摘要：針對(duì)火炮聲探測(cè)系統(tǒng)在日常訓(xùn)練中受聲源限制等問題，研制了火炮聲探測(cè)裝備輔助訓(xùn)練系統(tǒng)。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)交換機(jī)模擬設(shè)備和目標(biāo)模擬機(jī)組成(平板電腦)，監(jiān)控軟件加裝在數(shù)據(jù)綜合處理終端設(shè)備，用來(lái)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)綜合處理終端的功能和操作，數(shù)據(jù)交換機(jī)模擬設(shè)備用于模擬實(shí)裝數(shù)據(jù)交換機(jī)設(shè)備的功能和操作，目標(biāo)模擬機(jī)用于構(gòu)建聲測(cè)作業(yè)的虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，為數(shù)據(jù)綜合處理終端設(shè)備提供虛擬的炮位或者炸點(diǎn)信號(hào)，用于完成火炮聲探測(cè)系統(tǒng)信號(hào)處理設(shè)備的模擬操作訓(xùn)練。

關(guān)鍵詞：輔助訓(xùn)練; 火炮聲探測(cè); 模擬聲目標(biāo); 虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境

中圖分類號(hào)：

TN97134; TP274

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004373X(2012)13

0016

03



收稿日期：20120221

0引言

火炮聲探測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行日常訓(xùn)練時(shí)展開時(shí)間長(zhǎng)，幅員廣，動(dòng)用人員及車輛多，各方面消耗大，而且需要實(shí)彈射擊進(jìn)行綜合訓(xùn)練，這樣使得該裝備未能很好的達(dá)到平戰(zhàn)結(jié)合。目前采用火炮聲探測(cè)模擬器進(jìn)行模擬訓(xùn)練，能夠降低實(shí)裝的磨損程度，減少架設(shè)撤收過(guò)程，幫助操作手了解實(shí)裝性能和操作過(guò)程。但是當(dāng)前利用模擬器進(jìn)行訓(xùn)練教學(xué)只能在室內(nèi)進(jìn)行，不易進(jìn)行戰(zhàn)斗行動(dòng)訓(xùn)練。

因此，為了減少裝備損耗、增強(qiáng)操作人員訓(xùn)練效果，在模擬器訓(xùn)練和實(shí)裝訓(xùn)練兩個(gè)環(huán)節(jié)中增加了實(shí)裝條件下的半真實(shí)訓(xùn)練環(huán)節(jié)，即根據(jù)裝備自身特點(diǎn)，提出基于運(yùn)用實(shí)裝進(jìn)行模擬訓(xùn)練的理念。立足于該套裝備中核心的訓(xùn)練內(nèi)容，發(fā)揮實(shí)裝在日常訓(xùn)練中的作用，并使實(shí)裝的損耗達(dá)到最小。

1輔助訓(xùn)練系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

火炮聲探測(cè)裝備輔助訓(xùn)練系統(tǒng)主要包括監(jiān)控臺(tái)(目標(biāo)模擬機(jī))和數(shù)據(jù)交換機(jī)，連接圖如圖1所示。主要用于輔助操作手完成基本的技能訓(xùn)練，縮短其培訓(xùn)周期，并在模擬的實(shí)彈射擊條件下進(jìn)行戰(zhàn)斗行動(dòng)訓(xùn)練。

監(jiān)控臺(tái)內(nèi)包含相應(yīng)的監(jiān)控軟件和目標(biāo)模擬軟件，能夠在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下指定數(shù)據(jù)處理終端的訓(xùn)練科目及發(fā)送相關(guān)訓(xùn)練數(shù)據(jù)；監(jiān)視并記錄數(shù)據(jù)處理終端的訓(xùn)練情況；向目標(biāo)模擬軟件模塊發(fā)出指令，給數(shù)據(jù)處理終端發(fā)送目標(biāo)類型、數(shù)量等符合要求的目標(biāo)數(shù)據(jù)；接收數(shù)據(jù)處理終端上傳目標(biāo)數(shù)據(jù)；與系統(tǒng)上級(jí)監(jiān)控中心進(jìn)行通信，實(shí)施聯(lián)合訓(xùn)練；記錄操作手信息，評(píng)判操作手的訓(xùn)練成績(jī)。

數(shù)據(jù)交換機(jī)模擬器用于完成與實(shí)裝裝備進(jìn)行接口連接，集成各種實(shí)裝需要的接口，能接收目標(biāo)信息、氣象數(shù)據(jù)等，并轉(zhuǎn)換成實(shí)裝需要的數(shù)據(jù)格式。

2輔助訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1基本功能

輔助訓(xùn)練系統(tǒng)可為火炮聲探測(cè)系統(tǒng)操作手提供模擬的目標(biāo)信息、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，供操作手完成基本操作訓(xùn)練；考核和評(píng)估操作手專業(yè)理論知識(shí)掌握程度和技能操作熟練程度，并可存儲(chǔ)、顯示、查詢、打印和上報(bào)成績(jī)；輔助教學(xué)裝備操作使用、功能原理、裝備維護(hù)保養(yǎng)及常見故障排除方法等內(nèi)容；具備與模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的導(dǎo)控環(huán)境、訓(xùn)練支撐環(huán)境的數(shù)據(jù)交互接口，可通過(guò)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與其他輔助訓(xùn)練系統(tǒng)互連。

2.2基本設(shè)計(jì)思想

根據(jù)火炮聲探測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，提出輔助訓(xùn)練系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)思想如下：第一，基于運(yùn)用實(shí)裝進(jìn)行模擬訓(xùn)練的理念，立足于該套裝備中核心的訓(xùn)練內(nèi)容，充分發(fā)揮實(shí)裝在日常訓(xùn)練中的作用，并盡可能將實(shí)裝的損耗達(dá)到最小。第二，輔助訓(xùn)練系統(tǒng)應(yīng)具有便攜性，可攜帶，不僅可以應(yīng)用在車載上，還可車下使用。第三，擴(kuò)展性強(qiáng)?？膳c導(dǎo)調(diào)網(wǎng)相連，并可實(shí)現(xiàn)指控網(wǎng)部分功能。第四，通用性好。軟件也可用于其他聲探測(cè)裝備的模擬訓(xùn)練。第五，輔助訓(xùn)練系統(tǒng)應(yīng)操作簡(jiǎn)單，適合操作員使用。

2.3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

目標(biāo)模擬機(jī)是一部帶有RS 232端口的加固平板手持電腦，用于運(yùn)行編制的監(jiān)控軟件和目標(biāo)模擬軟件。

數(shù)據(jù)交換機(jī)是硬件設(shè)計(jì)中的核心。根據(jù)實(shí)裝接口要求，數(shù)據(jù)交換機(jī)設(shè)置了電源電路、USB接口電路和兩個(gè)RS 232串口電路。

2.4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.4.1軟件開發(fā)平臺(tái)

由圖1可知，數(shù)據(jù)主要通過(guò)USB通用串口總線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)綜合處理終端，通過(guò)RS 232串口連接監(jiān)控臺(tái)，要求軟件應(yīng)具備利用USB及串口傳遞信息的能力。而且信息交換需求量較大，實(shí)時(shí)性要求較高，因此采用Visual C++作為軟件平臺(tái)，利用UDP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。

數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，操作監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)需要大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，同時(shí)需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)讀/寫數(shù)據(jù)，為此采用了Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.4.2監(jiān)控臺(tái)軟件設(shè)計(jì)

火炮聲探測(cè)系統(tǒng)模擬訓(xùn)練器監(jiān)控臺(tái)軟件在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下監(jiān)控終端模擬訓(xùn)練臺(tái)，輸出目標(biāo)數(shù)據(jù)與戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)，實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練科目設(shè)置、目標(biāo)設(shè)置、訓(xùn)練情況監(jiān)視與記錄、訓(xùn)練成績(jī)?cè)u(píng)判、理論學(xué)習(xí)與考核、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)管理等功能。該軟件主要由監(jiān)控模塊、目標(biāo)模擬模塊和專業(yè)知識(shí)理論考核模塊、多媒體教學(xué)軟件等組成。

(1) 監(jiān)控模塊

監(jiān)控模塊主要完成以下功能：

網(wǎng)絡(luò)管理監(jiān)控臺(tái)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡與各模擬單元構(gòu)建局域網(wǎng)。

數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理模塊具有對(duì)操作手訓(xùn)練的歷史記錄進(jìn)行條件查詢、整體瀏覽等功能。操作手上機(jī)訓(xùn)練前，必須登記，輸入操作手的姓名、工作單位等信息。

目標(biāo)管理在數(shù)據(jù)處理終端進(jìn)行確定目標(biāo)坐標(biāo)訓(xùn)練之前，監(jiān)控臺(tái)需要向數(shù)據(jù)處理終端提供必要的目標(biāo)數(shù)據(jù)，通過(guò)向目標(biāo)模擬軟件模塊發(fā)送相關(guān)命令，由目標(biāo)模擬軟件模塊產(chǎn)生出若干個(gè)假定的目標(biāo)數(shù)據(jù)信息及干擾信息，然后送往數(shù)據(jù)處理終端，供操作手偵察、校射和抗干擾訓(xùn)練時(shí)使用。

訓(xùn)練過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控監(jiān)控臺(tái)向數(shù)據(jù)處理終端發(fā)出訓(xùn)練指令后，數(shù)據(jù)處理終端進(jìn)入訓(xùn)練狀態(tài)，將訓(xùn)練過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)寫入監(jiān)控臺(tái)上的服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中。監(jiān)控軟件讀取該數(shù)據(jù)庫(kù)，可實(shí)時(shí)監(jiān)控操作手的操作動(dòng)作和時(shí)間，并將過(guò)程數(shù)據(jù)記錄在監(jiān)控臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中，以備成績(jī)?cè)u(píng)定時(shí)使用。

模擬訓(xùn)練的評(píng)估監(jiān)控臺(tái)根據(jù)操作手的訓(xùn)練過(guò)程數(shù)據(jù)記錄，進(jìn)行相關(guān)科目訓(xùn)練的成績(jī)?cè)u(píng)判。根據(jù)操作手訓(xùn)練時(shí)間的長(zhǎng)短、操作順序的準(zhǔn)確度、操作錯(cuò)誤的性質(zhì)及次數(shù)、操作產(chǎn)生的中間和最后數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)判出該科目的訓(xùn)練成績(jī)，并將操作、考評(píng)結(jié)果在監(jiān)控臺(tái)顯示器顯示出來(lái)。

(2) 專業(yè)知識(shí)考核模塊

專業(yè)知識(shí)考核模塊主要完成以下功能：專業(yè)知識(shí)考核軟件主要進(jìn)行專業(yè)知識(shí)理論考核。要求試題庫(kù)包含專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、系統(tǒng)基本性能和功能、基本工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和電氣組成、操作使用、維護(hù)保養(yǎng)、作戰(zhàn)運(yùn)用等內(nèi)容。

(3) 目標(biāo)模擬模塊

目標(biāo)模擬模塊主要完成以下功能：

地圖顯示功能

軟件界面地圖區(qū)顯示戰(zhàn)區(qū)地圖，能根據(jù)輸入坐標(biāo)(或直接用鼠標(biāo)操作)圖示戰(zhàn)術(shù)標(biāo)號(hào)；信號(hào)輸出過(guò)程中在地圖上實(shí)時(shí)圖示信號(hào)經(jīng)過(guò)整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)的概略情況；軟件顯示作業(yè)結(jié)果和實(shí)時(shí)圖示地圖區(qū)各點(diǎn)坐標(biāo)。

參數(shù)控制功能

在軟件主界面上可直接輸入(或利用鼠標(biāo)操作輸入)火炮聲探測(cè)時(shí)需要的參數(shù)及目標(biāo)信息；信號(hào)輸出時(shí)可在主界面上顯示參加作業(yè)裝備的作業(yè)結(jié)果信息。 

地圖加載

軟件具有記憶功能，上一次軟件運(yùn)行正常結(jié)束后，已經(jīng)加載的地圖在下一次軟件運(yùn)行時(shí)會(huì)自動(dòng)加載。

設(shè)置圖元位置

利用鼠標(biāo)設(shè)置圖元位置：在地圖上希望進(jìn)行坐標(biāo)設(shè)置的位置點(diǎn)上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，則在地圖上會(huì)彈出菜單界面。在菜單上選擇對(duì)應(yīng)的圖元，則所選擇的圖元隊(duì)標(biāo)會(huì)顯示在地圖上的特定點(diǎn)上，所選擇圖元的坐標(biāo)會(huì)顯示在軟件中的相應(yīng)位置上。

氣象參數(shù)設(shè)置

在軟件頁(yè)面中設(shè)置需要的氣象參數(shù)，如地面溫度、地面風(fēng)速、地面風(fēng)向等。

(4) 輸入/輸出關(guān)系

監(jiān)控臺(tái)設(shè)計(jì)有與模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的導(dǎo)控環(huán)境、訓(xùn)練支撐環(huán)境的數(shù)據(jù)交互接口，通過(guò)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與其他輔助訓(xùn)練系統(tǒng)互連，可根據(jù)上級(jí)導(dǎo)調(diào)臺(tái)指令信息，進(jìn)行聯(lián)合模擬訓(xùn)練。

(5) 多媒體教學(xué)軟件

多媒體教學(xué)軟件為獨(dú)立運(yùn)行軟件，可運(yùn)行于監(jiān)控臺(tái)計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)綜合處理終端設(shè)備，通過(guò)圖片、文字、錄像等形式介紹裝備的工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、基本操作、維護(hù)與保養(yǎng)、作用和使用方法、基層維修、分隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)行動(dòng)等，便于操作手日常學(xué)習(xí)。

2.4.3數(shù)據(jù)交換機(jī)軟件設(shè)計(jì)

具有USB協(xié)議棧，通過(guò)USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)電氣四線接口，與數(shù)據(jù)綜合處理終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

具有3個(gè)RS 232接口。其中1個(gè)與監(jiān)控機(jī)進(jìn)行串行通信，波特率為38 400 b/s，8 位數(shù)據(jù)位，1位起始位，1位停止位，無(wú)奇偶校驗(yàn)位，接收目標(biāo)信息。1個(gè)與氣象儀進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，串行通信，波特率為1 200 b/s，8位數(shù)據(jù)位，1位起始位，1位停止位，無(wú)奇偶校驗(yàn)位，接收氣象信息。另1個(gè)備用。

采用ATMEL單片機(jī)作為主控芯片，采用JATG接口進(jìn)行編程。

3系統(tǒng)試用情況

院校教學(xué)、部隊(duì)訓(xùn)練試用表明，該系統(tǒng)解決了當(dāng)前火炮聲探測(cè)模擬器與實(shí)裝裝備之間的訓(xùn)練階段轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的缺失，彌補(bǔ)模擬器注重功能操作，實(shí)裝裝備在平時(shí)無(wú)法運(yùn)用于日常訓(xùn)練，只能在實(shí)彈射擊時(shí)才能對(duì)實(shí)裝裝備進(jìn)行全方位的訓(xùn)練的不足。提升了火炮聲探測(cè)系統(tǒng)的使用效能，既更大程度地使參訓(xùn)人員有操作與模擬器不同的心理體驗(yàn)，也更進(jìn)一部鞏固和提高了訓(xùn)練效果。在盡可能減少對(duì)實(shí)裝裝備的損耗下，節(jié)約了大量的維護(hù)檢修經(jīng)費(fèi)，提高了系統(tǒng)的訓(xùn)練保障能力。

4結(jié)語(yǔ)

火炮聲探測(cè)裝備輔助訓(xùn)練系統(tǒng)可為炮兵聲測(cè)偵察訓(xùn)練作業(yè)提供模擬目標(biāo)信息，操作手利用氣象條件等信息可完成對(duì)敵方火炮定位、為我方炮兵校正射擊等訓(xùn)練任務(wù)。該系統(tǒng)并可實(shí)現(xiàn)圖形顯示、系統(tǒng)建鏈、成果整理等全功能模擬操作和整體組合仿真，能夠?qū)τ?xùn)練效果進(jìn)行考核評(píng)估。利用該輔助訓(xùn)練系統(tǒng)實(shí)施模擬訓(xùn)練，提高了訓(xùn)練效果，使新裝備在部隊(duì)能夠快速形成戰(zhàn)斗力，其擴(kuò)展功能實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)聲像顯示、圖上陣地選擇變換與作戰(zhàn)環(huán)境構(gòu)建、噪聲干擾等級(jí)設(shè)置和抗干擾等，具有顯著的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：

呂玉濤女，1981年出生，吉林扶余人，講師，碩士研究生。研究方向?yàn)槁暅y(cè)指揮。

劉陽(yáng)男，1981年出生，遼寧大石橋人，講師，碩士研究生。研究方向?yàn)槁暅y(cè)指揮。

趙雷男，1978年出生，內(nèi)蒙古包頭人，講師，碩士研究生。研究方向?yàn)樽詣?dòng)化控制。