本实用新型涉及飞行模拟仿真技术领域，特别是涉及一种用于多机型编队飞行训练的模拟仿真评估系统。
背景技术：
随着航空技术的飞速发展以及飞机系统复杂程度的不断增加，航空技术发展的一个最显著的特征是航空器的自动化程度越来越高，对于飞行来说，飞行员仍是处于控制系统的核心地位。因此提高模拟机飞行训练质量，对培养高素质的飞行员队伍，保障飞行的安全，有着非常重要的意义。
但是，目前并没有很好的能够同时支撑以直升机(飞机)多机型、小编队飞行训练、典型案例的演示验证、综合效能的分析评估的综合性系统来为飞行人员提供飞行训练的良好环境，因此，研发一种能够用于多机型编队飞行训练的模拟仿真评估系统的很有必要。
技术实现要素：
鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的用于多机型编队飞行训练的模拟仿真评估系统。
依据本实用新型的一方面，提供了一种用于多机型编队飞行训练的模拟仿真评估系统，包括：导调控制台和与所述导调控制台通信连接的两个指挥控制台、多个不同机型飞行模拟器、分析评估设备、仿真模型存储器、仿真引擎设备、显示设备；其中，
所述导调控制台，为与其通信连接的各设备提供训练相关信息，并在多机型编队飞行训练过程中对与其通信连接的各设备进行管理控制；
所述两个指挥控制台均设置在指挥控制区，与所述飞行模拟器通信连接，任一飞行模拟器连接所述两个指挥控制台中的任一指挥控制台，所述两个指挥控制台分别向各自连接的飞行模拟器发送任务信息和干预信息，其中，所述任务信息包括对相应机型飞行模拟器的编队信息；
所述多个不同机型飞行模拟器均设置在训练操作区，包括座舱、视景模拟设备、声音模拟设备、操作部件及具备通信和导航功能的机载设备，飞行模拟器为受训人员提供与实体飞行器相对应的视觉、听觉及触感的操控环境；
所述仿真模型存储器和仿真引擎设备均与所述两个指挥控制台、多个不同机型飞行模拟器、分析评估设备、显示设备通信连接，所述仿真引擎设备为与其通信连接的设备提供仿真运行和网络互联支持，所述仿真模型存储器中存储有多种类型的模型，并将存储的至少一个模型导入与其通信连接的设备中；
所述分析评估设备和所述导调控制台均设置在管理控制区，根据仿真运行产生的数据在线实时统计训练结果及综合评估装备保障能力；
所述显示设备，显示所述导调控制台提供的训练相关信息、仿真引擎设备的仿真运行结果、仿真模型存储器导入的模型及分析评估设备统计的训练结果。
可选地，所述多种类型的模型包括以下至少之一：训练环境地景模型、训练装备模型以及仿真实体模型。
可选地，所述训练环境地景模型包括自然环境模型和训练场电磁环境模型；所述训练装备模型包括多个不同机型飞机的内模模型、三维外观模型和飞机飞行行为模型；所述仿真实体模型包括地面车辆、人物的实体模型。
可选地，所述仿真模型存储器中还包括训练装备特征数据、地图数据、想定数据中的至少一项数据内容，所述仿真模型存储器将至少一项数据内容导入与其通信连接的设备中，为与其通信连接的设备提供在飞行训练过程中的数据支持。
可选地，所述显示设备包括：播放设备和与所述播放设备采用通信接口连接的投影设备，其中，所述播放设备设置在所述管理控制区，播放所述导调控制台提供的训练相关信息、所述仿真引擎设备的仿真运行结果、所述仿真模型存储器导入的至少一个模型及所述分析评估设备统计的训练结果；所述投影设备设置在位于所述管理控制区对面的综合显示区，对所述播放设备播放的内容进行投影。
可选地，所述播放设备包括具有显示功能的计算设备，所述投影设备包括投影仪，且所述计算设备与所述投影仪通过通信接口一一对应连接。
可选地，所述分析评估设备和所述仿真引擎设备分别采用能够运行评估程序和运行仿真运行程序的计算设备。
可选地，所述视景模拟设备包括仪表、显示器及指示灯；
所述操作部件包括驾驶杆、总距杆、开关、按钮及手柄；
所述声音模拟设备包括音箱。
可选地，所述系统还包括：供电控制设备，与所述导调控制台、两个指挥控制台、多个不同机型飞行模拟器、分析评估设备、仿真模型存储器、仿真引擎设备及显示设备分别电性连接，并为与其连接的各设备供电。
本实用新型实施例的系统不仅能够复现不同机型飞机在不同飞行条件下和不同操纵模式下操纵系统的静态和动态特性，加速飞机的研制进程，还可以为飞行员提供多种机型编队飞行训练的良好训练环境，提高飞行员的飞行技能，确保飞行员的飞行安全。
进一步地，本实用新型实施例的系统通过实时对飞行训练结果数据进行分析和评估，从而能够及时有效地反映出飞行员的训练结果以及不同机型飞机的各种性能。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本实用新型一个实施例的用于多机型编队飞行训练的模拟仿真评估系统的架构示意图；
图2示出了根据本实用新型一个实施例的用于多机型编队飞行训练的模拟仿真评估系统中各设备的位置分布示意图；
图3示出了根据本实用新型一个实施例的用于多机型编队飞行训练的模拟仿真评估系统中各设备之间的信息关系示意图；以及
图4示出了根据本实用新型一个实施例的用于多机型编队飞行训练的模拟仿真评估系统的体系结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种用于多机型编队飞行训练的模拟仿真评估系统，参见图1和图2，该系统包括导调控制台101、与导调控制台101通信连接的两个指挥控制台102、多个不同机型飞行模拟器(图1中和图2示出4个飞行模拟器，即飞行模拟器1、飞行模拟器2、飞行模拟器3、飞行模拟器4)、分析评估设备104、仿真模型存储器105、仿真引擎设备106、显示设备107。在本实施例中，该系统可以采用分布式网络结构，且系统中包括的各设备可以通过局域网实现紧密连接，即各设备可以通过同一局域网进行数据的传输。
其中，导调控制台101为与其通信连接的各设备提供训练相关信息，并在多机型编队飞行训练过程中对与其通信连接的各设备进行管理控制。
两个指挥控制台102均设置在指挥控制区，与飞行模拟器通信连接，任一飞行模拟器连接两个指挥控制台102中的任一指挥控制台102，两个指挥控制台102分别向各自连接的飞行模拟器发送任务信息和干预信息，其中，任务信息包括对相应机型飞行模拟器的编队信息。任意一个指挥控制台102都可以支持指挥人员对与指挥控制台102连接的设备进行任务指挥和行动干预。
该实施例中指出的两个指挥控制台102可以作为模拟作战双方各自的指挥控制台，例如可以分别作为红方指挥控制台和蓝方指挥控制台。红方指挥控制台对红方模拟器和红方计算机兵力实施实时指挥控制。蓝方指挥控制台对蓝方模拟器和蓝方计算机兵力实施实时指挥控制。当然，若多机型编队飞行训练过程较为复杂，涉及到多方作战，也可以在本系统中增设其他指挥控制台。当然，还可以仅存在一个指挥控制台，本实用新型对指挥控制台102的数量不做具体的限定。此外，图1和图2中均示出了4个飞行模拟器，但这仅仅是示意性的，本实用新型对飞行模拟器的数量也不做具体的限定。
多个不同机型飞行模拟器均设置在训练操作区，包括座舱1031、视景模拟设备1032、声音模拟设备(图中未示出)、操作部件1033及具备通信和导航功能的机载设备(图中未示出)，飞行模拟器在获得任务后为受训人员提供与实体飞行器相对应的视觉、听觉及触感的操控环境。飞行模拟器主要用于在虚拟作战环境中进行战术对抗训练操作，其通过建立反映特定飞机型号的飞行动力学模型，能够复现飞机在不同飞行条件下和不同操纵模式下操纵系统的静态和动态特性，主要指标符合飞机的实际数据。
其中，飞行模拟器可以是直升机模拟器，也可以是其他机型的飞行模拟器。在本实用新型一实施例中，飞行动力学模型包括旋翼系统模型、尾桨系统模型、机身模型、外挂模型、大气环境模型等。其中旋翼系统模型包括旋翼结构模型、旋翼气动载荷模型、旋翼下洗流场模型、旋翼气动干扰模型。机身模型包括刚性机身惯性系统模型、机身吹风数据模型、气动面模型、起落架模型等。
仿真模型存储器105和仿真引擎设备106均与两个指挥控制台102、多个不同机型飞行模拟器、分析评估设备104、显示设备107通信连接。其中，仿真模型存储器105中存储有多种类型的模型，并将存储的至少一个模型导入与其通信连接的设备中。
仿真引擎设备106为与其通信连接的设备提供仿真运行和网络互联支持。另外，仿真引擎设备106还具有如下功能：
(1)支持采用离散事件仿真机制和多线程技术，以提供高效的仿真引擎内核服务；
(2)支持系统所在局域网内多点网络互联，支持仿真对象之间的互联、互通、互操作；
(3)支持仿真环境的时间管理、时间逻辑管理以及数据管理。
分析评估设备104，与导调控制台101均设置在管理控制区，根据仿真运行产生的数据在线实时统计训练结果及综合评估装备保障能力。在该实施例中，分析评估设备104还具有对输入的多种评估方法进行合理的选择以及对评估结果进行展示等功能。
显示设备107，显示导调控制台101提供的训练相关信息、仿真引擎设备106的仿真运行结果、仿真模型存储器105导入的模型、分析评估设备104统计的训练结果。下面对显示设备107支持显示的内容进行具体介绍：
(1)支持大面积地形管理、实时渲染，大视场显示，使三维环境逼真；
(2)支持实时生成地形、地物、气象、障碍等环境要素和飞机、汽车等装备；
(3)支持显示各阶段装备部署、行动、态势、损伤等情况；
(4)支持显示各种装备的位置、方向、类型、速度、高度、状态等信息。
此处需要说明的是，显示设备107中还可以包括有多声道音箱108、功放109等声音播放设备，以支持各种装备的机动效果及音效，并支持播放虚拟环境中的装备运动、爆炸等各种音效。
在本实用新型一实施例中，导调控制台101处于总的主导地位，训练组织者通过导调控制台101能够直接进行训练准备(如提供各种飞行训练相关信息)和训练过程管理控制。并且，导调控制台101还可以实现想定编辑、导调干预、仿真控制、态势显示、数据采集以及复盘回放等功能。下面对导调控制台101实现的各具体功能进行介绍：
想定编辑：支持飞行训练编成编组、训练任务等内容的编辑、录入和分发，其中，想定指的是对作战双方基本态势、作战企图和作战发展情况的设想，是组织和诱导战役、战术演习和作业的基本文书；
导调干预：实现飞行环境设置、训练态势干预、行动干预等；
仿真控制：实现系统的初始化以及时钟同步，配置运行参数，系统的启动、开始、暂停、继续、停止等功能；
态势显示：能够实时显示飞行训练当前态势信息；
数据采集：能够采集训练全程基础数据、仿真数据、指控数据等；
复盘回放：训练结束后对采集/记录的数据进行回放。
由此，本实用新型实施例的系统不仅能够复现不同机型飞机在不同飞行条件下和不同操纵模式下操纵系统的静态和动态特性，加速飞机的研制进程，还可以为飞行员提供多种机型编队飞行训练的良好训练环境，提高飞行员的飞行技能，确保飞行员的飞行安全。进一步地，本实用新型实施例的系统通过实时对飞行训练结果数据进行分析和评估，从而能够及时有效地反映出飞行员的训练结果以及不同机型飞机的各种性能。
在本实用新型一实施例中，视景模拟设备1032至少可以包括仪表、显示器及指示灯等。操作部件1033至少可以包括驾驶杆、总距杆、开关、按钮及手柄等。声音模拟设备至少可以包括音箱等。需要说明的是，图中对视景模拟设备1032、操作部件1033和声音模拟设备的具体组成及设备细节未进行展示。
在本实用新型一实施例中，仿真模型存储器105中的多种类型的模型包括训练环境地景模型、训练装备模型以及仿真实体模型中的至少之一。其中，训练环境地景模型可以包括模拟地理、海洋、气象等自然环境模型和训练场电磁环境模型。训练装备模型可以包括多个不同机型飞机的内模模型、三维外观模型和飞机飞行行为模型。仿真实体模型可以包括地面车辆、人物等多种实体模型
另外，仿真模型存储器105中除了包含多种类型的模型，还可以包括训练装备特征数据、地图数据、想定数据中的至少一项数据内容，仿真模型存储器105将至少一项数据内容导入与其通信连接的设备中，为与其通信连接的设备在飞行训练过程中提供数据支持。
在本实用新型一实施例中，显示设备107可以包括播放设备1071和与播放设备1071采用通信接口连接的投影设备1072。其中，播放设备1071设置在管理控制区，播放导调控制台101提供的训练相关信息、仿真引擎设备106的仿真运行结果、仿真模型存储器105导入的至少一个模型及分析评估设备104统计的训练结果。投影设备1072设置在位于管理控制区对面的综合显示区，对播放设备1071播放的内容进行投影。参见图2所示，可以将指挥控制区、管理控制区并列设置，而将投影设备1072设置在与指挥控制区和管理控制区对面的管理控制区，从而可以方便指挥控制台102的指挥人员和导调控制台101的组织人员观看投影设备1072的投影结果。这里需要说明的是，将各个设备设置在相应的区域之后，会在设备对应的位置处设置相应的席位，如在导调控制台101设置导控席位，在指挥控制台102处设置指挥席位，在分析评估设备104处设置分析评估席位等等。
在该实施例中，可以设置播放设备1071包括具有显示功能的计算设备(如计算机)，投影设备1072包括投影仪，且计算设备与投影仪通过通信接口一一对应连接。图2中示出了两台计算设备和两台投影仪，例如可以采用一台计算设备播放三维飞行训练环境，即战场环境，另一台播放飞行训练过程中的二维态势。当然，还可以是其他数量的计算设备和投影仪，本实用新型对此不做具体限定。
在本实用新型一实施例中，用于多机型编队飞行训练的模拟仿真评估系统还可以包括供电控制设备(图中未示出)，供电控制设备与导调控制台101、两个指挥控制台102、多个不同机型飞行模拟器、分析评估设备104、仿真模型存储器105、仿真引擎设备106及显示设备107分别电性连接，从而为与其连接的各个设备进行供电。
上文对系统各设备的功能及连接关系进行了介绍，现对本方案系统中各设备之间的信息关系进行介绍，需要说明的是，各设备之间的数据信息交互可以基于同一局域网实现，具体参见图3。
上文提到导调控制台101可以为与其通信连接的各设备提供训练相关信息，实际上训练相关信息可以包括导调信息，导调信息包括通知指挥控制台102飞行训练计划安排的信息，如训练项目、任务、时间等信息。虽然图3中仅示出了导调控制台101将导调信息发送至指挥控制台102，实际上导调控制台101还可以将其他的训练相关信息直接提供至与其连接的其他设备，例如，将飞行训练过程中需要的各类模型信息通知仿真模型存储器105，由仿真模型存储器105将相应的模型导入相应的设备中。
指挥控制台102将环境交互信息发送至仿真引擎设备106，仿真引擎设备106为指挥控制台102提供仿真支撑服务器。其中，环境交互信息可以是飞行训练过程中所需的环境信息。另外，指挥控制台102还会向与其连接的飞行模拟器发送命令(飞行命令)，命令可以包括任务信息和干预信息。受训人员通过飞行模拟器接收飞行命令，并利用飞行模拟器执行相应的飞行命令。图3中示出了4个飞行模拟器(即飞行模拟器1、飞行模拟器2、飞行模拟器3、飞行模拟器4)，本实用新型实施例对飞行模拟器的数量不做具体的限定。
仿真引擎设备106在飞行训练过程中提供核心服务，如仿真服务，并且，还可以用于提供扩展管理服务和模型SDK(Software Development Kit，软件开发工具包)。仿真引擎设备106主要是支撑整个系统正常运转的基础平台软件，需要在每个节点设备上部署使用。仿真引擎设备106为导调控制台101、指挥控制台102、飞行模拟器、显示设备107、分析评估设备104等提供仿真支撑服务，即仿真引擎设备106在接收到相关设备发送的数据信息后，会根据接收到的数据信息进行仿真运行。
仿真模型存储器105可以接收来自导调控制台101、指挥控制台102等的任务信息，并根据相应的任务信息将相应的模型导入到与仿真模型存储器105连接的设备中。在本实用新型实施例中，仿真模型存储器105可以采用一个独立的存储器，仿真模型存储器105采用通信连接的方式与各设备进行连接。当然，若导调控制台101、指挥控制台102、飞行模拟器、分析评估设备104、仿真引擎设备106、显示设备107等至少一个采用计算设备时，仿真模型存储器105也可以以磁盘的形式设置在计算设备中。上文已经介绍了仿真模型存储器105中可以存储训练环境地景模型、训练装备模型以及仿真实体模型等模型，这些模型可以是虚拟三维模型。
在该实施例中，分析评估设备104和仿真引擎设备106可以分别采用能够运行评估程序和运行仿真运行程序的计算设备(如计算机)。
显示设备107为其他设备、受训人员和观摩者提供二维和三维战场环境信息，其接收导调控制台101提供发送的需要显示的信息，如训练相关信息，并将分析评估设备104统计的训练结果进行显示。另外，虽然图3中未示出，但实际上显示设备107还可以显示仿真引擎设备106执行的仿真结果、仿真模型存储器105导入的模型等等。
参见图4，本实用新型实施例的用于多机型编队飞行训练的模拟仿真评估系统体系结构主要可以由基础层、支撑层、功能层和应用层这四个层次构成，且在相应层次中规划或预留与其他系统互联、扩展的接口。
基础层包括硬件环境、基础软件。其中，硬件环境是整个系统运行的载体和物理环境，包括服务器、计算机、网络交换机、显示设备、飞行环境等硬件。基础软件是软件系统的底层平台，包括操作系统、数据库管理系统等常用商用软件。
支撑层主要包括实时通信中间件、DCS(Distributed Control System，分布式控制系统)软件平台、数据访问中间件、各类模型库及装备数据库、飞行环境仿真、数据处理、战场环境仿真、导调控制、系统运行控制等。
功能层主要包括飞行模拟、指挥控制、导调控制、综合显示、分析评估等。
应用层面向用户，主要包括单机飞行训练、多机型飞行训练、编队飞行训练和装备效能评估。
在本实用新型实施例中，多机型编队飞行训练的训练过程可以分为三个阶段，即训练准备阶段、训练实施阶段及总结讲评阶段，下面对这三个阶段分别进行具体的介绍。
首先，训练准备阶段需要完成训练计划安排，以及采集录入训练所需基础数据，如装备特征数据、模型模板、地图数据、想定数据等资源准备工作，为训练实施提供基础数据支撑。
训练计划首先要根据训练的目的和任务，拟制训练实施计划，从而确定训练时间、训练内容，并按照实际需要进行编组。
资源准备工作包括数据的采集录入、系统环境准备、想定设计。
例如，训练准备工作的流程可以是，首先，设定训练任务，根据训练任务指定训练方案以及实施计划训练想定。然后，根据实施计划训练想定进行数据采集，采集的数据包括编制装备数据性能参数、飞行条例数据，并根据实施计划训练想定进行模型的编辑，包括编辑模型参数。进而，根据采集的数据和编辑的模型进行想定设计，对想定脚本进行运行控制。最后，执行后续操控作业。
其次，训练实施阶段，在完成准备工作基础上展开系列对抗活动，主要包括情况导入、筹划组织、操控推演、控制进程。
情况导入，为受训人员提供初始的飞行编成、地理环境和初始态势等。受训人员通过飞行模拟器读取或查询想定数据，以执行相应的操控作业。
筹划组织，为受训人员在接收到情况导入后，开展组织筹划训练活动。受训人员根据得到的想定数据对任务进行分析，并根据分析结果通过飞行模拟器输入训练计划。
操控推演，为受训人员利用显控插件及时掌握训练情况，快速做出决心处置，输入指令，有效控制飞行进程。受训人员根据通过飞行模拟器输入推演指令，以执行相应的操控作业。
控制进程，包括动态干预控制和推演活动控制。动态干预活动控制指的是对推演过程实施控制，完成推演活动的总体协调和管控。推演活动控制包括推演的启动、加速、暂停和结束等控制。受训人员根据飞行训练的综合态势、动态干预执行相应的操控作业，并对飞行模拟器的飞行实时进行运行监视。
最后，总结讲评阶段，是将已经推演过的飞行训练内容，通过系统回放后再现训练情况，并进行分析和讲评。总结讲评是受训人员总结交流、深入研究飞行训练过程中一些重难点问题的有效途径。受训人员在飞行训练结束之后，可以采用查看数据回放的方式，即对训练态势回放显示，以对飞行过程进行总结、交流。另外，受训人员还可以根据分析评估设备得到的统计、分析、评估结果对训练内容进行分析评估。进而综合对训练态势回放显示和分析评估设备得到的统计、分析、评估结果对本次飞行训练进行讲评总结，扬长避短，总结经验，改进不足。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本发明的精神和原则之内，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本发明的保护范围。