一种面向无人机飞控与任务系统的使用维护模拟器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及模拟器领域，尤其是无人机的使用维护模拟训练领域，特别是一种面向无人机飞控与任务系统的使用维护模拟器，可用于无人机专业人员的专业学习和教学培训。
【背景技术】
[0002]在现有技术条件下，利用无人机执行各种任务是一个复杂的过程，对操作人员具有很高的要求。除了要求操作人员了解一定的飞行原理、大气紊流知识外，还要求熟悉无人机的飞行特性、载荷特性、使用维护特性、飞控原理，并且具备一定的操控经验和良好的心理素质。尤其是在无人机起飞和返场降落时，由于近地飞行且地面风场变化等因素，稍有不慎，便会使装备受损，从而对地面站操控员提出了较高的要求。另外，无人机系统一般具有指挥和控制多机飞行能力。在实际飞行中，操控员的多机操作压力及难度相对较大，需要多人配合、协调操作。
[0003]为了使操作人员能够正确、熟练地操作无人机，从而保障各种任务的遂行，需要对操作人员进行必要的培训和训练。目前，现有的无人机模拟训练通常仅仅是依托实装地面站进行简单的模拟操作，由于仅仅是模拟操作，无人机并不飞行，缺少外部环境对无人机的影响反馈，因此模拟操作与无人机实际飞行时的差异性较大。由于没有完整的无人机飞行模拟训练装备，因此在现阶段还无法进行有针对性和直观的实际操作训练。
【发明内容】
[0004]为了解决现有无人机模拟操作训练中存在的模拟操作与无人机实际飞行时差异性较大的问题，以及无人机操作人员的故障排查和使用维护能力较弱的问题。
[0005]本发明提出了一种面向无人机飞控与任务系统的使用维护模拟器，该使用维护模拟器由仿真无人机分系统、飞行操作分系统、任务设备操作分系统、教学评估分系统、示教演示分系统和局域网组成；
仿真无人机分系统由无人机仿真模型和任务设备组成；
任务设备操作分系统通过仿真无人机分系统中的无人机仿真模型与任务设备电连接;
局域网由操控采集局域网、测控局域网和参数采集局域网组成；其中操控采集局域网用于将飞行操作分系统和任务设备操作分系统的信息传输至教学评估分系统和示教演示分系统；测控局域网用于实现飞行操作分系统、任务设备操作分系统与仿真无人机分系统之间的双向通信；参数采集局域网用于将仿真无人机分系统的信息传输至教学评估分系统和示教演示分系统。
[0006]上述使用维护模拟器可实现无人机飞行全流程的模拟，逼真度高、实际操作能力强，将其应用到教学和训练中，无人机操作人员能够在较短的时间熟悉和掌握无人机系统的使用与维护。
【附图说明】
[0007]图1为面向无人机飞控与任务系统的使用维护模拟器的结构组成示意图。
[0008]图2为飞行操作分系统的结构组成示意图。
[0009]图3为使用维护模拟器中各机柜设置及机柜结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]本发明提出了一种面向无人机飞控与任务系统的使用维护模拟器，是一种主要面向无人机飞控系统和任务系统的模拟器，可应用于无人机装备教学和无人机操作人员训练。下面结合附图1-3对本发明进行详细地说明。
[0011]如图1所示，本发明的一种面向无人机飞控与任务系统的使用维护模拟器具体由仿真无人机分系统、飞行操作分系统、任务设备操作分系统、教学评估分系统、示教演示分系统和局域网组成。
[0012]仿真无人机分系统由无人机仿真模型和任务设备组成。
[0013]其中，无人机仿真模型为通过计算机呈现的虚拟无人机模型，使用无人机仿真模型的目的在于在传统的模拟操作训练的基础上，增加操作对象无人机的反馈，主要是以图形的形式展示无人机的实时姿态，并以数据的形式展示无人机的各种参数；而且无人机仿真模型在设计时引入了风场和大气环境的模拟，为无人机仿真模拟提供了模拟飞行环境，从而使得无人机的操作训练更加接近无人机的实际飞行，通过上述方法还可有效降低实际装备在训练过程中的受损概率，可实现在保证训练效果的前提下，进一步提高飞行训练的安全性。为了进一步增加该使用维护模拟器的仿真度，并用于培养操作人员在无人机出现故障时的应对能力和故障排查能力，在无人机的仿真模型中设置有故障模拟模块，可以实现故障的注入、设置和模拟，可以模拟多种无人机故障，诸如:磁航向传感器故障、垂直陀螺故障、高度传感器故障、空速传感器故障、油量传感器故障、缸温传感器故障、机载发射机故障、机载伺服天线故障、机载接收机故障、地面发射机故障、地面伺服天线故障、地面接收机故障、导航设备故障、光电平台故障等。在本实施例中，无人机仿真模型设置在仿真无人机机柜中。
[0014]其中，任务设备为实装无人机的任务设备，其目的在于通过实装任务设备的训练，可以使得操作人员更好地掌握任务设备的特性。本实施例中的任务设备为常见的光电成像任务设备，具体包括:光电平台、红外成像设备和激光测距设备。任务设备除了光电成像任务设备外，还可以替换为合成孔径雷达等其他任务设备。
[0015]如图2所示，飞行操作分系统用于实现对无人机飞行及导航操作，任务规划操作和无线电数据链路操作；本实施例中，具体由飞行及导航操作机柜、任务规划操作机柜、无线电数据链路操作机柜三个机柜组成，三个机柜依次可完成无人机飞行及导航操作，任务规划操作和无线电数据链路操作。
[0016]任务设备操作分系统通过仿真无人机分系统中的无人机仿真模型与任务设备电连接，用于模拟无人机任务设备的地面操纵台；
教学评估分系统用于实现对学员飞行操控和故障排查情况进行考核；教学评估分系统可对学员进行操作效果评估、故障排查效果评估，并对学员进行综合成绩考核等。
[0017]示教演示分系统用于展示系统工作原理和示范教学，示教演示分系统以动画演示的形式展示系统工作原理和示范教学，由系统介绍模块、工作原理模块、操作示例模块和使用维护模块四部分组成。
[0018]前述的任务设备操作分系统、教学评估分系统、不教演不分系统各设置一个机柜，分别为任务设备操作机柜、教学评估机柜和示教演示机柜。
[0019]如图3所示，本实施例中的七个机柜上部均设置一个显示器，中部设置一个操纵台板，下部设置一台工控机，其中操纵台板上设置输入按键、鼠标和键盘，便于操作人员操作使用。输入按键的设置布局模仿真实地面站操控台输入按键的布局。
[0020]局域网由