無人機新型教學訓練手段研究與實踐

申 斌　李 坦　傅小進（武漢軍械士官學校，湖北　武漢　430075）

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無人機新型教學訓練手段研究與實踐

申 斌李 坦傅小進
（武漢軍械士官學校，湖北武漢430075）

摘要：無人機作為一種集光、電、機、計算機于一體的高新裝備，能夠為戰場偵察、毀傷評估、電子干擾等方面提供一定的技術支持，以提高我國的信息戰以及電子戰能力。只有不斷完善無人機新型教學訓練手段，才能最大限度地提高無人機作戰效能，因此，相關部門應積極探索有效的教學訓練手段，以實現無人機操控的高效準確性。本文首先介紹了無人機模擬訓練手段，然后對無人機模擬教學訓練主要內容進行研究，最后探討了無人機新型訓練手段研究與實踐，以期為提高無人機訓練效率提供良好借鑒。

關鍵詞：無人機；訓練手段；教學

無人機作為一種技術復雜、價值高昂的裝備，即使存在極小的隱患，也有可能引發嚴重事故，形成惡劣影響。除此以外，由于無人機具有有限的壽命，所以其不適宜經常性地飛行訓練。合理規范教學訓練手段，采取新型有效的訓練方法，對于有效發揮無人機系統性能十分必要。

一、無人機模擬訓練手段

1 模擬訓練手段

無人機模擬訓練是指在系統指揮下進行的戰法研究以及軍事作戰演練過程，其以仿真技術為基礎，在系統模型的操作下得出實驗研究成果。目前，隨著采辦兵器費用的持續增多以及武器裝備的日趨復雜，將無人機模擬訓練作為軍事部門進行無人機教學的訓練手段之一已經成為時代發展的必然需求，其能夠在重點發展軍事用途的基礎上，大大降低因操作人員操作不當或責任意識模糊而造成的事故發生機率。

2 模擬訓練手段分類

目前，我國無人機模擬訓練可以分為以下兩個方面。一方面，模擬操作訓練，其主要研究機載任務設備以及虛擬飛行控制的操作模擬訓練，通過在飛行仿真模型的純軟件以及半物理兩種模擬操作訓練系統的基礎上，實現人機的動態交互，向操作人員直觀展示無人機的工作細節。另一方面，模擬維修訓練，其主要研究無人機的虛擬故障診斷模擬訓練。通過對無人機進行模擬維修訓練，實現拆解組裝裝備部件、可視化診斷故障、可視化信號流程等內容的高效進行。目前，無人機模擬維修訓練系統主要在多媒體教材作用下，引導操作人員學習該系統的維修步驟以及原理結構，實現無人機效能的充分發揮。

二、無人機模擬教學訓練主要內容

1 模擬訓練系統

在進行模擬訓練系統的設計時，首先需要依據需求確定訓練流程，然后才構建仿真模型。一般地，無人機模擬訓練系統包括： 動力學運動學仿真；地面指揮控制；飛行控制系統仿真；任務設備仿真；通信鏈路等模塊。只有嚴格遵循無人機的系統設計要求，合理規范各模塊仿真精度，才能最大限度地提高無人機訓練效能、降低無人機教學訓練成本。

2 飛行仿真軟件體系

在無人機訓練中，設計飛行仿真軟件十分重要，其在人機交互以及網絡管理圖形的繪制下，高效真實地反映了真實世界。因此，在進行無人機訓練時，應有效合理地結合各系統軟件模塊，在數據共享的前提條件下實現無人機訓練效能的提升。一般地，飛行仿真軟件體系的設計主要采取模塊化方案，其可以針對不同機型，合理配置各模塊，以提高無人機飛行的靈活性。

3 任務信息及故障控制

在任務信息布置中，操作人員應結合無人機訓練內容以及任務載荷，探索任務信息的動態生成以及有效控制方法，為無人機操作訓練提供良好的目標信息支持平臺。在無人機飛行故障中，信息一般由地面測控站收集遙測數據，以判斷故障原因并及時采取有效措施，防止無人機飛行失控，發生不必要事故。為了能夠有效控制故障的發生，在日常訓練中常常采取虛擬故障生成技術，其借助仿真計算機為操作人員創造隨機故障，以達到操作人員排除故障能力的訓練效果。

4 綜合訓練評估

由于無人機訓練系統由多個復雜的子系統構成，且各個子系統間存在著錯雜的交互關系，所以為了能夠準確評價綜合訓練效果，構建有效的評估模型，并確定子系統權重十分重要。在無人機訓練中運用綜合評估系統，不僅需要評估受訓人員操作技巧，還需要綜合評估整個訓練水平，通過運用定量以及定性評估方法，為科學定量綜合訓練過程做好理論準備。

三、無人機新型訓練手段研究與實踐

為了更好地提高無人機操作的準確性以及安全性，及時采取新型的教學訓練手段十分重要，其只有具有計算機仿真、教學指揮管理、視景圖像生成三個方面的輔佐，才能更好地突出訓練實踐效果。

1 計算機仿真

計算機仿真共包含氣動仿真、飛控導航以及指揮控制仿真三個方面。氣動仿真主要是對無人機動力以及氣動的仿真，其一般包括大氣環境、發動機、質量、運動方程、輸出飛行參數五個模塊；飛控導航軟件主要對無人機飛控導航的過程進行仿真，其主要集中于無人機數據鏈接口以及實裝指揮控制車的定性仿真；指揮控制仿真軟件主要對飛行控制席位、任務控制席位、任務規劃席位以及鏈路監控席位中的所有軟件功能進行仿真。

2 教學指揮管理

教學指揮管理作為模擬器的總控制臺，是訓練模擬器教員與整機的界面，其不僅能夠布置訓練任務、調整訓練參數以及評判訓練結果，而且其具備人員以及任務管理等功能。一般地，教學指揮管理的系統由管理計算機以及指揮控制臺兩部分硬件組成。為了增加教學指揮的可靠性，計算機機箱大多采取工業控制機箱，并在指揮控制臺安裝視頻切換裝置，以供操作人員受到教學人員有序的指揮。

3 視景圖像生成

虛擬三維場景是視景顯示系統設計的重要內容，其能夠為無人機訓練提供真實的操作環境。在無人機新型訓練手段中，視景圖像生成具有重要作用，其主要是指在偵察任務飛行以及訓練空域的需求下，自動生成圖形模型；具有白天、夜間的工作模式；具有不同厚度與高度的云層以及具有訓練環境活動目標。

結語

總之，無人機新型教學訓練手段的應用能夠大大縮短訓練時間，幫助無人機裝備部隊在高效率的學習中獲得極強的戰斗力。本文在無人機訓練模擬系統的研究下提出了有效的教學訓練手段，通過利用系統指揮控制逼真模擬訓練環境，以實現操作人員基本技能的全面培訓。

參考文獻

[1]林冬生，鄭幸，鮑傳美.無人機模擬訓練視景仿真系統設計與實現[J].計算機應用，2007（26）：107-108.

中圖分類號：TP39

文獻標識碼：A