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半实物仿真技术基础及应用实践半实物仿真技术，是一种将实物元素与虚拟元素结合的仿真技术。
它结合了虚拟现实技术、计算机图形学、人机交互技术等多个学科的知识，旨在模拟真实环境，为用户提供身临其境的体验。
半实物仿真技术的基础是虚拟现实技术。
虚拟现实技术通过计算机生成的图像和声音，为用户创造了一个仿真的虚拟世界。
完全依靠虚拟现实技术存在一些局限性，如缺乏真实感和触感，无法真实模拟物体的质感和重量等。
为克服这些问题，半实物仿真技术引入了实物元素，使用户能够感受到真实的触觉和交互体验。
在半实物仿真技术的应用实践中，存在着广泛的领域和应用。
其中之一是娱乐和游戏领域。
通过使用半实物仿真技术，游戏开发者可以为玩家打造出更加真实的游戏体验，例如使用物理反馈设备模拟武器的震动和力量，或者使用运动捕捉技术追踪玩家的动作实时反馈到虚拟世界中。
除了娱乐和游戏领域，半实物仿真技术也被应用于教育和培训领域。
通过使用半实物仿真技术，教育者可以创造出逼真的场景，使学生能够在安全的环境中进行实践和训练。
在医学教育中，半实物仿真技术可以用于模拟手术操作，使学生能够在模拟器上练习真实的手术技能。
半实物仿真技术还可以应用于产品设计和工程领域。
通过使用半实物仿真技术，设计师和工程师可以在设计过程中进行虚拟测试和验证。
这样可以大大减少实际原型的制作成本和时间，同时提高产品的质量和可靠性。
半实物仿真技术在各个领域中都有广泛的应用。
它不仅可以提供身临其境的体验，还可以大大提升效率和减少成本。
随着技术的不断发展，半实物仿真技术将会在更多的领域中得到应用，并为我们带来更好的体验和效果。
第13卷第3期系统仿真学报 Volume 13 Number 3 2001年5月JOURNAL OF SYSTEM SIMULATION May 2001 文章编号南京邮电学院计算机科学与技术系 摘 要采用了虚拟现实技术首先确定了该平台的功能和目标提出了面向对象的仿真系统软件开发模式最后对涉及到的关键技术进行了阐述在这个平台上关键词TP391.9 文献标识码ＮＵＰＴAfter discussion of some shortages of the simulation languages and software, this paper provides o ne distributed semsim(semi-physical simulation) platform based on virtual reality. According to the target of this platform, some research work is introduced, including the architecture of this platform, the object-oriented development model, the steps of simulation and some key technologies. Making full use of the software tools that the well-known software corps provide, we can develop a distributed semsim system fast and flexibly. Our test system also proved so.Keywordsϵͳ·ÂÕæÒòΪ¿ÉÒÔ½â¾ö¶Ô¸´ÔÓϵͳµÄÔ¤²â·ÖÎöºÍÐÔÄÜÆÀ¼ÛµÈÎÊÌâÈçÉú²ú¹ÜÀí¹úÃñ¾-¼Ã“仿真是一个基于模型的活动”ϵͳ·ÂÕæ¼¼ÊõÑо¿Ö÷Òª¼¯ÖÐÔÚϵͳģÐÍÃèÊöϵͳģÐÍÃèÊöÖ÷Òª²àÖØÓÚ¶Ô¸÷ÖÖÄ£ÐÍÃèÊö·½·¨µÄÑо¿ÎÒÃÇ¿ÉÒÔÓÃÒ»¸öͨÓü¯ºÏ½á¹¹Ä£ÐÍ来描述一个系统[1]X为输入集为输入段集Y为输出集为输出函数如面向对象技术数据库技术虚拟现实技术等界面美观的仿真收稿日期王绍棣（１９４２－）教授１９９１年获江苏省高等学校优秀共产党员称号， 目前研究方向为计算机在通信中的应用并行处理技术和多媒体技术等仿真分析主要将各种先进的理论和方法人工智能等1.2 虚拟现实虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统通过视觉触觉等作用于用户从根本意义上说但由于当前计算机技术的限制目前虚拟现实技术主要侧重于解决几个方面问题[2](2)三维虚拟声音也制造了一些虚拟现实系统坐舱式虚拟现实系统和沉浸式虚拟现实系统等那就是“虚拟性”¶ø·ÇÏÖʵÊÀ½çÕæʵµÄËõ΢ĿǰÐéÄâÏÖʵ»¹Ö»ÊÇÒ»¸öÆ𲽽׶ζø²àÖØÓÚ¶ÔÏÖʵÊÀ½ç³¡¾°µÄÈýάÐéÄâÖع¹·ÂÕæÈí¼þºÍ·ÂÕæÓïÑÔÊÇÀûÓüÆËã»ú¶Ôϵͳ½øÐзÂ系 统 仿 真 学 报 2001年5月• 382 •真的基础GPSSQ-GERTSIMSCRIPTMatrixx 和MATLAB 等也即传统仿真语言和软件本质上侧重于对公式1的计算机数值求解Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ公式1中的Y 输出但这些功能相对较弱一些特殊的仿真领域航空航天等领域要求在仿真过程中分布式控制针对这些传统仿真语言和软件的不足结合近年来发展比较迅速的计算机网络技术3 基于虚拟现实技术的分布式半实物仿真平台3.1 功能和目标“基于虚拟现实技术的分布式半实物仿真平台”¾ÍÊÇÌṩһ¸ö·Ö²¼Ê½¼¯³É·ÂÕæƽ̨һ¸ö²úÆ·»òÕßÒ»¸öʼþËùν°ëʵÎï·ÂÕæ²¢ÔÚ¼ÆËã»úÉϼÓÒÔʵÏÖÓÉÓÚÕⲿ·ÖµÄÊýѧģÐͽ¨Á¢±È½ÏÀ§ÄÑ·ÂÕæµÄʱºò½«ÕâÁ½¸ö²¿·ÖÁ¬½ÓÆðÀ´Íê³É¶ÔÕû¸öϵͳµÄ·ÂÕæÒªÇó¶ÔʵÎïϵͳ½øÐÐ׼ȷµÄÄ£ÐÍÃèÊö实时性ÒªÇó¶Ô·ÂÕæ½á¹ûÓÐÈýά³¡¾°ÏÔʾ分布式ÒªÇó¶ÔÒÑÓвúÆ·ºÍÈí¼þµÄÓлú¼¯³ÉÎÒÃÇͨ¹ý¾ÖÓòÍø°Ñ·ÂÕæϵͳµÄ¸÷¸ö²¿·ÖÁ¬½Ó³ÉÒ»¸ö¼¯³ÉµÄ·ÂÕæ»·¾³ÆäÖпØÖÆÆ÷ÓÉʵÎï¼ÝÊ»²ÕµÈÓë¿ØÖÆÊý¾Ý²É¼¯·þÎñÆ÷Á¬½Ó²¢Í¨¹ý¾ÖÓòÍø·¢ÍùÄ¿±ê·ÂÕæ»ú·ÂÕæ¿ØÖÆÖ÷»úÊÇÕû¸ö·ÂÕæƽ̨µÄ¿ØÖÆÖÐÐÄÐ-µ÷Õû¸ö·ÂÕæ¹ý³Ì²úÉúÕû¸öϵͳµÄ·ÂÕæʱÖÓ²¢°Ñ·ÂÕæÊä³ö½á¹û·¢Íù³¡¾°¿ØÖÆ·þÎñÆ÷Çý¶¯³¡¾°Êý¾Ý½øÐжàͨµÀÈýά³¡¾°ÏÔʾ从图1我们可以发现与传统的仿真平台相比使得仿真系统的结果能够以更加直观便于对仿真结果进行分析我们从面向对象的软件开发方法学出发对象针对图1中半实物仿真平台拓扑结构图如图2这些组件封装了本组件的主要的功能这些接口具有跨过局域网进行网络通信的能力因此这些接口可以在不同的平台上平滑的移植由于采用了组件化技术这大大增强了在此平台上开发不同仿真系统的软件可重用性在对现实世界进行仿真之前首先必须对实物系统进行分析获得实物系统的先验知识和必要的测试数据目标仿真机（ＡＣ－１０４等控制器局域网立体声声效图1 分布式半实物仿真平台的拓扑结构图第１３卷第３期 王绍棣等这是形式化建模的主要任务就可以按组件化软件开发模式对实物系统进行仿真建模在仿真建模过程中除了大量使用仿真平台提供的标准功能模块之外在对仿真模型校验无误之后数字仿真是对实物系统中能够用数学关系描述的部分进行数学仿真使得我们能够对数字仿真结果进行直观的观察和分析在数字仿真完全成功之后在对目标仿真机和网络配置后就可以进行半实物仿真因此在仿真过程中需要反复调试在半实物仿真成功后文档工作也是十分必要的使得我们在半实物仿真过程中可以感受到多通道的三维场景显示和立体声等多媒体效果3.4 关键技术的实现3.4.1 软件集成技术考虑到仿真系统开发的复杂性和周期性在系统建模方面我们主要采用了windriver 公司的Matrixx 仿真软件来完成系统的仿真并且能够方便的进行数字仿真在三维场景建模声音仿真中使用Vega 软件可以快速的创建各种实时交互的三维环境SocketÊÇ¿ÉÒÔ±»ÃüÃûºÍÑ°Ö·µÄͨÐŶ˿ÚÎÒÃÇÔÚ¸÷¸ö²¿¼þͨÐŽӿڵÄʵÏÖÉϲÉÓÃÁËÃæÏòÁ¬½ÓµÄSocket·ÂÕæϵͳ¸÷¸ö×é¼þÖ®¼ä½»»»µÄÊý¾Ý¶¼´øÓÐʱ¼ä´Á3.4.3 通用串行总线接口我们采用通用串行总线Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ ＢｕｓUSB 是一种总线标准扩展方便支持热插拔等特点控制数据采集服务器通过USB 接口完成对控制器数据的实时采集与格式转换3.2节在仿真平台拓扑结构图中我们采用专门的目标仿真机来产生整个系统的仿真时钟但在一些实时性精度要求不是太高的场合我们采用的Matrixx 系统仿真软件提供了基于PC 机的数字仿真环境基于PC 平台来达到一个低精度的实时仿真保证每一个显示通道都能随机并发接入并且在加入后能够在下一显示帧上和其他显示通道保持同步4 实验系统的实现使用这个半实物仿真平台见图4特别的ＵＣＢ见图4中Matrixx System Build 建模部分图5是控制器采集数据服务器用户界面为了分析这个系统的实时性可信否图3 系统仿真的一般步骤系 统 仿 真 学 报 2001年5月• 384 •的迟延因此我们重点测试本实验仿真系统对网络带宽的要求(可以参照表1)立体声声效ＳＧＩ ＶｉｓｕａｌＷｏｒｋｓｔａｔｉｏｎＳＧＩ ＶｉｓｕａｌＷｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ图4 飞机模拟驾驶的仿真系统结构图图5 控制器采集数据服务器用户界面图6 数字仿真结果三维场景显示从表1可以我们发现实时仿真需要总的带宽大致为200Kbyte/sÎÒÃÇʵÑéϵͳµÄ·ÂÕæ½á¹ûÒ²ÏÔʾ表１ 实验仿真系统实时仿真对网络带宽的要求 通信双方 交换信息内容交换数据 结构大小 抽样 频率 需要带宽(增加40ÒÔ40个对象为例４０ Ｂｙｔｅ ３０ Ｈｚ ４７．１ 场景控制服务器-声效和三维场景显示工作站场景中对象控制信息3个通道４０提出了一种基于虚拟现实技术的分布式半实物仿真平台因此在武器对抗参考文献： [1]肖田元, 张燕云, 陈加栋. 系统仿真导论 [M]. 北京2000.[2]陈丹伟, 顾翔, 张灯银, 王汝传. 虚拟现实与VRML [J]. 南京邮电学院学报王涌天电子工业出版社科学出版社2000,(12)5: 429-434. [7] MultiGen-Paradigm, Inc. Vega Programmer’s Guide Version 3.3 for Windows NT [EB/OL]. , 1999 [8]Integrated Systems, Inc. SystemBuild User’s Guide. http://www.isi. com , 1999, 9.参考文献。
激光制导武器半实物仿真系统的分析与实现摘要：半实物仿真系统是用于弹上部件引入仿真回路，并为其模拟出真实的应用场景的仿真方法，除实物外，以数学模型进行仿真。
半实物仿真系统能够有效解决建模困难的问题，且具备较高的仿真置信度，能够为技术决策提供丰富可靠数据资源。
目前，全球科技与军事力量都在不断强化，对于制导武器的开发水平也随着仿真技术的发展而快速提升，为提升我国武器装备的仿真实验技术，必须针对激光制导武器的半实物仿真平台进行科学研究与战略开发。
关键词：激光制导；半实物仿真；精准度；光学特性1制导系统半实物仿真试验的目的和内容对激光制导武器进行半实物仿真试验是为了利用仿真打靶的手段，将对弹的激光制导武器的制导部件与各部系统性能进行考核，保证制导精确度与系统动态性能，为激光武器的性能评判提供数据依据。
关于稳定回路，关键是对自动驾驶仪中所涉及到的惯性器件与控制电路进行考核，关于舵机回路，关键是对其静态与动态特性对激光制导系统精准度与性能产生的影响进行考核。
制导武器半实物仿真系统的展开依据是按照由开环至闭环、由部分至整体、由小回路至大回路的标准。
激光制导半实物仿真系统试验内容及步骤如图1所示[1]。
图1激光制导半实物仿真试验流程2激光制导武器半实体仿真系统功能及组成2.1半实物仿真系统半实物仿真，顾名思义是指在仿真试验系统的仿真回路中将部分模型用真实物理实物代替的仿真，也被称之为硬件在回路的仿真。
单纯地采用数学仿真一般会带来诸多的不便，这是因为大多数系统并不是孤立工作而是与其他系统协同开展工作，因此要想准确的建立数学模型具有一定的挑战，如激光导引头在近场条件下工作的从目标运动的激光传输特性到导引头输出的数学模型都很难准确建立。
与纯数学仿真中的完全建模不同，半实物仿真巧妙地规避了难以准确建模这个难题，同时也使仿真环境得到更高真实度的改善[2]。
激光寻的制导半实物仿真试验可以全面检验制导控制系统的动态特性和系统稳定性，考察制导律参数设计在各种干扰条件下的正确性和鲁棒性，最终考核制导武器在激光模式下的落点精度。
信号分选半实物仿真分析平台设计与实现
贾思平;曾俊;郭利荣
【期刊名称】《中国电子科学研究院学报》
【年(卷),期】2016(11)1
【摘要】针对当前信号分选理论成果较少应用于实践的问题,采用Matlab中图形用户界面(GUI)设计实现了信号分选半实物仿真分析平台.所设计的平台通过模拟信号产生或数据加载、特征参数计算以及信号分选,可以得到直观的信号分选结果,且能模拟硬件方案中信号分选流程,使仿真平台能更有效地应用于研究雷达辐射源信号分选的过程以及同时获取各分选算法的分选效果,为信号分选技术和信号处理技术的研究提供平台.
【总页数】7页(P59-65)
【作者】贾思平;曾俊;郭利荣
【作者单位】解放军93993部队,甘肃兰州730102;解放军93993部队,甘肃兰州730102;解放军93993部队,甘肃兰州730102
【正文语种】中文
【中图分类】TN971
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1.基于ASAM标准的半实物仿真测试系统设计与实现 [J], 陆俊文; 李斌
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制导武器仿真指挥管理系统设计与实现
祖先锋;王东锋;张涛
【期刊名称】《航空工程进展》
【年(卷),期】2018(009)0z1
【摘要】制导武器半实物仿真试验中存在试验进程难以管理、状态信息难以监控、时标不统一、人机交互较差等问题,设计制导武器仿真指挥管理系统,该系统通过对仿真调度单元、监控与诊断单元、时间统一单元、多通道投影单元等各个子系统软硬件的设计,实现仿真试验进程的可视化管理,仿真系统的自动化配置,过程关键信息的实时显示,状态参数的实时监控和故障判断,完成仿真进度的统一管理.实际运行表明:作为关键设备的仿真指挥管理系统方便实用,对于提高实时仿真试验性能和调度管理具有重要意义.
【总页数】5页(P164-168)
【作者】祖先锋;王东锋;张涛
【作者单位】空军工程大学航空机务士官学校,信阳464000;空军工程大学航空机
务士官学校,信阳464000;空军工程大学航空机务士官学校,信阳464000
【正文语种】中文
【中图分类】V247
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1.激光制导武器光电干扰可视化仿真系统的设计与实现 [J], 刘立群;孙晓泉;童忠诚
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计算机测量与控制．２０２０．２８（１２） 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 ·１４４ ·收稿日期：２０２００４１５； 修回日期：２０２００５０８。
作者简介：郭新闻（１９７８），男，山东武城人，硕士，高级工程师，主要从事航天器测试与发射方向的研究。
文章编号：１６７１４５９８（２０２０）１２０１４４０５ ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０２０．１２．０３１ 中图分类号：ＴＮ４５３文献标识码：Ａ一种卫星半实物模拟训练等效器的设计与实现郭新闻１，庞建国１，李田甜２，李二峰１，荆晓荣１（１．太原卫星发射中心，太原 ０３００２７；２．北京东方计量测试研究所，北京 １０００８６）摘要：由于在实装上进行卫星地面测试的日常训练可能会造成设备的严重损耗，不能用真实卫星作为日常训练对象；通过分析大量卫星的供配电特性，设计半实物供配电设备模拟器，用其代替真实部件引入闭环回路，实现卫星内部供配电分系统的实物等效；以计算机为核心实现数据采集及数据处理系统，并可实时接收遥控指令、模拟生成遥测数据，配合地面测试系统响应测试流程；硬件实物仿真设计了数据采集、信号产生等硬件板卡，实现配电等效、指令等效、测量等效的功能；模拟器整体设计以ＰＸＩ总线为接口，满足了系统的模块化及通用化设计，可方便实现其他模拟器的组合及扩展；经过现场运行表明及用户实际测试表明，该设备可完全替代卫星供配电分系统实现卫星电气性能模拟，有效配合地面测试人员的日常训练。
关键词：等效器；模拟训练；卫星测试犇犲狊犻犵狀犪狀犱犐犿狆犾犲犿犲狀狋犪狋犻狅狀狅犳犛犪狋犲犾犾犻狋犲犎犪狉犱狑犪狉犲－犻狀－狋犺犲－犾狅狅狆犛犻犿狌犾犪狋犻狅狀犜狉犪犻狀犻狀犵犈狇狌犻狏犪犾犲狀狋ＧｕｏＸｉｎｗｅｎ１，ＰａｎｇＪｉａｎｇｕｏ１，ＬｉＴｉａｎｔｉａｎ２，ＬｉＥｒｆｅｎｇ１，ＪｉｎＸｉａｏｒｏｎｇ１（１．ＴａｉｙｕａｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＬａｕｎｃｈＣｅｎｔｅｒ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００２７，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎｏ．５１４Ｉｎｓｉｔｕｔｅ，ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣＡＳＣ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８６，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｄａｉｌｙｔｒａｉｎｉｎｇｏｆｓａｔｅｌｌｉｔｅｇｒｏｕｎｄｔｅｓｔｏｎｒｅａｌｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｍａｙｃａｕｓｅｓｅｒｉｏｕｓｌｏｓｓｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｒｅａｌｓａｔｅｌｌｉｔｅｃａｎｎｏｔｂｅｕｓｅｄａｓｔｈｅｄａｉｌｙｔｒａｉｎｉｎｇｏｂｊｅｃｔ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｓａｔｅｌ ｌｉｔｅｓ，ａｓｅｍｉｐｈｙｓｉｃａｌｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｏｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｒｅｐｌａｃｅｔｈｅｒｅａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅａｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐ，ｓｏａｓｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｕｂｓｙｓｔｅｍｏｆｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ．Ｔｈｅｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｒｅａｌｉｚｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒａｓｔｈｅｃｏｒｅ，ａｎｄｉｔｃａｎｒｅｃｅｉｖｅｒｅｍｏｔｅｃｏｎｔｒｏｌｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｉｎｒｅａｌｔｉｍｅ，ｇｅｎｅｒａｔｅｔｅｌｅｍｅｔｒｙｄａｔａｂｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ａｎｄｃｏｏｐｅｒａｔｅｗｉｔｈｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｔｅｓｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｇｒｏｕｎｄｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍ．Ｈａｒｄｗａｒｅｐｈｙｓｉ ｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ｓｉｇｎａｌｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄｏｔｈｅｒｈａｒｄｗａｒｅｃａｒｄｓ，ｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ，ｃｏｍｍａｎｄｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ，ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．ＴｈｅｏｖｅｒａｌｌｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｏｒｔａｋｅｓＰＸＩｂｕｓａｓｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ｗｈｉｃｈｍｅｅｔｓｔｈｅｍｏｄｕｌａｒａｎｄｇｅｎｅｒａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｃａｎｆａｃｉｌｉｔａｔｅｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐａｎｓｉｏｎｏｆｏｔｈｅｒｓｉｍｕｌａｔｏｒｓ．Ｔｈｅｆｉｅｌｄｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｕｓｅｒｔｅｓｔｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃａｎｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｒｅｐｌａｃｅｔｈｅｓａｔｅｌｌｉｔｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｕｂｓｙｓｔｅｍｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｓａｔｅｌｌｉｔｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃｏｏｐｅｒａｔｅｗｉｔｈｔｈｅｄａｉｌｙｔｒａｉｎｉｎｇｏｆｇｒｏｕｎｄｔｅｓｔｅｒｓ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｕｎｉｔ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｒａｉｎｉｎｇ；ｓａｔｅｌｌｉｔｅｔｅｓｔ０ 引言在卫星测试过程中，如何尽快地熟悉卫星结构及性能、掌握卫星的测试方法，理解卫星测试内容并执行正确判读，是日常训练的重要内容［１］。
制导武器半实物仿真系统的设计与实现
李兴玮;潘玉林;黄柯棣
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2005(000)0z1
【摘要】针对某型制导武器的研制过程,该文设计了该武器系统全系统联试和作战全过程的半实物仿真试验方案,并实现了上述试验系统.在地面环境条件下,为全面检验武器系统各部件的连接关系和功能协调性提供了条件,也为全面模拟整个制导武器系统的作战过程提供了保障.对于缩短武器系统的研制周期、节约武器系统的研制经费、提高武器系统的研制质量具有非常重要的意义.
【总页数】5页(P172-176)
【作者】李兴玮;潘玉林;黄柯棣
【作者单位】国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南,长沙,410073
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
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1.制导武器导引头外场半实物仿真系统设计与研究 [J], 韦卓;汪加洁
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熊凯;苏文杰
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一种实时射频半实物仿真技术设计与实现黄雅峥;魏国华;刘娟【摘要】基于现有的通信建模及分析软件,设计了一种实时可控的射频多辐射源半实物仿真系统.该系统在软件定义无线电架构平台上进行了开发和验证,能产生包括常规通信信号、直序扩频／跳频扩频信号、战术数据链信号、雷达信号、特殊自定义信号等多种信号样式,并能同时输出16路射频信号,每路信号的调制样式、频偏、幅度增益实时可控.实现了从计算机仿真到实时电磁波信号产生的有效结合,从而丰富了测试手段,提高了设备的可靠性和适应能力.同时,该系统具有可移植、可扩展、可升级的特点.%Based on current communication modeling and analyzing software,a real-time RF multi-emitter hardware-in-the-loop simulation system for complex electromagnetic environment is designed. It combines the computer simulation with me real-time electromagnetic waves generating, and the testing method has the advantage to enhance the reliability and adaptability. The system is developed and verified via a setof software defined radio (SDR) based platform.lt can generate signals including normal communication signals, direct sequence spread spectrum ( DSSS) / frequency hopping spread spectmm( FHSS) signals,tactical data-link signals, radar signals and special customized signals. At most 16 signals can be generated simultaneously on this platform,and everysignal's modulation type,frequency offset and amplitude gain can be real-rime controlled by the software. The system can also betransplanted,extended and updated easily-【期刊名称】《计算机技术与发展》【年(卷),期】2012(022)005【总页数】4页(P212-215)【关键词】多辐射源;半实物仿真;实时;软件定义无线电【作者】黄雅峥;魏国华;刘娟【作者单位】工业和信息化部通信信息控制和安全技术重点实验室,浙江嘉兴314033;中国电子科技集团公司第三十六研究所,浙江嘉兴314033;中国电子科技集团公司第三十六研究所,浙江嘉兴314033;工业和信息化部通信信息控制和安全技术重点实验室,浙江嘉兴314033;中国电子科技集团公司第三十六研究所,浙江嘉兴314033【正文语种】中文【中图分类】TP390 引言随着电子设备的大量使用，在有限的频谱资源范围内，无线通信设备以及一些自然界的电磁辐射信号等混合在一起，构成了时域上突发多变、频域上交错混叠、信号样式种类繁多的复杂电磁环境[1，2]。
这给电子设备的研制带来了更大的挑战。
一方面，在论证及设计过程中，不仅要验证对单纯目标信号的处理能力，还要评估其在各种复杂电磁环境下的适应能力和生存能力;另一方面，在设备出厂之前，测试过程中，采用无线空间辐射或有线注入的方式，使其置身于更接近真实的电磁环境，通过反复训练，提高自身抗干扰能力。
半实物仿真系统又称为硬件在回路(hardware－in－the－loop)仿真系统[3]，是计算机仿真和物理效应仿真相结合的产物，它通常是将数学模型、实体模型(物理效应模型)和系统的实际设备联系在一起组成的一种实时仿真系统。
半实物仿真系统具有提高系统研制质量、缩短研制周期、降低研制经费等优点，使其成为仿真领域的一个重要分支。
文中针对复杂电磁环境的建模与仿真设计了一种实时可控的射频多辐射源半实物仿真系统。
该系统在现有的通信建模及分析软件上，添加了一套基于软件定义无线电的半实物仿真开发平台[4～6]，从而实现了从计算机仿真到复杂电磁波信号产生的有效结合，在电子设备研制的论证、设计、测试阶段都能起到重要作用。
同时，由于该系统基于通用的软硬件平台架构，具有易移植、易扩展、易升级的特点。
1 多辐射源半实物仿真系统1.1 系统结构多辐射源半实物仿真系统结构如图1所示，其中包括X86/PowerPC平台、软件定义无线电开发平台、测试平台三大部分。
图1 多辐射源半实物仿真系统结构框图在X86/PowerPC平台上，现有的通信建模及分析软件根据场景设置，完成模型构建、仿真场景构建、链路分析与评估等，从而确定辐射源个数、载波频率、调制样式、发射功率、天线方向图等信息，目标接收机将收到来自各个方向辐射源的信号，所有信号的叠加情况及其变化过程就是文中要实现的复杂电磁环境模拟。
随着场景运行，辐射源属性、位置、数目的变化，以及目标的移动，都反映到目标接收到信号时频特性的变化。
该系统将辐射源到达目标接收机的幅频特性参数传递到控制接口，然后通过约定好的协议格式和物理通道实时传递给硬件开发平台。
数字信号处理模块将解析得到的控制指令分发给芯片内(DSP或FPGA)相应的IP核，从而控制每个辐射源的调制样式、幅度、频偏等参数。
最终的合路信号经AD/DA模块、射频与天线模块处理后辐射出来。
多辐射源半实物仿真系统产生的射频信号通过测试仪器可以实时观察其频谱变化，如果需要更深一步的分析，可以连续采集一段射频信号，然后利用矢量信号分析软件则可以进行时域、频域、调制域的多重域分析。
1.2 现有通信建模及分析软件现有通信建模及分析软件主要功能包括模型构建、仿真场景构建、链路分析与评估等。
将天线模型的天线方向图、发射机的功率、飞机的航迹、卫星轨道和误码率等提炼为关键部件模型，并在此基础上建立天线、发射机、接收机、处理机等一些单机模型，进而利用已建立的单机模型组配设备模型。
通信建模及分析软件的分析与评估是以“链路分析”为基础的。
软件中的一条链路是由一个辐射源、一个信号接收设备，以及信号在无线信道中的传播这三个模型要素共同构成的。
由于采用了“链路”作为基本分析模型，通过链路的各种组合，可以建立各种各样的复杂电磁环境仿真模型，从而能够适应各种电子设备分析需求。
1.3 多辐射源半实物仿真技术现有通信建模及分析软件实现了在复杂电磁环境下对电子设备能量层的效能评估，多辐射源半实物仿真技术的引入则实现了从能量层到信号层的提升。
复杂电磁环境将以射频的方式注入到待测设备中，因此为其出厂前和训练状态下提供了一种更接近真实电磁环境的检验手段。
目前，软件定义无线电开发平台的数字信号处理模块一般采用实时性好、运算能力强，并具有可重配置能力的，如DSP、FPGA、PowerPC等作为主处理芯片，辅以大容量、大带宽外围存储设备，如 DDR2/3 SDRAM、QDRII SRAM、Flash等，采用高速传输总线技术，如 PCI、PCI－Express、RapidIO、10/100/1000Mb－Ethernet等，实现板内、板间、设备间互连。
在此基础上，文中设计了一种以DSP+FPGA为核心的硬件架构，如图2所示。
图2 数字信号处理模块结构框图在X86平台一端，为实现现有通信建模及分析软件对软件定义无线电开发平台的实时控制，增加了控制与数传接口，该接口将建模及分析软件仿真过程中，按一定步进变化的辐射源个数、调制样式、幅度、频偏等参数信息，以TCP/IP方式传递给软件定义无线电开发平台。
一方面X86将配置参数下载到开发平台并回读，另一方面X86可以将带有特殊格式的自定义波形或实际外场环境采集的背景噪声预存到开发平台的DDR2 SDRAM大容量内存中。
在软件定义无线电开发平台一端，数字信号处理模块上的DSP芯片作为控制管理芯片[7]，通过以太网PHY芯片完成与X86平台的通信，再将信息分发给各级芯片。
其中DDR2 SDRAM内存先写入来自X86平台的波形数据，然后通过DSP芯片读出到FPGA中，音频编解码芯片通过DSP芯片与FPGA建立连接;AD/DA模块中DA芯片采样速率、内插倍数、输出增益控制，以及射频与天线模块中本振频率、滤波器选择、增益控制等参数也由DSP芯片来配置;FPGA实时接收来自DSP 芯片的控制指令和波形数据，实现多辐射源信号产生和合成，输出数字基带信号经AD/DA模块、射频与天线模块处理输出射频信号。
FPGA完成了大部分信号产生算法实现，合路后的基带信号保持与通信建模及分析软件的仿真场景实时同步。
其内部逻辑实现如图3所示，采用模块化设计，顶层结构主要包括数据分发模块(地址译码器)、多辐射源生成与合路模块。
图3 FPGA内部逻辑实现数据分发模块将来自DSP的带有地址头的配置参数或数据信息，存入相应的寄存器或内存块(18kb BRAM)中。
多辐射源模块由N个通道组成，通道个数和调制样式类型决定了产生电磁信号的复杂程度，在FPGA资源充足的情况下，通道数可以达到很多，但受信号带宽限制，以及多信号混叠引起的高峰均比对非线性器件带来的挑战，实际应用中并非越多越好。
每个通道有一个选通器，由X86指定当前通道的基带信号波形输出。
大多数基带信号波形由FGPA内部实时生成，类型包括:常规通信信号，如 AM、FM、MPSK、MQAM、FSK、直扩信号、跳频信号等[4];战术数据链信号[8];特定干扰信号，如带限高斯白噪声、噪声调频、噪声调幅、多音频等;雷达脉冲信号[9，10]。
还有两路非FPGA内部产生的信号，分别是来自音频接口经DSP调制后的实时话音信号，以及来自 X86的，预存在DDR2 SDRAM的特殊自定义信号或背景噪声信号。
每个通道有独立的DDS(Direct Digital Synthesizer，数字信号合成)子模块和GC(Gain Control，增益控制)子模块，频偏和幅度实时受X86控制。
2 仿真与实现文中通过对 VC/VC++、MATLAB/SIMULINK、System Generator(SysGen)等工具的集成，实现了从系统仿真、设计实现到特定硬件实时验证无缝地衔接。
