一种应用于多种型号飞机的互操作仿真平台和操作方法与流程

本发明涉及飞机操作仿真，尤其是涉及一种应用于多种型号飞机的互操作仿真平台和操作方法。

背景技术：

1、飞机在飞行过程中，需要进行多种交互操作。如飞行航向、飞行高度的控制、通过数据链获取气象、机场等信息、通过雷达来探测航线上的目标信息等。对于战斗机，还有对武器的控制，与编队其他战机的交互等操作。所以，在对一架战斗机的各个操作进行仿真时至少需要包括飞行控制的仿真、通过数据链获取数据的仿真、对传感器的操作控制仿真、武器操作的仿真以及与实际作战场景进行交互的仿真。

2、而在实际应用中，由于不同型号飞机的研制阶段不同，其所使用的接口控制文件（interface control document，简称icd）也并不相同，所以在进行仿真测试时就存在以下缺陷：

3、（1）需要为每种型号的飞机定制其专属的仿真单元。如有型号a和型号b这两种飞机，则就需要制作两个飞行仿真单元，分别模拟这两种型号飞机的飞行数据。

4、（2）无法在一个作战场景中引入多种型号的飞机。因为不同型号的飞机之间存在数据接口差异，导致这两种飞机之间不能很好地进行数据通信。这就导致战场上的指令无法通畅地送达给各个作战飞机。

5、（3）维护性和扩展性较差。当需要修改某个型号的飞机或引入新的型号飞机时，需要引入所有相关的仿真单元，同时需要修改现有的各个仿真单元以便加入对新型号飞机的识别。维护成本较高，扩展很不便利。

6、因此，如何同时对不同型号的飞机进行仿真，获得仿真数据，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种应用于多种型号飞机的互操作仿真平台和操作方法，在仿真平台中设置运行调度管理模块，管理各仿真模块，创建各飞机型号和飞机实例，配置飞机型号和飞机实例标识号和转换协议，各仿真模块根据运行调度管理模块的指令，创建同一标识号下的飞机型号和飞机实例，根据转换协议进行数据格式转换，各仿真模块中设置同一功能的仿真程序集合，同一个仿真程序运行时能够操作多个飞机实例，各飞机实例的业务数据和执行动作独立，实现了各飞机实例的互操作仿真。

2、第一方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

3、一种应用于多种型号飞机的互操作仿真平台，包括运行调度管理模块、作战场景仿真模块、武器链仿真模块、数据链仿真模块、飞机显示控制仿真模块、传感器仿真模块、飞行仿真模块和数据转换模块，各仿真模块用于实现飞行过程中的一个功能仿真，数据转换模块用于生成数据转换协议和转换数据格式，运行调度管理模块用于控制各仿真模块、管理飞机型号、配置数据转换指令，各仿真模块根据数据转换指令，创建飞机型号和飞机实例，在仿真过程中，根据数据转换协议对各仿真模块之间的业务数据进行格式转换，得到自身能够识别的数据格式，进行至少一个飞机型号和至少一个飞机实例的操作仿真。

4、本发明进一步设置为：数据转换模块或整体设置，或分散设置在运行调度管理模块和各仿真模块中，分散设置在运行调度管理模块中的数据转换模块用于根据用户指令，对各仿真模块，配置数据转换协议，生成各仿真模块的数据转换指令，分散设置在各仿真模块中的数据转换模块，用于在仿真过程中，分别对各仿真模块交互时的业务数据进行格式转换。

5、本发明进一步设置为：一个仿真模块中集合有至少一个具有同一仿真功能的仿真程序，一个仿真程序用于执行一个具体的仿真过程，一个仿真程序在执行仿真过程中，能够操作至少一个飞机实例，每个飞机实例拥有自己的业务数据和执行动作，各飞机实例之间的行为互不干扰。

6、本发明进一步设置为：飞行仿真模块，用于实现飞行操作的相关仿真处理；传感器仿真模块包括传感器设备仿真单元，传感器设备仿真单元用于将传感器生成的仿真数据，发送给作战场景仿真模块和飞机显示控制仿真模块；武器链仿真模块包括武器链路管理单元，武器链路管理单元用于将接收到的操作指令，发送给具有指挥权限的飞机实例或者平台处理；飞机显示控制仿真模块包括至少一个显示控制单元，在各显示控制单元的显示控制界面，进行相关飞行控制操作和显示飞行参数，发送飞机显示控制指令给武器链仿真模块、数据链仿真模块、传感器仿真模块；数据链仿真模块包括数据链路管理单元，数据链路管理单元用于将操作指令发送给飞机显示控制模块和作战场景仿真模块；作战场景仿真模块接收武器链路管理单元、数据链路管理单元、传感器仿真单元、飞行仿真模块的数据，转换后变成与飞机型号无关的数据，模拟出各种型号的虚拟飞机，进行多型号飞机协同作战仿真。

7、第二方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

8、一种应用于多种型号飞机的互操作仿真平台的操作方法，运行调度管理模块以广播方式，发送管理心跳帧给各仿真模块，接收各仿真模块的仿真心跳帧，获取各仿真模块的状态信息，并将各仿真模块的状态信息，通过管理心跳帧广播给所有仿真模块；创建飞机型号及飞机实例，对飞机型号、飞机实例配置标识号，管理各仿真模块，删除既有飞机型号和既有飞机实例。

9、本发明进一步设置为：管理心跳帧中包括时间戳、ip地址、端口号、心跳时间间隔、各仿真模块状态信息，各仿真心跳帧中包括仿真模块状态信息。

10、本发明进一步设置为：运行调度控制模块的运行，包括以下步骤：

11、b1、启动；

12、b2、发送心跳帧给各仿真模块；

13、b3、接收各仿真模块的心跳帧，确定各仿真模块是否在线；

14、b4、创建各新型号飞机模型和对应的飞机实例，分别为各型号飞机模型配置标识号和数据转换指令，并把标识号、创建新型号指令与数据转换指令发送给在线的各仿真模块；

15、b5、接收各仿真模块的状态信息和各型号飞机和飞机实例创建结果。

16、第三方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

17、一种应用于多种型号飞机的互操作仿真平台的操作方法，数据转换模块包括第一数据转换模块和第二数据转换模块，第一数据转换模块设置在运行调度控制模块中，用于提供数据转换协议的配置界面，配置数据转换协议，生成数据转换指令，包括以下步骤：

18、s1、选择仿真模块；

19、s2、为选定的仿真模块中的每个数据结构的字段，选择对应的icd数据位。

20、s3、根据数据转换协议，为选定的仿真模块中的每个数据结构，生成一条数据转换指令。

21、本发明进一步设置为：在各仿真模块中，分别设置第二数据转换模块，第二数据转换模块用于根据转换协议，将各仿真模块接收的数据转换为自身能够识别的数据格式，获得各仿真模块中各接口控制文件字段之间的对应关系，建立转换关系表，包括以下步骤：

22、a1、接收到数据；

23、a2、提取数据中的标识号；

24、a3、判断数据中是否存在转换指令，若是，进入下一步，若否，转a2；

25、a4、解析转换指令，得到解析后转换指令，获得转换关系表；

26、a5、提取解析后转换指令中的源数据位置、目标数据位置，源数据表示待转换数据，目标数据表示转换后数据；

27、a6、根据转换协议，从接收的源数据中截取指定的数据内容；

28、a7、将截取到的数据放置到目标数据所在位置；

29、a8、判断是否完成了所有转换，若是，转a2，若否，转a5。

30、第四方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

31、一种应用于多种型号飞机的互操作仿真平台的操作方法，飞行仿真模块的工作，是其余仿真的前提，包括启动准备和协同仿真两部分，启动准备工作中，根据运行管理控制模块的指令，创建相应标识号的飞机型号和飞机实例，分别进行各飞机实例的飞行仿真，将仿真生成数据发送给传感器仿真模块，显示控制仿真模块和作战场景仿真模块。

32、第五方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

33、一种应用于多种型号飞机的互操作仿真平台的操作方法，作战场景仿真模块的工作，包括启动准备工作和协同仿真两部分，启动准备工作，包括以下步骤：

34、g1、根据运行管理控制模块的指令，创建同一标识号的各型号飞机实例，在作战场景地图上绘制出各飞机实例；

35、g2、接收飞行仿真模块发送的各飞机实例业务数据，进行数据格式转换后，得到自身能够识别的数据格式；

36、g3、在作战场景地图上，控制模拟出的各飞机实例进行相应的飞行操作。

37、第六方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

38、一种应用于多种型号飞机的互操作仿真平台的操作方法，感器仿真模块的工作，包括启动准备工作和协同仿真两部分，启动准备工作，包括以下步骤：

39、h1、根据运行管理控制模块的指令，创建同一标识号的各型号飞机实例；

40、h2、接收飞行仿真模块发送的各飞机实例业务数据，进行数据格式转换后，得到自身能够识别的数据格式；

41、h3、进行传感器仿真操作。

42、第七方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

43、一种应用于多种型号飞机的互操作仿真平台的操作方法，显示控制仿真模块的工作，包括启动准备工作和协同仿真两部分，启动准备工作，包括以下步骤：

44、r1、根据运行管理控制模块的指令，对应运行管理控制模块的标识号，创建各型号飞机实例；

45、r2、根据转换协议，进行数据格式转换后，得到自身能够识别的数据格式，将接收到的飞行仿真模块发送的各飞机实例的数据，转换为各自的显控数据，传递给各飞机实例的显控。

46、第八方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

47、一种应用于多种型号飞机的互操作仿真平台的操作方法，各仿真模块的协同仿真过程，包括以下步骤：

48、k1、传感器仿真模块中，一个飞机型号雷达模块发现目标，向显示控制仿真模块中的所述飞机型号显控和作战场景仿真模块发送icd_c_t；

49、k2、所述飞机型号显控根据目标类别，向其余飞机型号显控发送所述飞机型号雷达数据；作战场景仿真模块则在场景地图上绘制出发现的目标；

50、k3、其余各飞机型号显控通过数据转换模块，将所述飞机型号雷达数据转换为自身能够识别的雷达数据后，判定需要发起攻击，并向数据链仿真模块发送自己的指挥控制数据，以请求攻击；

51、k4、数据链仿真模块收到各指挥控制数据后，转换为自身的数据链指挥控制数据，然后向其余各飞机型号显控发送数据链指挥控制数据，以应答其余飞机型号显控的请求；

52、k5、其余飞机型号显控收到数据链仿真模块的应答后，向武器链仿真模块发送自身的传感器数据，表示发射武器；

53、k6、武器链仿真模块收到各飞机型号的传感器仿真数据后，转换为自身的武器链传感器数据，并进行相应的武器发射处理，同时向作战场景仿真模块发送武器链传感器数据；

54、k7、作战场景仿真模块接收到武器链传感器数据后，在作战场景地面上模拟出武器发射和打击过程。

55、第九方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

56、一种应用于多种型号飞机的互操作仿真平台终端，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器上设置有能实现仿真平台的计算机程序和仿真平台操作程序，所述处理器执行所述计算机仿真平台操作程序时实现本技术所述方法。

57、与现有技术相比，本技术的有益技术效果为：

58、1.本技术通过设置运行调度管理模块，管理各仿真模块，实现了各仿真模块的交互管理；

59、2.进一步地，本技术通过设置数据转换模块，配置转换协议，生成数据转换指令，将相互独立各仿真模块的数据格式进行转换，实现了各仿真模块之间的交互，屏蔽各仿真模块的数据差异性，各仿真模块能够支持各种型号的飞机控制操作，为各型号的飞机提供仿真数据；

60、3.进一步地，本技术在运行调度管理模块和各仿真模块中，创建同一标识号的飞机型号和飞机实例，使得平台仿真时，各数据对应，保证了各仿真模块中飞机实例的行动一致；

61、4.进一步地，本技术通过各仿真单元的多飞机实例的交互操作仿真，提升互操作的测试效率，简化各仿真单元与飞机型号之间的耦合，提升统一性、可扩展性和可维护性。