Noptel激光模拟系统在军校轻武器射击训练中的应用研究

信息H程激光制导武器半实物仿真系统的分析与实现刘聪，张洋（中国飞行试验研究院，陕西西安，710089）摘要：首先，对于激光制导武器半实物仿真系统的设计是建立在激光制导弹药的背景下，阐明了激光制导武器半实物仿真系统的实验目标与内容，并介绍了激光制导武器的功能定位以及组成架构；其次，在室内半实物仿真环境下，基于激光制导武器中引导头的光学特性及制导与控制原理，设计出激光制导武器半实物仿真系统架构；最后，设定两种初始条件，进行仿真实验对比，查证结果显示建立在该导引头及角速率陀螺的控制系统上，能够使激光制导武器的精准度得到进一步提升。

关键词：激光制导；半实物仿真；精准度；光学特性0引言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。

因此，半实物仿真方法是激光制导武器系统设计与开发中必要的性能评价手段与建造工具，科学应用于系统的设计、研制、评估等各个阶段。

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。

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；关于引导回路，关键是对导引头上的探测器进行非线性特征检测与目标跟踪特性检测，以此保证激光制导武器动态性能的质量与精准度的控制。

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E。

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。

浅析如何提高军校学员夜间射击训练水平摘要：贯彻新时代军事教育方针，要着眼打赢育人才，打仗需要什么就教什么，部队需要什么就练什么，确保培养的人才能够打赢现代战争。

然而，长期以来，轻武器夜间射击训练水平一直在低层次徘徊，距离实战要求、打赢标准差距还比较大。

本文从分析轻武器夜间射击训练的现状出发，对如何增强轻武器夜间射击训练的针对性、适应性和标准性进行了探讨和分析，对提高轻武器夜间射击训练水平具有积极借鉴作用。

主题词：轻武器夜间射击对策随着信息技术在军事领域的广泛应用，战争的形态和作战样式都发生了质的变化。

正如海湾战争中的美军空战主要指挥官、空军少将格罗松说:“永远不要忘记，海湾战争的开始、作战和获胜都是在夜间”。

轻武器夜间射击训练，是指把昼间掌握的射击技能知识、技能理论、技能动作，在晚上进行训练的形式和方法。

信息化条件下轻武器夜间射击教学和军事训练的研究和改革，不仅是作战样式变化引发的作战需求，也是军事训练向实战化靠拢的需求，更是院校教育向部队靠拢的需求。

因此，提高军校学员轻武器夜间射击训练水平具有深刻现实意义。

1.影响军校学员夜间射击训练水平提高的主要因素目前制约学员夜间射击训练水平提高的因素主要体现在以下三个方面：一是保障器材研制相对落后。

如用于训练快速、连续出枪射击能力的快速射击靶、用于训练对隐显目标射击的起倒把、升降靶，用于反恐、训练的身体部位靶、人质靶，用于训练射击运动目标的运动靶，等等，都远未普及，用于训练微光、红外夜视仪操作使用的靶标更是凤毛鳞角。

近几年，虽然一些单位根据训练需要搞了一些小创造、小发明，也自制了一些器材，甚至有的单位仍沿用传统的手电筒照明的方式进行夜间照明射击训练，普遍中看不中用，可靠性比较差，辅助训练效果并不理想，对提高学员夜间战斗能力帮助不大。

可以说练器材保障的落后在一定程度上严重影响了夜间射击训练的积极性和训练效果。

二是保障训练课目比较单一。

军地研发的靶标只能满足于一般条件下的夜间照明射击、微光射击等单一训练课目，直接造成射手夜间射击技术不全面，动作缓慢。

学生军训激光模拟打靶系统设计
王辉;姜大鹏;曾光宇
【期刊名称】《应用科技》
【年(卷),期】2009(036)012
【摘要】针对当前国内学生军训射击训练中存在的问题,设计了一套基于图像处理技术的激光模拟射击训练系统.该系统由发射部分和接收处理部分组成,发射部分结合了7.62mm口径冲锋枪制作了简易的激光发射机,发射到靶面上的激光由CCD 摄像机获取送至PC机进行处理,并在VC++6.0开发环境下设计了管理及显示界面,最后结合单片机系统实现了自动语音报靶功能.试验表明:此系统可以更真实地模拟实弹射击训练,满足学生军训射击训练的要求.
【总页数】3页(P45-47)
【作者】王辉;姜大鹏;曾光宇
【作者单位】中北大学信息与通信工程学院,山西,太原,030051;中北大学机电工程学院,山西,太原,030051;中北大学信号检测重点实验室,山西太原,030051
【正文语种】中文
【中图分类】TP751.2
【相关文献】
1.激光打靶多路数据通信系统设计 [J], 周锐;周健
2.基于帧同步技术的激光打靶控制系统设计 [J], 王宏松;李杰;
3.无线激光打靶系统设计 [J], 柴婷婷;何小刚;闫瑞杰
4.基于opencv的激光打靶自动报靶系统设计 [J], 林木泉;陈逸凡;林千龙
5.用预脉冲打靶提高强激光吸收效率的模拟计算——激光与等离子体相互作用的理论模拟(Ⅲ) [J], 彭惠民;张国平;盛家田
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第1篇一、实验背景随着科技的不断发展，虚拟现实技术在军事、娱乐等领域得到了广泛应用。

为了提高士兵的射击技能，我国开展了一系列假人射击实验，旨在通过模拟真实战场环境，提升士兵的实战能力。

本实验旨在探究假人射击对士兵射击技能的影响，为我国军事训练提供理论依据。

二、实验目的1. 分析假人射击实验对士兵射击技能的影响；2. 评估假人射击实验在军事训练中的应用价值；3. 为我国军事训练提供有益的参考。

三、实验方法1. 实验对象：选取我国某军事院校的100名士兵作为实验对象，年龄在18-25岁之间，性别不限。

2. 实验设备：采用我国自主研发的虚拟现实射击系统，该系统具备高度逼真的战场环境模拟功能。

3. 实验流程：（1）实验前，对100名士兵进行射击技能测试，记录其射击成绩；（2）将100名士兵分为两组，每组50人；（3）实验组进行假人射击训练，对照组进行传统射击训练；（4）训练结束后，对两组士兵进行射击技能测试，记录其射击成绩；（5）分析实验数据，评估假人射击实验对士兵射击技能的影响。

四、实验结果与分析1. 实验组射击成绩提高明显实验结果显示，经过假人射击训练的实验组士兵射击成绩显著提高。

具体表现在以下几个方面：（1）射击准确率：实验组士兵射击准确率提高了20%；（2）射击速度：实验组士兵射击速度提高了15%；（3）射击稳定性：实验组士兵射击稳定性提高了30%。

2. 假人射击实验的优势（1）高度逼真的战场环境模拟：假人射击实验能够模拟真实战场环境，使士兵在训练过程中能够身临其境地感受到战场氛围，提高训练效果；（2）灵活多样的训练模式：假人射击实验可以根据不同的训练需求，设置不同的训练模式，如近距离射击、远距离射击、移动射击等，提高训练的针对性和实效性；（3）降低训练成本：与传统射击训练相比，假人射击实验可以降低训练成本，提高训练效率。

3. 假人射击实验的局限性（1）技术限制：目前，我国虚拟现实技术尚处于发展阶段，部分技术尚不成熟，如假人动作、场景建模等；（2）心理影响：长时间进行假人射击训练，可能会对士兵的心理产生一定影响，如产生疲劳、焦虑等情绪；（3）实际操作难度：假人射击实验需要较高的技术操作水平，对士兵的实际操作能力提出较高要求。

一种基于虚拟现实技术的火箭筒射击模拟训练系统【摘要】针对目前缺少火箭筒射击模拟训练手段，该系统以OpenGL为开发核心平台，采用虚拟现实、图像识别、数据库管理等技术开发了训练系统软件；采用以光带弹原理模拟实弹瞄准射击；开发了低功耗激光驱动电路；采用机械加工仿制了实装火箭筒，符合训练模拟器发展趋势，该系统的研制具有较高的应用价值和扩展性。

【关键词】模拟训练；虚拟现实；系统；视景仿真1.引言火箭筒是步兵重要的反装甲武器和重火器。

在进行瞄准射击训练时，主要采用理论讲解、现地操瞄、实弹射击的方式。

由于火箭筒的弹丸在飞行时具有“迎风偏”特性，在平时训练时很难让射手感受到此效果，所以训练效率和效果受到了一定的影响。

火箭筒主要采用带分划的瞄准镜对目标测距、测速、瞄准，在瞄准训练时教官很难发现射手的瞄准状况，以至于不能得到及时的纠正。

因此，采用虚拟现实技术研制的在室内环境下开展射击训练的应用系统，对于解决火箭筒瞄准射击训练问题具有重要的现实意义。

同时，利用该技术框架，还能完成其他武器系统的射击训练。

2.系统需求分析要想实现基于虚拟现实技术的火箭筒射击模拟训练系统，需要解决以下几个方面的问题：（1）构建高效的三维训练场景。

逼真的训练场景能够为受训者带来良好的训练沉浸感，有助于提高参与训练的兴趣，这也是三维仿真领域大家所不断追求的。

（2）训练装置的模拟研究。

训练装置无论从外观、操作手感上都要尽量符合实装才能提高训练效果。

（3）精确获取瞄准点坐标。

瞄准点的精确程度直接影响到训练可信度、可靠度的问题，也直接影响系统的研制成败。

系统的瞄准点获取采用了激光发射与采集的方式。

（4）解决虚实瞄准交互问题。

在采用实装瞄准镜的情况下，需要为射手营造一个接近实装的瞄准射击环境，能够根据观察到的目标测量距离、判断速度。

（5）准确的弹道效果。

需要在击发后，在三维虚拟训练场景中观察到准确的弹道效果，尤其需要在有风的情况下，能够看到“迎风偏”效果。

目录1 引言 (1)2 概述 (2)2.1 激光打靶系统概述 (2)2.2 本设计方案思路 (3)2.3 研发方向和技术关键 (3)2.4 主要技术指标 (3)3 总体设计 (4)3.1 激光的检测 (4)3.2 靶位的划分 (4)3.3 编码标准 (5)3.4 成绩的传送和处理 (5)3.5 其他说明 (5)4 硬件设计 (6)4.1 信号放大电路 (6)4.2 整形电路 (8)4.3 编码电路 (9)4.4 串行传送 (11)4.5 电平转换 (13)5 软件设计 (14)5.1 总体方案 (14)5.2 程序流图 (14)5.3 模块说明 (15)6 制作与调试 (18)6.1 硬件电路的布线与焊接 (18)6.2 调试 (18)7 结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)附录................................................................................................... 错误!未定义书签。

1 引言目前的射击打靶训练，基本以实弹训练为主，国防开支大，危险系数高。

传统的报靶方法是人工报靶，由报靶员根据经验确定靶数，带有很大的个人主观因素，可靠性、公正性差，效率低。

因此有必要研制一种切合部队实际的，在非实弹射击条件下进行射击精度训练的打靶训练器，这样既能保证部队训练质量又能减少弹药消耗、节约国防费用，具有重大的国防意义。

以光代弹，可以模拟多种武器的射击情况，并可检验射击效果。

这种新型的部队训练模拟器材是部队训练器材的一次革命，是和平时期部队训练的有效手段之一。

一些发达国家，如美国、英国、德国等都在积极进行激光射击模拟训练器材的研制，并已开发出多种系列产品，其中最突出的是美国的“米勒斯”系列，它可模拟36种武器，性能好、准确而且逼真，大大推动了部队的训练工作。

八十年代以来，我国也有单位在进行激光模拟训练器的研究和探索，将激光射击模拟器用于部队训练，取得了很好的训练效果，提高了部队的战斗力。