一种基于hla雷达和干扰的分布式仿真系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明雷达系统仿真领域，尤其涉及一种可重用的雷达抗干扰系统的分布仿真技术。
【背景技术】
[0002]随着电子信息技术的发展，雷达系统的设计与实现变得越来越复杂，这促使雷达系统的设计和使用者去寻找一种合理的手段对已有或将有的雷达系统进行性能分析和评估。雷达仿真实验因其成本低、周期短、可重复度高，成为雷达系统性能分析与抗干扰能力评估的重要手段，与实物试验相互补充完成对雷达系统的性能分析和评估。
[0003]雷达仿真在其早期阶段，限于处理器的计算能力，只能仿真计算一些简单的参数，集中面向于某种雷达系统处理算法的仿真。而随着应用需求的扩大，单个仿真系统往往很难满足需求，大规模复杂仿真系统便产生了。复杂仿真常涉及多领域不同类型仿真系统的联合。为了使之前花费大量人力和物力开发的仿真系统能在新的仿真系统上使用，这对仿真技术提出新的要求，即不同仿真系统之间“互操作性”和“可重用性”。为了解决这个问题，分布式交互仿真成为现代建模仿真技术领域的发展方向。
[0004]HLA(High Level Architecture)是新一代分布式交互仿真的标准框架，基于HLA的分布式仿真系统具有良好的互操作、可重用和开放等特性，因此研究基于HLA的雷达分布式仿真技术，研制基于HLA的分布式雷达仿真平台，在加速新型雷达系统研制，加速标准化的分布式雷达仿真系统的建立、完善和推广等方面具有重要的意义。近年来，国内许多单位纷纷开始建立基于HLA的各种分布式的仿真平台，采用HLA的分布式体系结构的雷达仿真的研究文章也开始出现，但未见有研制完成基于HLA架构的分布式雷达仿真系统的报道。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的是为了针对现有技术中雷达仿真系统设计过程中的重用、扩充和交叉等难题，构建一个基于HLA雷达和干扰的分布式高效仿真框架。将仿真系统按照模块化的方式进行设计，各个模块按照HLA标准协议的要求，进行分布式建模，以联邦成员即模块的形式构成雷达系统仿真联邦。
[0006]—种基于HLA雷达和干扰的分布式仿真系统，包括:
[0007]—数据存储模块，用于存储数据；
[0008]—仿真主控模块，用于实现系统中各个仿真模块的控制，同时提供雷达类型、雷达工作参数、干扰工作参数、目标类型、背景类型参数以及显示方式等的选择；
[0009]—雷达信号仿真和雷达天线模块，用于产生不同类型雷达的发射信号；
[0010]—雷达回波信号仿真模块，用于产生雷达发射信号照射下的不同目标的回波信号;
[0011]—雷达背景信号仿真模块，用于产生来自雷达探测环境的背景信号；
[0012]—干扰信号仿真模块，用于产生相应的干扰信号
[0013]一接收天线与接收机仿真模块，用于接收所述雷达回波信号仿真模块发射的回波信号，雷达背景信号仿真模块发射的背景信号和干扰信号仿真模块发射的干扰信号的叠加信号，并产生接收信号；
[0014]—信号处理仿真模块，用于对接收到的所述接收天线与接收机仿真模块发射的信号进行处理，处理完成之后进行发射；
[0015]—三通道视景模块，用于接收所述信号处理仿真模块发射的信号，并对整个系统的工作情况进行显示，显示内容包括:由三维目标和场景模拟出的雷达工作状态、雷达操作面板的动态变化、仿真需要的目标和场景，由雷达仿真系统得到的雷达探测的动态结果，雷达性能评估信息；
[0016]采用:
[0017]基于消息的流水线同步机制为时间管理机制；
[0018]每个模块最后的实现都是一个独立的仿真程序，各仿真程序工作顺序都是一致的，即接收数据、计算、发送数据；
[0019]对系统中所有的模块都采用一致的分层划分，每个模块分布在不同的节点上进行仿真计算，每个节点的功能相互独立，各节点根据不同的仿真需求实现不同的仿真功能，实现系统的扩展性和可重用性。
[0020]进一步地，所述设计接收天线与接收机仿真模块处理之后的叠加信号需要回传到所述仿真主控模块进行存储，并由仿真主控模块进行显示。
[0021]进一步地，所述分层划分为四个层次，包括:网络传输层、仿真计算层、交互界面层和应用程序层，网络传输层、仿真计算层和交互界面层之间相互不发生直接的通信联系，网络传输层、仿真计算层和交互界面层都与中间层进行通信，
[0022]所述中间层为系统中的界面中间层和网络中间层共同构成，
[0023]所述网络传输层用于完成HLA中的数据通信，实现基于消息同步的流水线时间管理机制，封装HLA的接口，提供给应用程序更直挂的数据收发接口，
[0024]所述应用程序层用于实现消息机制，完成程序的控制和流程，即当每一个联邦成员完成当前的计算任务后，向它在流水线的上一个节点中发送一个需要数据的通知消息，然后收到通知消息后，完成计算，等待流水线中的下一个节点需要数据的通知消息，收到消息后，发送数据，
[0025]所述仿真计算层和交互界面层具备接入和输出接口。
[0026]进一步地，所述应用程序层将系统中节点分为三类，包括:流水线中的主节点，主节点和计算节点，其中，流水线中的主节点只进行计算任务，无其他配合节点；
[0027]主节点需要计算节点的配合才能进行计算任务；
[0028]计算节点用于配合主节点完成计算任务，同时，完成辅助节点任务。
[0029]本发明的有益效果是:
[0030]利用HLA仿真架构，不仅提高了系统的仿真效率，也提高了系统的可扩展与可重用性。
【附图说明】
[0031]图1是本仿真框架的总体结构图。
[0032]图2是每个仿真模块的程序架构的分层示意图。
[0033]图3是应用程序层的实现类图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合实施例和附图，详细说明本发明的技术方案。
[0035]如图1所示:
[0036]将整个HLA雷达和干扰的分布式仿真系统进行模块化分区，以此来组建整个仿真框架，具体分区如下:
[0037]—数据存储模块，用于存储数据；
[0038]—仿真主控模块，用于实现系统中各个仿真模块的控制，同时提供雷达类型、雷达工作参数、干扰工作参数、目标类型、背景类型参数以及显示方式等的选择；
[0039]—雷达信号仿真和雷达天线模块，用于产生不同类型雷达的发射信号；
[0040]—雷达回波信号仿真模块，用于产生雷达发射信号照射下的不同目标的回波信号;
[0041]—雷达背景信号仿真模块，用于产生来自雷达探测环境的背景信号；
[0042]—干扰信号仿真模块，用于产生相应的干扰信号
[0043]一接收天线与接收机仿真模块，用于接收所述雷达回波信号仿真模块发射的回波信号，雷达背景信号仿真模块发射的背景信号和干扰信号仿真模块发射的干扰信号的叠加信号，并产生接收信号；
[0044]—信号处理仿真模块，用于对接收到的所述接收天线与接收机仿真模块发射的信号进行处理，处理完成之后进行发射；
[0045]—三通道视景模块，用于接收所述信号处理仿真模块发射的信号，并对整个系统的工作情况进行显示，显示内容包括:由三维目标和场景模拟出的雷达工作状态、雷达操作面板的动态变化、仿真需要的目标和场景，由雷达仿真系统得到的雷达探测的动态结果，雷达性能评估信息；
[0046]如图2所示，设计实现模块的程序框架，采用:
[0047]基于消息的流水线同步机制为时间管理机制，来取代传统的按照步进的时间推进方式，以此来提高仿真效率。在整个仿真过程中，每一个仿真节点先等待上一个节点的数据，接收数据后，完成计算任务，并等待下一个节点需要数据的消息，收到消息后，发送数据给下一个节点，然后再给上一个节点发送需要数据的消息。这样每一个仿真节点计算完一批数据后，马上可以计算下一批数据，而不需要等待。
[0048]每个模块最后的实现都是一个独立的仿真程序，各仿真程序工作顺序都是一致的，即接收数据；计算；发送数据。因此可以对所有的联邦成员都采用一致的分层划分，这样有利于整个系统的有效管理。而且每个仿真模块分布在不同的节点上进行计算仿真，以实现分布式计算的优势。由于每个节点的功能相互独立，因此