专利名称：一种通用的雷达仿真系统及其仿真应用方法
技术领域：
本发明涉及雷达仿真领域，尤其是指一种通用的雷达仿真系统及其仿真应用方法。
背景技术：
仿真组件模型是支持整个仿真开发活动的核心资产，实验表明仿真组件只有在数量上达到了一定的规模才能真正满足组件复用和基于组件的系统开发要求。仿真组件模型是仿真模拟的基础，没有高质量的仿真模型作为支撑，开展有效的系统仿真将成为一句空话。与此同时，随着雷达仿真系统规模的不断扩大以及对雷达仿真研究的不断深入，系统模拟的对象越来越多，仿真组件模型也呈现出了种类繁多、存储异构的趋势，雷达仿真组件模型的重用、管理与维护显得异常复杂。
通用雷达仿真系统是以一种规范的形式建立、存储、应用、管理和维护雷达仿真组件模型及其相关资源的计算机软件系统，是仿真中的重要共享资源，是提高仿真模型可重用性的重要途径。随着未来仿真规模的不断扩大，模型库系统将成为仿真系统中不可或缺的重要组成部分。
本发明通过对雷达仿真系统进行深入的分析与高度的抽象，研究设计雷达仿真组件接口规范及其元数据，构建层次化的雷达仿真组件模型库，使所有雷达仿真组件模型统一封装、统一描述、统一存储与管理，对于促进雷达仿真组件模型的管理、查询与重用，实现仿真项目的有效管理，提高模型设计与实现的效率具有重要的意义。发明内容
为了克服现有雷达仿真系统结构不规范，组件重用性不强的问题，本发明提供了一种新的通用雷达仿真系统，通过定义层次化的模型库结构、规范化的仿真组件接口及其元数据，以此促进雷达仿真组件的管理、查询与重用。
根据本发明的一方面，本发明提出一种通用的雷达仿真系统，其特征在于，该系统包括层次化的雷达仿真组件模型库、雷达仿真组件接口规范、雷达仿真组件元数据以及通用仿真模型库分系统，所述层次化的雷达仿真组件模型库自顶向下依次包括系统整机模型层、雷达战术用途层、雷达探测区域层、仿真粒度层、分系统模型层、对象模型层、子模型层以及仿真组件模型层，其中，
所述系统整机模型层包括能够独立运行或动态调用的雷达系统级仿真模型；
所述雷达战术用途层，用于描述雷达装备在战术上的主要用途，其包括警戒雷达、 搜索雷达、跟踪雷达、炮瞄雷达和制导雷达；
所述雷达探测区域层，用于描述雷达装备在工作时的天线照射与探测区域，其包括对空区域、对海区域、对空兼对海区域；
所述仿真粒度层，用于描述雷达仿真应用系统在进行仿真时的模型颗粒度，其包括战役级仿真、任务级仿真、交战级仿真以及工程级仿真；
所述分系统模型层，用于描述雷达仿真应用系统的功能，其包括目标与环境特性模型分系统、雷达装备模型分系统以及评估模型分系统；所述对象模型层中的对象模型是以雷达仿真应用系统任务空间对象为实体建立的实际行为交互单元；所述子模型层中的子模型是针对实现特定功能或行动建立的雷达模型部件；所述仿真组件子模型层中的仿真组件子模型是指具有规范接口的现象、过程或功能关系的数学或逻辑关系，具有广泛的可重用性与互操作性；所述通用仿真模型库分系统中存储多个通用的雷达仿真组件模型；借助所述雷达仿真组件元数据选择所述雷达仿真组件模型库和通用仿真模型库分系统中的雷达仿真组件，构建所述雷达仿真组件模型库中没有的雷达仿真组件，采用所述雷达仿真组件接口规范对新构建的雷达仿真组件进行封装，依据雷达仿真应用系统的组成和信息流程组装各个雷达仿真组件生成雷达仿真应用系统。根据本发明的另一方面，本发明还提出一种基于所述的通用的雷达仿真系统的雷达仿真方法，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤1，确定雷达仿真应用系统所需要的雷达仿真组件模型；步骤2，根据雷达仿真组件元数据在所述雷达仿真组件模型库和通用仿真模型库分系统中按层从上至下地查询所需要的雷达仿真组件模型；步骤3，判断是否查询到所需要的雷达仿真组件模型，如果未查询到，则转向步骤 4;否则，转向步骤9;步骤4，根据雷达仿真组件的功能性能要求以及接口定义，创建DLL软件组件功能实体；步骤5，根据雷达仿真组件接口规范对步骤4中创建的软件组件功能实体进行标准化封装，得到新的雷达仿真组件；步骤6，对步骤5中新的雷达仿真组件进行模型调试，直至顺利通过模型校验工作，产生经过校验的新的雷达仿真组件；步骤7，将步骤6中经过校验的新的雷达仿真组件加入雷达仿真模型库；步骤8:返回步骤2;步骤9，将查询到的雷达仿真组件加入到雷达仿真应用系统中；步骤10，判断是否已经获取所需要的全部雷达仿真组件，如果没有，转向步骤2 ； 否则，转向步骤11 ；步骤11，根据已获取的雷达仿真组件搭建雷达仿真应用系统，结束仿真。由以上技术方案可知，本发明通过通用雷达仿真系统及其仿真应用方法的研究， 促进了雷达仿真组件模型的管理、查询和重用，提高了雷达仿真应用开发的效率。
图1是雷达仿真模型库的层次化组成结构图。图2是雷达仿真组件接口规范的示意图。图3是雷达仿真组件元数据的XML模式结构图。图4是基于通用雷达仿真系统的仿真应用方法流程图。
图5是雷达信号数字脉冲压缩系统原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提出一种通用的雷达仿真系统，其包括层次化的雷达仿真组件模型库、雷达仿真组件接口规范、雷达仿真组件元数据以及通用仿真模型库分系统，借助雷达仿真组件元数据选择雷达仿真组件模型库和通用仿真模型库分系统中的雷达仿真组件，构建雷达仿真组件模型库中没有的雷达仿真组件，并采用雷达仿真组件接口规范对新构建的雷达仿真组件进行封装，依据雷达仿真应用系统组成和信息流程组装各个雷达仿真组件最终生成雷达仿真应用系统。
—、层次化的雷达仿真模型库系统
对于雷达仿真组件模型库来说，在当前阶段没有必要设计一个十分庞大，功能非常复杂的大型组件库，而应该着眼于构建一个灵活、规范、可扩展性强的小型雷达仿真组件模型库。
本发明中，雷达仿真组件模型库采用层次化的方法进行构建与描述，各层次内部具有较强的灵活性与可扩展性，而层次之间又具有较强的规范性和独立性。图1是雷达仿真组件模型库的层次化组成结构图。如图1所示，本发明的雷达仿真组件模型库自顶向下依次为系统整机模型层、雷达战术用途层、雷达探测区域层、仿真粒度层、分系统模型层、 对象模型层、子模型层以及仿真组件模型层。
1、系统整机模型层。系统整机模型是可以独立运行或动态调用的雷达系统级仿真模型，反映了整个雷达系统的模型特征，如可动态运行的DLL、COM组件或EXE系统仿真软件。采用符合HLA规范的标准进行封装后，可以形成标准的联邦(成员)模型，支持在大型分布式平台上的仿真应用。其中，联邦(成员)模型是多个系统模型通过互操作机制，向其它系统模型提供服务并接受其它系统模型所提供的服务而实现的复杂模型，是HLA分布式仿真的规范化仿真对象模型。
2、雷达战术用途层。该层以雷达装备在战术上的主要用途为基本依据进行模型分类。典型地，雷达按战术用途可以分为警戒雷达、搜索雷达、跟踪雷达、炮瞄雷达以及制导雷达。
3、雷达探测区域层。该层以雷达装备在工作时的天线照射与探测区域为基本依据进行模型分类。典型地，雷达按探测区域可以分为对空区域、对海区域、对空兼对海区域寸。
4、仿真粒度层。该层以雷达仿真应用系统在进行仿真时的模型颗粒度为基本依据进行模型分类。典型地，雷达按仿真粒度可以分为战役级仿真、任务级仿真、交战级(功能级)仿真以及工程级(信号级)仿真。
5、分系统模型层。分系统模型采用抽象的方法和规范化的分类依据对雷达仿真应用系统的功能进行基本划分，是组成系统整机模型的必要组成要素。雷达系统按分系统模型可以分为目标与环境特性模型分系统、雷达装备模型分系统以及评估模型分系统。
6、对象模型层。对象模型是以雷达仿真应用系统任务空间对象为实体建立的实际行为交互单元，支持分系统模型的创建。如目标与环境特性模型分系统的对象模型组成有 目标特性对象模型、环境特性对象模型、杂波信号对象模型以及干扰信号对象模型；雷达装备模型分系统的对象模型为雷达装备对象模型；评估模型分系统的对象模型为雷达模型校验对象模型、雷达性能评估对象模型以及雷达态势显示对象模型。7、子模型层。子模型是针对实现特定功能或行动建立的雷达模型部件，支持对象模型的创建。如雷达装备对象模型的子模型组成有天线子模型、发射机子模型、接收机子模型、信号处理机子模型以及数据处理机子模型。雷达性能评估对象模型的子模型有检测性能子模型、测量精度子模型、抗干扰能力子模型以及跟踪能力子模型等。8、仿真组件子模型层。仿真组件子模型是指具有规范接口的现象、过程或功能关系的数学或逻辑关系，具有广泛的可重用性与互操作性，参与创建子模型实例。如天线子模型的仿真组件模型组成有天线方向图仿真组件、旁瓣匿影仿真组件；发射机子模型的仿真组件模型组成有发射信号仿真组件；接收机子模型的仿真组件模型组成有回波生成仿真组件、系统噪声仿真组件、近程增益控制仿真组件、相干检波仿真组件、抗干扰仿真组件等；信号处理机子模型的仿真组件模型组成有反干扰仿真组件、多普勒补偿仿真组件、 脉冲压缩仿真组件、副瓣匿影仿真组件、动目标显示(MTI)仿真组件、动目标检测(MTD)仿真组件、恒虚警仿真组件、检测器仿真组件、杂波图处理仿真组件、解模糊仿真组件以及点迹提取仿真组件等；数据处理机子模型的仿真组件模型组成有航迹关联仿真组件、航迹滤波仿真组件、航迹管理仿真组件等。另外，本发明的雷达仿真系统还包括一个通用仿真模型库分系统，所述通用仿真模型库分系统存储有共轭器、FFT傅立叶变换产生器、IFFT逆傅立叶变换产生器、乘法器、 延时器、加法器等通用的雷达仿真组件模型。二、雷达仿真组件接口规范雷达仿真组件模型是对常规软件组件模型的进一步封装，接口规范定义了雷达仿真组件的接口组成及其基本特征，使得不同用户开发的仿真组件能够以一种标准的形式载入模型库系统，并采用标准化的接口机制与其它仿真组件或仿真环境进行信息的交互。图2给出了雷达仿真组件的接口规范，具体组成如下1、端口访问接口。端口主要包括输入端口、输出端口以及参数初始化端口。输入端口反映了模型解算对外界(如其它模型)的信息依赖，如输入数据源；输出端口提供了模型对外提供的服务，如模型解算的结果；参数初始化端口为模型的运行提供初始化参数。仿真组件至少拥有一个输入端口或输出端口。输入端口的数据更新是由上游模型来维护的， 并认为数据更新在两个端口之间没有时间延迟。在端口更新的同时，仿真组件内部发生数据更新通知，如果仿真算法需要由端口数据更新来触发，那么就要在数据更新通知的地方加入处理代码。另外，在仿真组件内部，在两次更新之间，端口的数据不变。输出端口在更新的同时，仿真引擎通知下游模型更新输入端口。2、控制接口。仿真组件必须完全实现控制接口中的所有函数，分别如下(1)仿真组件初始化函数hitializeO 用于初始化缓存池数据，初始化雷达仿真系统；(2)仿真组件运行函数乂印011()完成雷达仿真运行过程和模型解算工作，每次时间步进推进时调用，是支撑仿真组件运行的关键函数；
(3)仿真组件暂停运行函数PauseO 控制仿真组件在运行时在仿真步长暂停运行；(4)仿真组件停止运行函数Mop O 控制仿真组件停止运行；(5)仿真组件恢复运行函数ResumeO 恢复暂停工作的仿真组件，继续开始仿真运行；(6)仿真组件退出运行系统函数ExitO 清理仿真过程中产生的垃圾数据，继续开始仿真运行。其中，仿真组件运行函数是仿真组件接口规范的关键，仿真组件的功能实现统一在M^OnO函数中予以调用。3、通信模式接口。雷达系统是一个复杂的动态交互系统，内部数据交换以及信息流的控制涉及到多种通信方式，仿真组件必须为端口选择适宜的通信模式。按照端口间交互的模式可以分为基于仿真组件调度(schedule)、基于事件触发(event)、基于消息传递 (message)以及基于数据流传输(dataflow)等通信模式。通信模式规定了端口间进行信息交互的基本模式。以event通信模式为例，仿真事件是由上游仿真组件或状态机输入的，在接收到仿真事件后，仿真组件需要判断其时戳，立刻触发事件回调或放入事件对立延迟处理。对于输出事件，当下游模型对仿真事件进行处理后，会收到仿真事件的反射；4、仿真时间管理接口。本地的仿真时间是由模型独立管理的，在仿真运行的时候， 仿真引擎作为统一时间信号源，根据仿真组件的当前时间和模型解算时间来预测下一推进的最小仿真时间，并以此规定仿真时间步长。雷达系统数据量大，信息交互频繁，适宜采用基于保守时间定步长的时间推进方式，仿真组件不能自主推进仿真时间，必须通过循环向仿真引擎提出时间推进申请，并由仿真引擎批准后方能实现。时间循环推进的方式如下① 雷达仿真组件调用时间推进申请服务向仿真引擎请求推进；②条件允许时，仿真引擎向雷达仿真组件发送满足条件的消息；③仿真引擎调用回调函数通知仿真组件时间推进被允许 (在实际运行时，考虑到仿真运行的稳定性，通常给出带时间前瞻量的仿真步长)；④当前步长范围相关的所有仿真活动全部结束，雷达仿真组件开始下一步时间推进申请(仿真时间管理接口可能以仿真引擎服务的方式在后台工作，不一定以仿真组件的显式接口形式存在，图2中以虚线标识)；5、状态输出接口。用于将雷达仿真组件的状态提供给上层雷达仿真组件，在仿真算法中使用。仿真引擎获取仿真组件的状态也可以实现更有效率的仿真调度。该接口非仿真组件必需实现接口(图2中以虚线标识)；6、调试错误输出接口。雷达仿真组件在运行和调试过程中，如果应用层发生错误， 可以通过调试错误输出接口来进行。但是在仿真算法发生冲突状态，连接匹配等异常时，需要仿真组件接管并输出异常信息。该接口非仿真组件必需实现接口(图2中以虚线标识)。三、雷达仿真组件元数据雷达仿真组件元数据通过定义标准、开放、灵活的元素集，促进雷达仿真组件的查询。图3给出了雷达仿真组件元数据的XML模式层次化框图，描绘了其元素集体系，组成如下ID 雷达仿真组件ID，ID内置数据类型。该ID编号在整个模型库中必须唯一，作为元数据主键，主要用于对资源库中的仿真组件进行统一分类编码，便于仿真组件的查询。
组件名称文本类型。主要用于指定雷达仿真组件的名称，名称必须简明、精炼，使用户通过仿真组件名能快速捕捉其基本语义信息。组件类型枚举数据类型。主要用于指定仿真组件的行为实体所采用的软件组件类型，如 DLL、COM、JAVABEAN 等。摘要文本类型。以摘要的形式对仿真组件的基本信息进行综合性描述。关键词文本类型。主要用于描述雷达仿真组件的主题与关键技术特征，关键词之间用分号隔开，且必须同时给出中英文表示。版本号文本类型。主要用于指定雷达仿真组件的版本号码。日期雷达仿真组件日期信息，Data类型。Data类型的组成元素如下类型日期分类类型，枚举数据类型。指定雷达仿真组件日期信息所属类型，如创建日期、发布日期、修改日期等。时间值日期值，date内置数据类型。指定日期分类所属类型的具体日期值，规定格式为:yyyy-mm-dd.密级雷达仿真组件安全级别信息，枚举数据类型。指定雷达仿真组件的密级，如公开、秘密、机密、绝密等。发行限制雷达仿真组件发行限制信息，文本类型。主要用于指定该雷达仿真组件对特定组织或个人的发行限制信息，多个发行限制之间用分号隔开。下面给出基于前述雷达仿真系统来进行雷达仿真应用的方法，如图4所示，该方法包括以下步骤步骤1，确定雷达仿真应用系统所需要的雷达仿真组件模型；步骤2，根据雷达仿真组件元数据在所述雷达仿真组件模型库和通用仿真模型库分系统中按层从上至下地查询所需要的雷达仿真组件模型；雷达仿真组件元数据通过定义标准、开放、灵活的元素集支持雷达仿真组件模型的查询。雷达仿真组件元数据包括以下子元素仿真组件ID、组件名称、组件类型、摘要、关键词、版本号、日期、密级、发行限制。
所述步骤2进一步包括以下步骤根据雷达装备在战术上的主要用途，从雷达仿真组件模型库中的雷达战术用途层所包括的警戒雷达、搜索雷达、跟踪雷达、炮瞄雷达和制导雷达中选择其中之一；根据雷达装备在工作时的天线照射与探测区域，从雷达仿真组件模型库中的雷达探测区域层所包括的对空区域、对海区域、对空兼对海区域中选择其中之一；根据雷达仿真应用系统在进行仿真时的模型颗粒度，从雷达仿真组件模型库中的
仿真粒度层所包括的战役级仿真、任务级仿真、交战级仿真以及工程级仿真中选择其中之 根据雷达仿真应用系统的功能，从雷达仿真组件模型库中的分系统模型层所包括
的目标与环境特性模型分系统、雷达装备模型分系统以及评估模型分系统中选择其中之 根据雷达仿真应用系统任务空间对象的实际行为，从雷达仿真组件模型库中的对象模型层所包括的对象模型中选择其中之一；根据雷达仿真应用系统所要实现的特定功能或行动，从雷达仿真组件模型库中的子模型层所包括的子模型中选择其中之一；
根据雷达仿真应用系统所需要的数学或逻辑关系，从雷达仿真组件模型库中的仿真组件子模型层所包括的仿真组件子模型中选择其中之一。
其中，目标与环境特性模型分系统的对象模型包括目标特性对象模型、环境特性对象模型、杂波信号对象模型以及干扰信号对象模型；雷达装备模型分系统的对象模型包括雷达装备对象模型；评估模型分系统的对象模型包括雷达模型校验对象模型、雷达性能评估对象模型以及雷达态势显示对象模型。
雷达装备对象模型的子模型包括天线子模型、发射机子模型、接收机子模型、信号处理机子模型以及数据处理机子模型；雷达性能评估对象模型的子模型包括检测性能子模型、测量精度子模型、抗干扰能力子模型以及跟踪能力子模型。
天线子模型的仿真组件模型包括天线方向图仿真组件、旁瓣匿影仿真组件；所述发射机子模型的仿真组件模型包括发射信号仿真组件；接收机子模型的仿真组件模型包括回波生成仿真组件、系统噪声仿真组件、近程增益控制仿真组件、相干检波仿真组件、抗干扰仿真组件；信号处理机子模型的仿真组件模型包括反干扰仿真组件、多普勒补偿仿真组件、脉冲压缩仿真组件、副瓣匿影仿真组件、动目标显示仿真组件、动目标检测仿真组件、恒虚警仿真组件、检测器仿真组件、杂波图处理仿真组件、解模糊仿真组件以及点迹提取仿真组件；数据处理机子模型的仿真组件模型包括航迹关联仿真组件、航迹滤波仿真组件、航迹管理仿真组件。
另外，通用仿真模型库分系统存储有共轭器、FFT傅立叶变换产生器、IFFT逆傅立叶变换产生器、乘法器、延时器等通用的雷达仿真组件模型。
步骤3，判断是否查询到所需要的雷达仿真组件模型，如果未查询到，则转向步骤 4;否则，转向步骤9;
步骤4，根据雷达仿真组件的功能性能要求以及接口定义，创建DLL软件组件功能实体；
步骤5，根据雷达仿真组件接口规范对步骤4中创建的软件组件功能实体进行标准化封装，得到新的雷达仿真组件；
步骤6，对步骤5中新的雷达仿真组件进行模型调试，直至顺利通过模型校验工作，产生经过校验的新的雷达仿真组件；
步骤7，将步骤6中经过校验的新的雷达仿真组件加入雷达仿真模型库；
步骤8:返回步骤2;
步骤9，将查询到的雷达仿真组件加入到雷达仿真应用系统中；
步骤10，判断是否已经获取所需要的全部雷达仿真组件，如果没有，转向步骤2 ； 否则，转向步骤11 ；
步骤11，根据已获取的雷达仿真组件搭建雷达仿真应用系统，结束仿真。
依照实施方式中关于雷达仿真系统的说明，下面给出一个基于所述通用雷达仿真系统来构建雷达信号数字脉冲压缩仿真系统的例子。
从图5可知，该雷达信号数字脉冲压缩系统主要由8类仿真组件模型组成
①LFM信号波形产生器；②显示；③共轭器；④FFT傅立叶变换产生器；⑤IFFT逆傅立叶变换产生器；⑥乘法器；⑦延时器；⑧加权函数
根据图4中雷达仿真应用系统的开发流程可知
仿真组件模型①可以从发射信号组件库中予以获取，仿真组件模型②可以从态势显示库中予以获取；仿真组件模型③ ⑦可以从通用仿真模型库分系统中予以获取。
仿真组件模型⑧从已有仿真模型库系统中暂时无法获取，可根据雷达仿真组件接口规范设计加权函数库，并构建相应的加权函数仿真组件。
至此，所有仿真组件均已获取，便可依据系统组成和信息流程来组装用户所需要的仿真应用系统。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种通用的雷达仿真系统，其特征在于，该系统包括层次化的雷达仿真组件模型库、 雷达仿真组件接口规范、雷达仿真组件元数据以及通用仿真模型库分系统，所述层次化的雷达仿真组件模型库自顶向下依次包括系统整机模型层、雷达战术用途层、雷达探测区域层、仿真粒度层、分系统模型层、对象模型层、子模型层以及仿真组件模型层，其中，所述系统整机模型层包括能够独立运行或动态调用的雷达系统级仿真模型； 所述雷达战术用途层，用于描述雷达装备在战术上的主要用途，其包括警戒雷达、搜索雷达、跟踪雷达、炮瞄雷达和制导雷达；所述雷达探测区域层，用于描述雷达装备在工作时的天线照射与探测区域，其包括对空区域、对海区域、对空兼对海区域；所述仿真粒度层，用于描述雷达仿真应用系统在进行仿真时的模型颗粒度，其包括战役级仿真、任务级仿真、交战级仿真以及工程级仿真；所述分系统模型层，用于描述雷达仿真应用系统的功能，其包括目标与环境特性模型分系统、雷达装备模型分系统以及评估模型分系统；所述对象模型层中的对象模型是以雷达仿真应用系统任务空间对象为实体建立的实际行为交互单元；所述子模型层中的子模型是针对实现特定功能或行动建立的雷达模型部件； 所述仿真组件子模型层中的仿真组件子模型是指具有规范接口的现象、过程或功能关系的数学或逻辑关系，具有广泛的可重用性与互操作性；所述通用仿真模型库分系统中存储多个通用的雷达仿真组件模型； 借助所述雷达仿真组件元数据选择所述雷达仿真组件模型库和通用仿真模型库分系统中的雷达仿真组件，构建所述雷达仿真组件模型库中没有的雷达仿真组件，采用所述雷达仿真组件接口规范对新构建的雷达仿真组件进行封装，依据雷达仿真应用系统的组成和信息流程组装各个雷达仿真组件生成雷达仿真应用系统。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述目标与环境特性模型分系统的对象模型包括目标特性对象模型、环境特性对象模型、杂波信号对象模型以及干扰信号对象模型；所述雷达装备模型分系统的对象模型包括雷达装备对象模型；所述评估模型分系统的对象模型包括雷达模型校验对象模型、雷达性能评估对象模型以及雷达态势显示对象模型。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述雷达装备对象模型的子模型包括天线子模型、发射机子模型、接收机子模型、信号处理机子模型以及数据处理机子模型；所述雷达性能评估对象模型的子模型包括检测性能子模型、测量精度子模型、抗干扰能力子模型以及跟踪能力子模型。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述天线子模型的仿真组件模型包括天线方向图仿真组件、旁瓣匿影仿真组件；所述发射机子模型的仿真组件模型包括发射信号仿真组件；所述接收机子模型的仿真组件模型包括回波生成仿真组件、系统噪声仿真组件、近程增益控制仿真组件、相干检波仿真组件、抗干扰仿真组件；所述信号处理机子模型的仿真组件模型包括反干扰仿真组件、多普勒补偿仿真组件、脉冲压缩仿真组件、副瓣匿影仿真组件、动目标显示仿真组件、动目标检测仿真组件、恒虚警仿真组件、检测器仿真组件、杂波图处理仿真组件、解模糊仿真组件以及点迹提取仿真组件；所述数据处理机子模型的仿真组件模型包括航迹关联仿真组件、航迹滤波仿真组件、航迹管理仿真组件。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接口规范定义了雷达仿真组件的接口组成及其基本特征，使得不同用户开发的仿真组件能够以一种标准的形式载入模型库， 并采用标准化的接口机制与其它仿真组件或仿真环境进行信息的交互。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接口规范包括端口访问接口、控制接口、通信模式接口、仿真时间管理接口、状态输出接口、调试错误输出接口，其中，所述端口包括输入端口、输出端口以及参数初始化端口 ；所述控制接口包括仿真组件初始化函数、仿真组件运行函数、仿真组件暂停运行函数、 仿真组件停止运行函数、仿真组件恢复运行函数、仿真组件退出运行系统函数；所述通信模式接口支持基于仿真组件调度、基于事件触发、基于消息传递以及基于数据流传输的通信模式；所述仿真时间管理接口采用基于保守时间定步长的时间推进方式来进行仿真时间的管理；所述状态输出接口用于将雷达仿真组件的状态提供给上层雷达仿真组件； 所述调试错误输出接口用于输出雷达仿真组件在运行和调试过程中出现的异常信息。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述时间推进方式进一步包括①雷达仿真组件调用时间推进申请服务向仿真引擎请求推进；②条件允许时，仿真引擎向雷达仿真组件发送满足条件的消息，给出下一推进的最小仿真时间，并以此规定仿真时间步长；③仿真引擎通知雷达仿真组件时间推进被允许；④当前步长范围相关的所有仿真活动全部结束时，雷达仿真组件开始下一步时间推进申请°
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述雷达仿真组件元数据通过定义标准、 开放、灵活的元素集支持雷达仿真组件的查询；所述雷达仿真组件元数据包括以下子元素 仿真组件ID、组件名称、组件类型、摘要、关键词、版本号、日期、密级、发行限制。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通用的雷达仿真组件模型包括共轭器、FFT傅立叶变换产生器、IFFT逆傅立叶变换产生器、乘法器、延时器、加法器。
10.一种基于权利要求1所述的通用的雷达仿真系统的雷达仿真方法，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤1，确定雷达仿真应用系统所需要的雷达仿真组件模型；步骤2，根据雷达仿真组件元数据在所述雷达仿真组件模型库和通用仿真模型库分系统中按层从上至下地查询所需要的雷达仿真组件模型；步骤3，判断是否查询到所需要的雷达仿真组件模型，如果未查询到，则转向步骤4 ；否贝U，转向步骤9;步骤4，根据雷达仿真组件的功能性能要求以及接口定义，创建DLL软件组件功能实体；步骤5，根据雷达仿真组件接口规范对步骤4中创建的软件组件功能实体进行标准化封装，得到新的雷达仿真组件；步骤6，对步骤5中新的雷达仿真组件进行模型调试，直至顺利通过模型校验工作，产生经过校验的新的雷达仿真组件；步骤7，将步骤6中经过校验的新的雷达仿真组件加入雷达仿真模型库； 步骤8 返回步骤2 ；步骤9，将查询到的雷达仿真组件加入到雷达仿真应用系统中； 步骤10，判断是否已经获取所需要的全部雷达仿真组件，如果没有，转向步骤2 ；否则， 转向步骤11;步骤11，根据已获取的雷达仿真组件搭建雷达仿真应用系统，结束仿真。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述雷达仿真组件元数据通过定义标准、开放、灵活的元素集支持雷达仿真组件模型的查询；所述雷达仿真组件元数据包括以下子元素仿真组件ID、组件名称、组件类型、摘要、关键词、版本号、日期、密级、发行限制。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括根据雷达装备在战术上的主要用途，从雷达仿真组件模型库中的雷达战术用途层所包括的警戒雷达、搜索雷达、跟踪雷达、炮瞄雷达和制导雷达中选择其中之一；根据雷达装备在工作时的天线照射与探测区域，从雷达仿真组件模型库中的雷达探测区域层所包括的对空区域、对海区域、对空兼对海区域中选择其中之一；根据雷达仿真应用系统在进行仿真时的模型颗粒度，从雷达仿真组件模型库中的仿真粒度层所包括的战役级仿真、任务级仿真、交战级仿真以及工程级仿真中选择其中之一；根据雷达仿真应用系统的功能，从所述雷达仿真系统中的分系统模型层所包括的目标与环境特性模型分系统、雷达装备模型分系统以及评估模型分系统中选择其中之一；根据雷达仿真应用系统任务空间对象的实际行为，从雷达仿真组件模型库中的对象模型层所包括的对象模型中选择其中之一；根据雷达仿真应用系统所要实现的特定功能或行动，从雷达仿真组件模型库中的子模型层所包括的子模型中选择其中之一；根据雷达仿真应用系统所需要的数学或逻辑关系，从雷达仿真组件模型库中的仿真组件子模型层所包括的仿真组件子模型中选择其中之一。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述目标与环境特性模型分系统的对象模型包括目标特性对象模型、环境特性对象模型、杂波信号对象模型以及干扰信号对象模型；所述雷达装备模型分系统的对象模型包括雷达装备对象模型；所述评估模型分系统的对象模型包括雷达模型校验对象模型、雷达性能评估对象模型以及雷达态势显示对象模型。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述雷达装备对象模型的子模型包括 天线子模型、发射机子模型、接收机子模型、信号处理机子模型以及数据处理机子模型；所述雷达性能评估对象模型的子模型包括检测性能子模型、测量精度子模型、抗干扰能力子模型以及跟踪能力子模型。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述天线子模型的仿真组件模型包括 天线方向图仿真组件、旁瓣匿影仿真组件；所述发射机子模型的仿真组件模型包括发射信号仿真组件；所述接收机子模型的仿真组件模型包括回波生成仿真组件、系统噪声仿真组件、近程增益控制仿真组件、相干检波仿真组件、抗干扰仿真组件；所述信号处理机子模型的仿真组件模型包括反干扰仿真组件、多普勒补偿仿真组件、脉冲压缩仿真组件、副瓣匿影仿真组件、动目标显示仿真组件、动目标检测仿真组件、恒虚警仿真组件、检测器仿真组件、杂波图处理仿真组件、解模糊仿真组件以及点迹提取仿真组件；所述数据处理机子模型的仿真组件模型包括航迹关联仿真组件、航迹滤波仿真组件、航迹管理仿真组件。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述通用仿真模型库分系统中存储有多个通用的雷达仿真组件模型。
全文摘要
本发明公开了一种通用的雷达仿真系统及其仿真应用方法，该系统包括层次化的雷达仿真组件模型库、雷达仿真组件接口规范、雷达仿真组件元数据以及通用仿真模型库分系统，所述层次化的雷达仿真组件模型库自顶向下依次包括系统整机模型层、雷达战术用途层、雷达探测区域层、仿真粒度层、分系统模型层、对象模型层、子模型层以及仿真组件模型层。本发明有利于促进雷达仿真组件模型的分类存储、查询与重用，并可为我国公共仿真模型体系化建设提供技术借鉴和研究参考。
文档编号G06F17/50GK102542113SQ201110460669
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者曾浩, 罗军, 胡英辉, 鉴福升 申请人:中国人民解放军92232部队