兵器光电仿真数据库系统的研究

兵器光电仿真数据库系统的研究

何巍[1]2002年在《兵器光电仿真数据库系统的研究》文中提出兵器光电仿真系统由红外目标/场景产生子系统,探测/跟踪模拟子系统,运动模拟平台,仿真分析/评估子系统,仿真控制与形象化显示子系统构成。这些子系统通过计算机网络连接起来,运行时需要有仿真数据库支持。根据仿真过程需要,其仿真数据库要能够支持对分布式存储数据的实时存取要求以及实现智能仿真技术。由于该仿真系统的每一个仿真节点分别模拟了分布在不同位置、不同功能结构特征的仿真对象,而且,涉及到多平台、不同形式和种类的数据,因此仿真过程中大量的系统参数、模型、模型结构参数和规则,都必须使用分布式数据库技术来管理、进行高速的数据检索和动态存储修改,来支持仿真环境的动态维护与仿真环境之间的相互作用。实际过程中采用了专家知识和经验进行模糊建模,或利用神经网络的非线性函数逼近能力建模,然后应用遗传算法对网络进行优化的技术。知识和推理规则、神经网络参数都必须由数据库保存,使数据库系统实现知识/数据的一体化存储与管理。开发过程中,采用了分布式动态数据库技术和自顶向下,逐步求精的结构化设计方法。从工作、数据流程及系统的完整性、合理性、使用性和可靠性等方面进行检验、修改、完善,建立了较为实用合理的数据库系统,满足了仿真任务要求。

姜会林, 杨华民[2]2000年在《实时智能仿真数据库技术——兵器光电仿真数据库设计与实现》文中指出兵器光电仿真系统由红外目标/场景产生子系统,探测/跟踪模拟子系统,运动模拟平台,仿真分析/评估子系统,信息控制与形象化显示子系统构成.这些子系统通过计算机网络连接起来,运行时需要有仿真数据库支持.根据仿真过程需要,其仿真数据库要能够:①支持对分布式存储数据的实时存取要求;②支持实现智能仿真技术.实际仿真过程中,系统的正确性不仅依赖于逻辑结果,而且还依赖于结

何巍, 杨华民, 徐晶[3]2003年在《网络环境下的仿真数据库设计与实现》文中进行了进一步梳理本文介绍了网络环境下兵器光电仿真数据库的总体设计与实现。给出了仿真数据库的规划、结构、分类、网络系统配置以及相应的实现过程

王彬[4]2005年在《光电图像跟踪仿真系统的设计与实现》文中研究说明本论文的研究目的是提出209 所光电图像跟踪仿真系统的总体设计方案,并论证其可行性,确定系统实施的具体实现途径。“九五”以来,兵器工业第209 研究所承担了国内第一代XX 型机载光电精确跟踪吊舱系统的研发任务。作为光电精确跟踪系统的重要研制手段之一,系统仿真技术在国内外受到相当的重视,并得到了广泛的应用。209 所在承担XX 型机载光电精确跟踪吊舱系统的研制过程中,也迫切感受到了应用系统仿真技术的重要性。为了提高研发质量,缩短研制周期,降低成本,209 所提出了研发一种先进的光电图像跟踪性能试验仿真系统的需求,并利用国家重点投资予以实施。光电图像跟踪仿真系统是一个半实物实时仿真系统,主要用于在实验室环境下完成对XX 型机载光电精确跟踪吊舱跟踪性能的仿真试验,为光电吊舱系统的研制工作提供高置信度的试验数据。根据XX 型机载光电精确跟踪吊舱系统的技术特点及其目标跟踪性能试验的任务要求,结合209 所的专业领域和发展方向,在深入、广泛地调研国内外仿真技术和各类仿真系统的技术状况和发展趋势的基础上,经过综合对比论证,本论文提出了一套具有一定先进性、兼容性、可扩展性的仿真系统方案。在本论文提出的方案中,光电图像跟踪仿真系统由目标/场景生成子系统和飞行运动模拟子系统两大部分组成。目标/场景生成子系统以高性能视景计算机为核心,在视景仿真软件的控制下,以正投影的方式在球幕上生成目标跟踪性能试验所需的目标/场景图像;飞行运动模拟子系统以中央控制系统为核心,由飞行航迹生成系统通过实时解算飞行动力学方程,驱动六自由度运动平台实现飞行运动轨迹和姿态的仿真。本论文对光电图像跟踪仿真系统及各组成部分的技术方案、工作原理、功能与性能指标、设备选型等进行了详细论述,对系统中的关键部分——投影系统安装调试的理论基础和工程实施也作了简单描述,并简要介绍了全系统的实施过程,分析了系统的应用与发展前景及所产生的效益。

李洪军[5]2016年在《基于制生权理论的生物化战争形态研究》文中研究说明科学技术的发展在促进人类文明进步,推动经济时代形成和变迁的同时,也在催生着一轮又一轮的军事变革,改变着战争的面貌,促进着以武器装备为物质基础的战争形态的演变。当前,信息技术奠定的信息社会已经彻底改变了工业时代的生产、生活方式和作战理念、手段。信息化战争已成为战争的主导形态。然而科学技术的发展是不会停滞的,也不以人们的意志为转移,其对战争形态演变作用是渐近的,能否及时发现科学技术发展动态中的“微观”变化,来感知新经济时代、新军事变革、新战争形态等“宏观”进化,对我军能力建设乃至实现“强军梦”的意义极大。在现今的科学技术群中,无数的大量事实显示,现代生物科技的发展已经呈现出超越信息技术的发展之势且顺应军事斗争的需求。这一科学技术发展历程中新的微变化,必然会全面渗透到军事领域,拓展出新的作战空间——生命微观空间。新空间的争夺不仅孕育出新的制权理论——制生权,而且将产生基于制生权理论的战争方式、内容、手段等一系列变化,强制地改变着未来战争中的武器装备、作战方式、军事理论、军队编成等内在的、本质性、结构性的战争要素,推动战争形态又一次演变。本论文所论述的生物化战争形态是建立在制生权理论体系、生命微观空间军事价值的基础上,对未来战争形态走向的一个探索。论证思路以系统科学和系统哲学为研究工具,把战争形态的演变归结于战争系统的演化和涌现性特征,在研究战争系统的概念、要素、结构、功能、特征、环境、涌现性和演化的特点动力的基础上,从耗散结构理论、突变论和超循环理论角度研究战争系统演化的内在机制,从信息论、控制论、协同论角度分析战争系统演化的过程和方向,从系统哲学的角度探寻战争系统演化的动力本源——战争力。进一步分析战争力的构成、变革过程、发展规律和趋势,依据“结构决定功能”的系统动力学方法,构建战争力生成的系统动力学模型,分析影响和改变战争力系统的因素和未来发展趋势,探讨未来战争力系统中生物特征和表现,研究生物化战争的必然性和可行性,并分析生物化战争概念、特征、本质,战争能量,运用法则,技术体系,应对措施等新战争形态建构中首先要回答的理论问题。研究得出:世界万物皆系统,战争作为一种特殊的社会现象,也是人类社会系统中的子系统,是人为了实现政治目的而建立的复杂巨系统,一切能够为战争服务的知识、技术、概念等都是战争系统的构成要素。打赢战争、实现政治目的是推动战争系统演化的内在根源,并使战争系统涌现出战争形态式的演化特征。战争系统即具有一般社会系统的普遍性,又呈现出对抗性、开放性、复杂性、自组织性、他组织性等特性。战争系统的耗散性、突变性和超循环性是战争系统演化的机制。在信息论、控制论和协同论的视角下,战争系统的演化方向均指向现代生物科技的发展方向和军事应用价值。战争力是战争系统演化的动力本源,由“怎样战争”的打击力和“如何战争”的认知力构成。战争力的提升从过去依靠打击力为主,逐渐过渡到认知力占优,认知力为主,战争力的发展规律、战争力生成的系统动力学模型、战争力系统生物化特征均阐述了认知力在战争力的作用和生物化战争的必然性和可行性。生物化战争是信息化战争的延续发展和变革创新,有以往战争形态中最一般特点,又独具自己的特色。它是指在现代生物科技高度发展、信息技术成熟运用以及传统或新型核生化大规模杀伤性武器的威胁下,交战双方以微观领域干预“人的能力”和屈服“人的意志”为目标,在传统陆、海、空、天、电磁、信息和生命微观空间展开的,以有限杀伤、可逆杀伤、微观杀伤等操控式的军事打击为主要手段,并辅以有限传统火力杀伤和其它非军事手段的大体系作战,是充分利用生物微观机理并依赖于生物功能、生物资源、生物信息、生物结构的一种新战争形态。生物化战争改变的只是战争的手段,并没有改变战争的利益根源性、政治从属性、社会集团性、暴力对抗性等本质属性。现代生物科技的低毁性、嵌入性、精确性、拟人性使战争能量重心转到生物能,战争能量的释放进一步有限、进一步多元、进一步精确。未来生物化战争中以屈服人的意志为终极目标,将以现代生物科技研发或者改进的武器系统,按照生物信息较量、生物系统对抗、生物精确控制、生物威慑制胜、生物全程对抗的作战原则,采取生物控权争夺战、生物结构破坏战、生物力量控制战、生物要素综合战等作战样式进行的微观战争。战争的法则从信息化时代的“保存自己、瘫痪敌人”转为“改变自己、控制敌人”。战争的胜负标准不再是损伤多少肉体和物质,而以政治目的的实现、战争意志的摧毁、微观空间的控制以及关键节点的掌控为评判尺度。制胜因素体现在生命微观空间的攻击、防御和控制中,生物物质结构与功能的获取、生物效应表述载体的探索、生物行动攻击手段的组合上。制胜原理从“人的武器化”向“武器化的人”、“人的智力”向“智力的人”、“人的整体”向“整体的人”转变。掌握今天才能把握明天,对于悄然将至的生物化战争来说,今天只有前瞻战争形态变革方向,树立生物科技制胜的思想;正视当前生物安全威胁,建立中华民族的生物盾牌;把握事物发展规律特征,处理好今天与未来的关系;加快科技发展体系建设,尽快抢占生物科技制高点;面向未来军事建设需要,培养生物化战争专业人才;发挥创新理论指引作用,开展前瞻军事理论的研究,提前谋划和布局相关技术研发和理论研究,为实现中华民族的伟大复兴提供坚强保证。

徐骏[6]2017年在《激光半主动制导仿真系统中自然环境数据库的建立与应用》文中研究表明在当今以信息化战争为主要模式的军事格局下,精确制导武器发挥着越来越重要的作用。精确制导武器尤其是半主动激光制导武器,具有极高的命中率,先进的半主动激光制导武器的命中率甚至可以达到85%以上。英国的芬梅卡尼卡公司近期完成了新一代半主动激光制导导引头的研发,可以实现高精度激光捕捉和追踪,能够为目前没有末端制导或需要增强制导精度的空对地武器提供“即插即用”的精确制导能力。半主动式激光制导技术是我国目前该领域中应用最广泛的。其具有直接命中率高、效能好、抗干扰能力强、相对成本低,减少伤亡等优点,被广泛应用于炮弹、导弹等各式武器装备上。目前我国武装直升机上配备的最先进的空地导弹AKD-10就是采用激光半主动制导。弹重47千克,最大射程7公里,破甲能力超过1400毫米,世界上没有任何一种主战坦克能够抗住其打击。激光半主动制导武器的研发成本极高,如果能够利用计算机仿真软件代替部分或全部的实验硬件,通过建立并载入影响实验结果的典型外部、内部实验环境,进行仿真实验,则能够有效地减少成本并且极大地提高开发效率。本论文结合与中国兵器203研究所合作开发的激光半主动制导虚拟仿真系统,整体上介绍了虚拟仿真系统的实现,并着重分析、研究了环境建模及载入模块中复杂环境数据库的设计及应用。具体工作如下:(1)分析了激光在复杂自然环境下的大气传输特性,通过求解的激光大气透过率公式,结合自主开发的激光大气透过率计算软件,获得某地区的激光大气透过率数据,并构建了大气传输数据库。(2)分析了太阳光的辐射照度对于导引头灵敏度的影响,通过对实验数据的线性拟合,获得太阳光辐照度与导引头灵敏度的关系式,并构建了太阳光辐射数据库。(3)通过实验测量了不同目标的激光雷达散射截面,并构建了目标激光散射特性数据库。(4)以目标激光散射特性数据库、太阳光辐射数据库和大气传输数据库叁个数据库为基础,设计了大气传输软件和复杂环境数据库软件。

柳鸣[7]2016年在《单兵武器火控多参数检测系统及关键技术研究》文中认为随着光电技术的飞速发展,单兵武器火控作战系统已成为国家安全依赖的战略性需求,是未来高科技反恐战争与局部战争依赖的一种高新技术产品。在目前高强度电子对抗条件下,单兵武器火控作战系统作为未来理想单兵战斗武器,将突击步枪、榴弹发射器与火控设备合一,摒弃了传统的视轴与目标简单对准的射击原理,具有昼夜观瞄、测距、环境温度探测和步枪弹/榴弹瞄准点自动装表、信息输出等功能,以其精确打击目标的优势被广泛应用于军事领域。目前,单兵武器火控系统性能参数检测手段却很落后,部分参数的检测方法尚处于靶场立靶的主观测量,无法满足现阶段高性能的单兵武器火控设备的检测需求。因此,根据单兵武器火控多参数检测现状,本文针对某型单兵武器火控设备的弹道装表解算精度、瞄准点移动精度、瞄准点移动范围,火控设备的测距精度、作用距离、枪目角测量精度、环境温度测温精度等多参数的检测问题,开展了单兵武器火控多参数检测系统及关键技术研究,对提高我国单兵武器火控作战系统的整体性能具有重要意义。通过查阅大量国内外相关文献资料,研究了单兵武器火控设备组成与各部分功用。在此基础上,系统总结了检测系统的研究背景、目的意义及其国内外研究现状。在研究半实物模拟技术的基础上,针对单兵武器火控多参数的检测需求,给出了检测系统的总体设计方案、技术指标、系统组成与各部分功用;重点研究了弹道解算装表精度的检测原理、测试流程及瞄准点移动量的检测原理。基于角运动模拟技术,采用俯仰回转台模拟火控设备精准射击姿态时的枪目角。根据技术指标完成了俯仰回转台的整体结构设计、电机的选取与轴系尺寸设计,在此基础上,研究其控制方案;采用变密度法的拓扑优化方法对俯仰回转台进行最小质量结构优化。利用有限元分析方法,对转台进行自重、模态、热(冷)变形、频率响应进行分析,确保枪目角模拟分系统在野外靶场环境下的使用可靠性与环境适应性。采用计数器法与时幅转化相结合的方法,研究了激光回波大气传输距离模拟技术,其模拟距离将作为弹道装表解算精度检测的测距信息真值。针对距离模拟完成了该模拟器的接收模块驱动电路设计、高精度延时模块的软件核心程序与斜坡延时电路设计、辐射模块激光器驱动电路设计;采用MODTRAN大气传输数据库与半波片和偏振片组合的方法,进行了激光大气传输回波能量模拟技术的研究。在激光回波功率数学模型基础上,完成了激光辐射模块激光器功率的选取与准直物镜设计,通过调用MODTRAN大气传输数据库确定国军标GJB2241A中仲裁试验中能见度距离、温度湿度、气压等标准大气环境参数,依据这些参数计算激光大气传输透过率,并采用半波片和偏振片组合实现了模拟器辐射模块透过率0~1之间高精度连续变化,结合毛玻璃以实现激光在大气传输后回波能量大小与分布的复现。针对火控瞄具瞄准点移动量的测量,建立了基于机器视觉判读的检测数学模型。为同时满足瞄准点移动精度与移动范围两项指标高分辨率、大视场的检测需求,借助MATLAB仿真分析软件计算变焦镜头各组态初始参数,采用ZEMAX完成了CCD相机变焦镜头的设计;针对光学设计完成后的大视场时短焦组态下的畸变现象,提出了基于直线特征的视场仪棋盘格分划畸变校正方法,将带权重因子的弯曲测度做为指标函数,离图像中心不同距离的曲线给予不同的权重值,作为求取最终畸变参数的目标函数,在最小化目标函数过程中求解出最优畸变系数进而校正畸变;研究了火控瞄具箭头靶标的机器视觉识别方法。依据-40oC~+60oC的瞄准点移动量检测工作温度指标,进行了变焦镜头热光学特性分析与挠性压圈被动消热差结构优化研究。手动划分高质量的六面体网格进行仿真建模,并考虑了硫化胶层(RTV)对镜头热光学特性的影响。提出了一种挠性压圈的被动消热差结构,并通过优化挠性压圈的结构参数,使得光机结构在轴向温变位移可控。结合Zernike多项式拟合优化后的光机结构在温度变化后各组元镜片面形,通过ZEMAX分析温度载荷下的变焦镜头的成像质量。通过温度应力可靠性实验对热光学分析结果与变焦镜头的温度适应能力进行验证。全面分析了检测系统各参数检测的检测精度,完成了相应的检测精度验证试验,结果表明所研究的单兵武器火控多参数检测系统是正确可行的。

富容国[8]2007年在《激光目标指示器测试技术研究》文中提出激光目标指示器的两个主要功能是为寻的武器提供目标指示和测距。本文以“光电接收器测试系统”和“激光目标指示器光轴校正装置”研究项目为背景,进行了以下研究。(1)根据系统应用背景,首先论述了半主动激光制导技术的组成结构和基本工作模式。半主动激光末制导技术是利用激光目标指示器,将编码的激光脉冲向目标进行照射,从而为炮弹指示目标并进行测距。讨论了激光目标指示器的工作原理和组成,给出了激光器的结构和工作原理,对其光斑和波形进行了理论分析。以美俄两国的激光末制导炮弹为例,介绍了半主动激光末制导技术的基本原理,结构组成和分类,以及半主动激光末制导技术的历史、国内外现状及发展趋势。(2)对激光制导精度和作用距离作了分析。针对小目标探测给出了激光测程方程,该方程与激光到目标的传输、目标对光的反射、散射光到探测器的传输、接收系统对散射光的收集有关。接收装置中的光电接收器的性能对测程有重要影响。在低层大气中瑞利散射对测程起主要衰减作用,不同的能见度下其透射率和传输距离的关系可用曲线描述,散射系数可采用专门方法进行计算。测距精度对制导有很大影响,目前常用的有叁种时刻鉴别法:前沿鉴别法、恒定比值鉴别法和高通容阻鉴别法,并论述了时间抖动对测距精度的影响。简要论述了光轴的偏差量对制导精度的影响。以及大气湍流的影响。(3)光电接收器的性能对制导精度和测程有重要影响。光电接收器是由PIN光电二极管和电路组成的混合集成电路。首先对PIN光电二极管的结构、工作原理、响应特性进行了理论分析,并与APD雪崩光电二极管进行了比较,并提出了改进方案,为分析PIN光电二极管接收器建立了理论基础。给出了光电接收器的电路原理图,对其中的前置放大器、中间放大器、自动增益控制电路、门槛电路、整型电路作了详细论述,并建立了光电探测器的理论模型,分析了其响应特性。(4)确定了光电接收器的测试方法和测试标准,采用半实物仿真法设计了专用测试系统,该测试系统能够模拟激光目标指示器的激光发射装置,解决了测试系统中的关键器件1.06μm半导体激光器的研制,研制了半导体激光器专用高压窄脉冲驱动器,产生一个脉冲激光信号,并模拟激光在大气中的衰减,经过光学系统会聚后照射在PIN管光电接收器接收面上。系统设计了光电接收器专用工作电路和信号源组,能够使其在脱离整机的条件下工作并输出信号。在光学系统中设计了同轴照明装置和CCD显微成像装置,可以使激光束能量全部会聚到接收面上,并可以清晰观察到激光光斑的形状。设计了半仿真高低温测试系统,实现了光电接收器的高低温特性的测试。(5)论述了激光光轴校正的基本原理和方法,设计了激光目标指示器光轴校正装置,解决了其中的关键技术:大口径、长焦距离轴抛物面反射镜的设计问题,并设计了可用于多种观瞄装置的十字靶标,最终的校正精度达0.05mrad。利用此装置测试了激光目标指示器的激光光斑,并利用中值滤波法分析计算了光斑的中心点,采用旋转算法对图像进行了倾斜校正。论文最后对光轴偏差量作了测试,结果表明激光目标指示器的技术指标符合要求。

张昊[9]2008年在《基于VXI总线的弹丸测速模块的研制》文中研究说明由于现代兵器的发展及科研水平的不断提高,在兵器参数测试领域对先进的测试手段的需求越来越迫切,尤其对一些基于先进总线的特殊模块的需求更为突出。ⅤⅪ总线仪器就以其独特的优异性能,被广泛应用于军事、航空航天等领域。本文在前人提出的将基于ⅤⅪ总线的虚拟仪器技术应用到弹丸测速,特别是应用到多头弹/霰弹测速中的设想的基础上进行了大胆改进与创新,研制了一种基于ⅤⅪ总线寄存器基的弹丸速度测试模块,成功地将ⅤⅪ虚拟仪器技术引入弹丸速度测试。该模块可配接多种区截装置,适用于多种弹丸的速度测试,尤其是多头弹/霰弹的速度测试。在模块的硬件电路设计部分,针对不同区截装置设计了相应的信号调理电路,充分利用Cyclone系列FPGA芯片可编程、大容量等特点设计了寄存器基ⅤⅪ总线接口电路,时基控制及计时电路、存储及逻辑控制等测速功能电路。着重解决了针对单发、连发、多头弹/霰弹等不同弹种的测丌廾廾题。另外还解决了计时及数据存储时的计数溢出、竞争冒险等关键技术难题,并对相关功能电路进行了仿真分析。在模块的软件设计部分中,主要介绍了基于LabWindows/CⅥ开发环境设计符合VPP规范的虚拟仪器应用程序以及开发模块驱动程序的具体方法,编制了ⅣⅠ仪器驱动程序,真正意义上实现了仪器的可互换性。在所设计的驱动程序基础上编制了具有人性化界面的应用程序,利用上位机的强大运算能力实现了针对不同弹种特别是多头弹、霰弹的数据处理及显示。最后,对所研制的弹丸速度测试模块进行了实验研究,实验数据验证了本模块功能的正确性、工作的可靠性。

参考文献:

[1]. 兵器光电仿真数据库系统的研究[D]. 何巍. 长春理工大学. 2002

[2]. 实时智能仿真数据库技术——兵器光电仿真数据库设计与实现[C]. 姜会林, 杨华民. 西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集. 2000

[3]. 网络环境下的仿真数据库设计与实现[J]. 何巍, 杨华民, 徐晶. 长春理工大学学报. 2003

[4]. 光电图像跟踪仿真系统的设计与实现[D]. 王彬. 电子科技大学. 2005

[5]. 基于制生权理论的生物化战争形态研究[D]. 李洪军. 第叁军医大学. 2016

[6]. 激光半主动制导仿真系统中自然环境数据库的建立与应用[D]. 徐骏. 西安电子科技大学. 2017

[7]. 单兵武器火控多参数检测系统及关键技术研究[D]. 柳鸣. 长春理工大学. 2016

[8]. 激光目标指示器测试技术研究[D]. 富容国. 南京理工大学. 2007

[9]. 基于VXI总线的弹丸测速模块的研制[D]. 张昊. 南京理工大学. 2008

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兵器光电仿真数据库系统的研究
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