某型雷达虚拟维修训练系统的设计与实现

雷达便携式维修辅助系统软件设计与实现发布时间：2022-09-05T01:42:41.767Z 来源：《中国科技信息》2022年5月9期作者：张昕[导读] 雷达便携式维修辅助系统（Radar Portable Maintenance Assist，RPMA）是基于某机载雷达维修保障而开发的张昕中国电子科技集团公司第三十八研究所安徽省合肥市 230000摘要: 雷达便携式维修辅助系统（Radar Portable Maintenance Assist，RPMA）是基于某机载雷达维修保障而开发的综合性软件平台系统，该平台以数据分析为支撑，能够根据作战需求，做好装备运用决策，保证装备完好率，发挥装备作战效能，提升人员技战术水平，完善保障资源，解决了预警机雷达保障的难点问题。

本文介绍了雷达维修辅助系统工作原理，详细介绍了系统软件的系统架构、功能设计与实现。

实际应用结果表明该软件能很好的满足既定的设计需求。

关键词: RPMA; 维修辅助; 数据分析1.系统整体方案雷达便携式维修辅助系统原理主要是采用传感器信息、专家知识及维修保障信息，借助各种智能算法与推理模型实现武器装备运行状态的监测、预测、判别以及管理，实现低虚警率的故障检测与隔离，并最终实现智能任务规划及基于设备状态（历史、当前及未来状态）的智能维护。

雷达便携式维修辅助系统硬件平台采用Getac军用级加固笔记本，搭配Windows7操作系统，按照需求将系统功能分为装备状态、报文分析、RDS分析、性能仿真和数据交互。

总体结构如图1所示：图1 雷达便携式维修辅助系统软件总体结构图2.软件具体实现软件部分采用c#语言，数据库采用商用数据库SQL，系统架构采用三层架构：界面层（UI层）、业务逻辑层（B层）、数据访问层（D 层）。

雷达便携式维修辅助系统软件共有5大功能模块，分别是数据交互模块、装备状态模块、报文分析模块、RDS分析模块和性能仿真模块。

（1）数据交互：实现系统与装备数据的交互，其中数据下载功能实现对装备中间状态数据一键下载；软件安装功能辅助用户一键更新服务器各模块软件；配置更改功能实现用户模块软件配置项、配置文件等可视化更改；数据备份功能实现装备软件配置项、数据项等数据的一键备份。

计算机测量与控制．２０２０．２８（１１）　犆狅犿狆狌狋犲狉犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋牔犆狅狀狋狉狅犾　·２４２　·收稿日期：２０２００６２９；　修回日期：２０２００７２２。

基金项目：国家自然科学基金项目（４１５０５０３６）。

作者简介：马景奕（１９７６），男，甘肃兰州人，硕士，高级工程师，主要从事信息技术、人工智能、现代教育技术方向的研究。

文章编号：１６７１４５９８（２０２０）１１０２４２０５ ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０２０．１１．０４９ 中图分类号：ＴＰ３９１文献标识码：Ａ基于３犇虚拟现实技术的雷达维修虚拟培训系统设计马景奕１，２（１．甘肃省气象局，兰州　７３００００；２．兰州大学大气科学学院，兰州　７３００２０）摘要：传统雷达维修虚拟培训系统受到线性滤波影响，导致系统培训效果较差，为了解决该问题，提出了基于３Ｄ虚拟现实技术的雷达维修虚拟培训系统设计；依据雷达虚拟训练系统硬件拓扑结构，设计各分机内部组件虚拟器；设置教员控制台控制整个系统的运行，使用１块８串口卡安装在显控台上，确定故障位置；采用耦合馈电技术设计天线结构，用于降低不同单元高频段耦合度；将三相３８０Ｖ市电经过配电箱转换成多路ＡＣ２２０Ｖ，通过控保分机、发射分机和接收分机完成收发机柜控制；使用３Ｄ虚拟现实软阴影技术加速硬件，并将结果存储到阴影纹理之中，由此设计虚拟培训流程；由实验结果可知，该系统雷达故障信号精准度可达到９９％，故障维修虚拟培训内容也能解决各种故障问题，具有良好培训效果，有效满足雷达维修训练需要。

关键词：３Ｄ虚拟现实技术；雷达维修；虚拟培训；软阴影技术犇犲狊犻犵狀狅犳犞犻狉狋狌犪犾犜狉犪犻狀犻狀犵犛狔狊狋犲犿犳狅狉犚犪犱犪狉犕犪犻狀狋犲狀犪狀犮犲犅犪狊犲犱狅狀３犇犞犻狉狋狌犪犾犚犲犪犾犻狋狔犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔ＭａＪｉｎｇｙｉ１，２（１．ＧａｎｓｕＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌＢｕｒｅａｕ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００００，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００２０，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｒａｄａｒｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｖｉｒｔｕａｌｔｒａｉｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｌｉｎｅａｒｆｉｌｔｅｒｉｎｇ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｐｏｏｒｔｒａｉｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍ，ａｒａｄａｒｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｖｉｒｔｕａｌｔｒａｉｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｂａｓｅｄｏｎ３Ｄｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｔｏｐｏｌｏｇｙｏｆｒａｄａｒｖｉｒｔｕａｌｔｒａｉｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｖｉｒｔｕａｌｍａｃｈｉｎｅｏｆｅａｃｈｅｘｔｅｎｓｉｏｎｉｓｄｅ ｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｉｎｓｔｒｕｃｔｏｒｃｏｎｓｏｌｅｉｓｓｅｔｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄａｎ８ｓｅｒｉａｌｐｏｒｔｃａｒｄｉｓｉｎｓｔａｌｌｅｄｏｎｔｈｅｄｉｓｐｌａｙｃｏｎｓｏｌｅｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｆａｕｌｔｌｏｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅａｎｔｅｎｎａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙｃｏｕｐｌｉｎｇｆｅｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｈｉｃｈｉｓｕｓｅｄｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇｄｅｇｒｅｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ３８０ＶｍｕｎｉｃｉｐａｌｐｏｗｅｒｉｓｃｏｎｖｅｒｔｅｄｉｎｔｏｍｕｌｔｉｐｌｅＡＣ２２０Ｖｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｂｏｘ，ａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒｃａｂｉｎｅｔｉｓｃｏｍｐｌｅｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｅｘ ｔｅｎｓｉｏｎ，ｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｅｘｔｅｎｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｒｅｘｔｅｎｓｉｏｎ．Ｔｈｅ３Ｄｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｓｏｆｔｓｈａｄｏｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｕｓｅｄｔｏａｃｃｅｌｅｒａｔｅｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｓｔｏｒｅｄｉｎｔｈｅｓｈａｄｏｗｔｅｘｔｕｒｅ，ｓｏｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｔｒａｉｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｒａｄａｒｆａｕｌｔｓｉｇｎａｌａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｒｅａｃｈ９９％．Ｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｔｒａｉｎｉｎｇｃｏｎｔｅｎｔｏｆｆａｕｌｔｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｃａｎａｌｓｏｓｏｌｖｅｖａｒｉｏｕｓｆａｕｌｔｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｗｉｔｈｇｏｏｄｔｒａｉｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔ，ａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｒａｄａｒｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｔｒａｉｎｉｎｇ．犓犲狔狑狅狉犱狊：３Ｄｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｒａｄａｒｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ；ｖｉｒｔｕａｌｔｒａｉｎｉｎｇ；ｓｏｆｔｓｈａｄｏｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ０　引言配置维护的相关技术人员，邀请相关专家参与，用此方法完成维护过程，确实能起到保证维修可靠性和培训相关技术人员的作用［１］。

雷达综合训练模拟器的设计与实现论文导读：近年来我军装备某型雷达几十余部。

雷达训练模拟器是模拟仿真技术与雷达技术相结合的产物。

其中模拟雷达包括模拟控制面板、适配器、数据采集卡、仿真机、雷达信号产生器、天线驱动电路、模拟天线及电源系统等。

关键词：雷达，数据采集，训练模拟器1 引言近年来我军装备某型雷达几十余部，由于其技术含量高，价格昂贵，尚未配备院校教学，学员无法进行装备教学训练，而部队操作人员利用实际装备进行操作训练，又会缩短装备有效工作时间，甚至造成装备损坏，为保证部队操作人员及院校学员对该装备的操作、排故训练，需要研制能提高训练效率和训练质量的训练模拟设备。

随着计算机技术和数字技术的不断发展，为研制用于维护和操作训练的模拟器提供了极大的方便。

雷达训练模拟器是模拟仿真技术与雷达技术相结合的产物，它通过模拟的方法产生雷达操作面板和显示器动态画面，以便在实际雷达系统前端不具备的条件下能够真实地描述雷达的工作状态和过程。

该模拟器解决了新装备训练所面临的难题，满足了部队科技练兵的需要，具有重要的军事意义。

2模拟器的功用模拟器由模拟雷达、教员工作台及学员工作台组成，主要用于操作人员对某型雷达操作的模拟训练、典型故障分析及排故训练，其完成的主要功能：①模拟雷达的开机、关机、通电操作；模拟空中背景及目标图像信息，模拟显示扫描线、量程刻线、字符、交联设备信息等；②模拟雷达脉冲调制信号、俯仰/横滚信号、脉冲重复频率及脉冲宽度信号、400Hz基准信号、各种增益控制信号等多项指标的循环检测；③模拟雷达天线扇扫、圆周扫描及俯仰运动；④模拟雷达的故障分析及训练考核。

3模拟器硬件设计3.1 系统组成雷达综合训练模拟器硬件主要由模拟雷达、10/100M自适应集线器（HUB）、教员工作台及学员工作台组成。

其中模拟雷达包括模拟控制面板、适配器、数据采集卡、仿真机、雷达信号产生器、天线驱动电路、模拟天线及电源系统等。

雷达综合训练模拟器整个系统构成一个局域网，该网络为星状拓扑结构连接的高速以太网，所有的网络设备都分别连接到集线器上，各计算机之间的通信都通过集线器，这样不会因网络上某一个接头、接点短路、断路而造成整个网络无法运行。

某型雷达虚拟维修训练系统的开发与实践应用作者：赵喜胡文华朱晓秀李鸣付强来源：《教育教学论坛》2018年第49期摘要：根据雷达装备实际教学训练需求，利用虚拟现实技术设计开发了某型雷达虚拟维修训练系统。

本文首先介绍了虚拟维修训练系统的功能、组成与工作流程，然后分析了基于系统的教学训练特点，最后给出了系统在教学训练中的应用实例。

实践证明，将虚拟现实技术应用于教学和训练工作，能够有效提高教学训练的效果。

关键词：虚拟现实技术；维修训练；装备训练中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）49-0076-03基于装备的教学和训练工作在提高参训人员的工程实践能力、装备综合素养以及打牢岗位任职能力方面具有重要作用。

受教学训练资源、手段的限制，装备教学训练过程中存在着装备设备不足、教学训练时间难以保证、训练成本高等突出问题，在很大程度上制约着教学训练效果的提高。

一、系统基本功能根据装备教学训练需求，开发的某型雷达虚拟维修训练系统具备装备结构展示、装备操作训练、装备维修训练、训练效果评估以及数据支持等5项基本功能，系统基本功能框架如图1所示。

1.装备结构展示功能。

装备结构展示功能是以3D的形式，向参训人员提供一套虚拟的雷达装备，可从不同视角展示雷达及其附属设备的外部及内部组成，演示各组成的基本工作状态，以满足教学训练中对某型雷达装备结构的认知需求。

2.装备操作训练功能。

装备操作训练功能是以3D虚拟交互的方式，向参训人员提供一个逼真的装备操作训练环境。

利用该环境，可进行雷达装备的架设、撤收、开机、关机、火炮标定、指挥镜标定、正北标定、目标搜索、目标跟踪、开火射击、系统功能测试等操作训练，以满足教学训练中对某型雷达装备操作训练的需求。

3.装备维修训练功能。

装备维修训练的基本流程包括发现故障征兆，进行故障诊断、故障隔离、装备拆卸、换件、装备安装和检验等。

装备维修训练功能可为参训人员提供逼真的某型雷达装备虚拟维修训练环境。

某型雷达虚拟维修训练系统的开发与实践应用
赵喜;胡文华;朱晓秀;李鸣;付强
【期刊名称】《教育教学论坛》
【年(卷),期】2018(000)049
【摘要】根据雷达装备实际教学训练需求,利用虚拟现实技术设计开发了某型雷达虚拟维修训练系统.本文首先介绍了虚拟维修训练系统的功能、组成与工作流程,然后分析了基于系统的教学训练特点,最后给出了系统在教学训练中的应用实例.实践证明,将虚拟现实技术应用于教学和训练工作,能够有效提高教学训练的效果.
【总页数】3页(P76-78)
【作者】赵喜;胡文华;朱晓秀;李鸣;付强
【作者单位】陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系,河北石家庄 050003;陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系,河北石家庄 050003;陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系,河北石家庄 050003;陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系,河北石家庄 050003;陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系,河北石家庄 050003
【正文语种】中文
【中图分类】G642.0
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3.雷达虚拟维修训练中交互系统的通用性 [J], 王宏;朱元昌;孙书鹰;樊世友
4.某型舰炮虚拟维修训练系统故障训练评价方案研究 [J], 张凌海;冀志轩;张轶群
5.某型雷达虚拟维修训练系统的设计与实现 [J], 赵喜;胡文华;李鸣;付强
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