算運行過程中由無源干擾戰術使用輔助決策軟件產生。質心干擾仿真模塊主要功能就是對數據進行加工，經過各個數學模型的計算，獲得末制導雷達跟蹤艦云質心的動態變化，同時對動態末制導雷達跟蹤單元內目標艦或箔條云出跟蹤單元的切割過程（質心轉移過程）進行計算。利用質心干擾效果判定數學模型對單次仿真結果進行干擾效果評定，最后將單次質心干擾效果和各導彈來襲方位的干擾成功率作為仿真結果保存到數據庫中。

數據流圖是軟件系統邏輯模型的一種圖形表示，該軟件的數據流圖如圖1所示。

2 仿真試驗軟件模塊化設計

結構化設計屬于面向數據流的設計方法。該軟件遵循結構化的設計理念，在軟件數據流圖的基礎上，將數據流圖映射為軟件結構圖。由此得出，仿真試驗軟件由輸入模塊、質心干擾仿真模塊和輸出模塊組成，組成框圖如圖2所示。根據軟件結構圖，仿真態勢初始化和仿真模型為圖中每一個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，仿真試驗軟件的輸入模塊包括試驗參數和無源干擾戰術使用輔助決策方案的輸入，每次仿真試驗的試驗參數是人為設定的、可變的，需通過用戶界面進行設置，因此要設計可操作性強的用戶界面。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）。仿真試驗軟件的核心在于仿真算法，SDI即可滿足用戶界面設計要求。無源干擾戰術使用輔助決策方案是被固化的，在程序運行中被多次調用，必須與試驗參數完全匹配，并參與各個數學模型的計算，因此，也要設計高效的數據調用比對模塊。無源干擾戰術使用輔助決策方案以文件的形式被保存，VB中的所謂文件，一般是指存儲在磁盤上的數據集合，每個文件都有一個文件名作為標識，應用程序通過文件名對文件中的數據進行訪問，VB6.0提供了強大的文件系統操作能力。

2.2 質心干擾仿真模塊

質心干擾仿真模塊主要包括導彈行為、目標艦行為、箔條誘餌狀態、干擾效果評定等功能模塊。初始化設置參數后，導彈通過解算末制導雷達跟蹤模型跟蹤目標，解算當前時刻的目標艦、箔條誘餌的運動數學模型，解算質心干擾方程，得出下一時刻的導彈跟蹤角。如此循環直至導彈完成一次攻擊為止。將仿真結果寫入數據庫，對其仿真結果進行評定。

2.3 輸出模塊

一種試驗態勢的仿真試驗結束，軟件自動將仿真試驗參數和仿真結果存入數據庫。仿真軟件自動返回到程序初始化模塊，

進行下一個仿真試驗態勢的計算機數字仿真，直至完成操作人員在程序初始化中設定的數萬種試驗態勢的計算機數字仿真，最后對仿真試驗結果進行數據庫操作。

仿真結果分析首先是將所有的仿真結果進行統計，在艦艇舷向360°范圍內來襲方位以1°為單位統計每個來襲方位的干擾成功率。仿真結果分析流程圖如圖3所示。

仿真結果統計采取的技術措施是將仿真結果通過編程將相同航速、相同末制導雷達距離跟蹤波門寬度的航次篩選出來，然后統計同一來襲方位各種氣象條件下的干擾成功次數，仿真試驗結果截圖如圖4所示，最后統計生成各型目標艦艇干擾成功概率統計表。

3 結束語

按照該設計方法，無源干擾裝備質心干擾效果數字仿真試驗軟件已編制完成，通過對仿真試驗結果的統計處理，獲得了某型艦載無源干擾裝備反導成功概率。利用該仿真結果，可預測艦載無源干擾裝備作戰使用效果，同時可對艦載無源干擾裝備的干擾性能和影響箔條質心反導成功概率的主要因素進行深入分析。

圖3 仿真結果分析流程圖 圖4 仿真試驗結果

參考文獻

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〔編輯：王霞〕