火炮射击训练声光烟模拟目标控制系统的制作方法

第４２卷第４期２０２１年１２月火炮发射与控制学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＵＮＬＡＵＮＣＨ＆ＣＯＮＴＲＯＬＶｏｌ ４２Ｎｏ ４Ｄｅｃ ２０２１ＤＯＩ：１０．１９３２３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３ ６５２４．２０２１．０４．０１３某弹炮结合武器系统模拟训练器设计与实现岳小东，卢青山，王武，查婷婷，薛鹏（西北机电工程研究所，陕西咸阳　７１２０９９）摘　要：为满足新型武器系统训练需求，通过半物理仿真和虚拟现实相结合的方式，研制了一种新型弹炮结合武器系统模拟训练器。

介绍了该模拟训练器的组成、功能和原理，详细论述了模拟训练器在训练方式、训练模式、训练科目规划、仿真训练功能、训练监控回放功能、训练评估功能等方面的设计；重点介绍了边缘云技术、多路高清视频编码传输技术、信息采集传输技术等关键技术。

该模拟训练器具备示教、训练、考核多种功能，仿真效果逼真，针对性强，费效比低，具备通用化、轻量化等特点，对同类模拟训练器的设计开发具有较强的借鉴作用。

关键词：模拟训练器；视景仿真；训练监控；训练评估；云计算中图分类号：ＴＰ３９１ ９；ＴＪ３５ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３６５２４（２０２１）０４００６９０５收稿日期：２０２１０５０８作者简介：岳小东（１９８０—），男，高级工程师，主要从事系统总体设计和计算机仿真技术研究。

ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａＧｕｎ／ＭｉｓｓｉｌｅＷｅａｐｏｎＳｙｓｔｅｍＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＴｒａｉｎｅｒＹＵＥＸｉａｏｄｏｎｇ，ＬＵＱｉｎｇｓｈａｎ，ＷＡＮＧＷｕ，ＺＨＡＴｉｎｇｔｉｎｇ，ＸＵＥＰｅｎｇ（ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉａｎｙａｎｇ７１２０９９，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅｅｔｔｈｅｔｒａｉｎｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆａｎｅｗｗｅａｐｏｎｓｙｓｔｅｍ，ａｎｅｗｇｕｎ／ｍｉｓｓｉｌｅｗｅａｐｏｎｓｙｓｔｅｍｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｒａｉｎｅｒｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｓｅｍｉ ｐｈｙｓｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｆｕｎｃｔｉｏｎｓａｎｄｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｏｒ，ａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｓｉｎｄｅｔａｉｌｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｏｒｉｎｔｒａｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｒａｉｎｉｎｇｍｏｄｅｓ，ｔｒａｉｎｉｎｇｓｕｂｊｅｃｔｐｌａｎｎｉｎｇ，ｓｉｍｕ ｌａｔｉｏｎｔｒａｉｎｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｔｒａｉｎｉｎｇｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｐｌａｙｂａｃｋｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｔｒａｉｎｉｎｇｅｖａｌｕａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｅｔｃ．Ｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｓｕｃｈａｓｅｄｇｅｃｌｏｕｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｍｕｌｔｉ ｃｈａｎｎｅｌｈｉｇｈ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｖｉｄｅｏｃｏｄｉｎｇｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｒｅｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｒａｉｎｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｈａｓｍａｎｙｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ｓｕｃｈａｓｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｔｅａｃｈｉｎｇ，ｔｒａｉｎｉｎｇａｎｄａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ．Ｔｈｅｔｒａｉｎｅｒｏｆｆｅｒｓｒｅａｌｉｓｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓ，ｗｉｔｈｓｔｒｏｎｇｐｅｒｔｉｎｅｎｃｅ，ｌｏｗｃｏｓｔ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｒａ ｔｉｏ，ｕｎｉｖｅｒｓａｌｉｔｙａｎｄｒｅｄｕｃｅｄｗｅｉｇｈｔ，ｅｔｃ．Ｉｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｉｍｉｌａｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｒａｉｎｅｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｒａｉｎｅｒ；ｖｉｓｕａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｔｒａｉｎｉｎｇｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｔｒａｉｎｉｎｇａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ；ｃｌｏｕｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇ 随着部队现代化建设的推进，越来越多的新型装备投入使用［１］。

一种烟幕干扰模拟系统的设想摘要：本文对国外发烟装备现状进行了分析，介绍了一种可用于光电制导武器抗干扰性能检验的烟幕干扰模拟系统,并详细阐述了烟幕干扰模拟系统系统组成、设计方案以及关键技术。

关键词：发烟装备；烟幕干扰；光电对抗；模拟系统引言随着武器装备抗干扰性能要求的加严与我军实战演练真实度要求的逐渐提高，对具有实战环境构设能力的系统或设备需求越来越强烈，由于烟幕具有遮蔽迷盲、隐真示假的优异性能在历次战争中被广泛使用，美国、俄罗斯等均配备了大量的发烟装备，并在近几年来的海上演练中频繁使用，如2013年美、泰、韩“金色眼镜蛇”演习施放掩护两栖登陆装备抢滩登陆烟幕、2014年美韩海军陆战队模拟两栖登陆联合演习施放大面积烟幕。

因此，开发一种可模拟外军发烟装备烟幕性能的干扰系统，对我军制导武器性能检验或对抗演练具有重要意义。

1背景美军认为，烟幕是现代作战行动的重要战斗保障手段，是战斗力的倍增器，烟幕施放行动是攻防作战行动不可或缺的组成部分。

美军在FM-123号野战条令中明确指出，“烟幕和迷盲剂可支援任何形式的各级进攻作战，烟幕可用于隐蔽部队和单个武器系统，使指挥官可在幕后进行机动，蒙骗敌人，使其不明我方实力和弱点”[3]。

而且，美国历年来的军演中均大量使用发烟装备。

美国、俄罗斯等国一直很重视发烟装备的发展。

各主要军事强国均装备有性能先进的发烟车、发烟机，型号较多，作业能力强，机械性能也在不断提升，如美军现役的M58型发烟车是将M58型发烟机安装在M113A3型装甲人员输送车上构成的，具备与重型战斗车辆协同作战的机动和防护能力，可产生大面积可见光至红外范围的遮蔽烟幕，可见光持续遮蔽时间为90min，红外干扰烟幕时间为30min[4]。

俄罗斯军队于近年来推出的新型发烟剂所产生的烟幕，可让欧美军队普遍适用的红外成像制导炸弹、半主动激光制导炸弹、毫米波制导导弹在内的所有制导武器的作战效能大幅降低。

这种新型烟幕于GPS干扰器配合使用，还能使采用“红外成像/半主动激光制导＋惯导＋GPS修正制导”复合制导系统的空地精确制导武器退化为普通航弹或火箭弹。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201721899260.2(22)申请日 2017.12.29(73)专利权人 齐齐哈尔北方机器有限责任公司地址 161002 黑龙江省齐齐哈尔市铁锋区龙华路402号(72)发明人 于世勇　王大业　丁树艳　李树成　张生利　李会龙　杨英梅　高华　(74)专利代理机构 齐齐哈尔鹤城专利事务所23207代理人 刘丽(51)Int.Cl.G09B 9/00(2006.01)(54)实用新型名称一种火炮射击过程的模拟训练装置(57)摘要本实用新型公开了一种火炮射击过程的模拟训练装置，属于大口径火炮供输弹技术领域。

摇架安装在炮身上，在摇架前设有弹丸缓冲装置，在前摇架与后摇架连接处设有挡弹装置，在摇架的一侧设有模拟后坐装置。

当进行供输弹时，将弹丸输送到卡膛位置，弹丸尖部卡在弹丸缓冲装置内，弹丸尾部卡在挡弹装置上，模拟后坐装置利用液压系统提供动力向后运行，模拟后坐装置带动炮身向后运行，挡弹装置将弹丸卡在现有位置，炮身向后运行，弹丸靠本身自重掉落到弹药收集装置中，从而完成一个供输弹循环。

其有益效果是：本实用新型可以替代实装火炮供部队训练、院校教学使用，能在不受射击场地限制、无实弹消耗的情况下，模拟实装火炮单发、连发等射击过程。

权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 208477768 U 2019.02.05C N 208477768U1.一种火炮射击过程的模拟训练装置，其特征在于：在摇架（4）前设有弹丸缓冲装置（1），在前摇架与后摇架连接处设有挡弹装置（3），在摇架（4）的一侧设有模拟后坐装置（6）。

2.根据权利要求1所述的一种火炮射击过程的模拟训练装置，其特征在于：所述的弹丸缓冲装置（1）由连接杆（24）、挡板（18）、垫（19）、压簧（20）、安装座（21）、调整杆（22）、螺母（23）和螺母A （25）组成，前摇架内部为空心体，将挡板（18）、垫（19）、压簧（20）、安装座（21）、调整杆（22）、螺母A （25）装配好后，通过三个连接杆（24）和螺母（23）固定在前摇架的前端面上。

高射火炮单兵训练模拟系统研究高射火炮是一种重要的防空武器系统，对于保卫国家领空和战场空域具有重要的作用。

然而，在现代战争中，高射火炮兵的单兵素质和实战能力显得尤为重要。

因此，为了提高高射火炮兵的单兵训练水平，研究高射火炮单兵训练模拟系统是非常必要的。

高射火炮单兵训练模拟系统是一种在现实环境中模拟战斗环境的装备，可以让高射火炮兵在课堂中进行演练，提高他们的实战能力。

该系统不仅可以提供基本的理论知识和技能，还可以模拟各种不同的战斗场景和环境，从而使高射火炮兵在真实的战斗中具备更高的应对能力。

在研究高射火炮单兵训练模拟系统时，我们需要考虑以下几个方面：系统的功能、系统的硬件平台、系统的软件平台、系统的使用方法、系统的实验结果。

我们需要对这些方面进行详细的研究和分析，才能有效地提高高射火炮兵的单兵训练水平。

以下是对这些方面的详细说明：系统的功能：高射火炮单兵训练模拟系统需要具备的功能包括：基本的理论知识和技能学习、战斗场景和环境模拟、实际操作模拟等。

通过这些功能，高射火炮兵可以更快、更全面地掌握战斗知识和技能，提高他们的实战能力。

系统的硬件平台：高射火炮单兵训练模拟系统需要使用的硬件设备包括计算机、显示器、手柄、仿真器等。

这些硬件设备需要具备快速反应、高准确度、稳定性等特点，以确保系统的正常运行和模拟效果。

系统的软件平台：高射火炮单兵训练模拟系统需要使用的软件包括 simulation software、training software 等。

这些软件需要具备良好的可扩展性、可定制性和可操作性，以确保系统的高效运行和模拟效果。

系统的使用方法：高射火炮单兵训练模拟系统使用的方法包括：培训教材、指导手册、实地演练模拟等。

这些方法需要依据实际使用情况制定，并需不断更新和完善，以保证高射火炮兵能够有效地进行单兵训练。

系统的实验结果：高射火炮单兵训练模拟系统使用的最终目的是提高高射火炮兵的单兵实战能力。

因此，在实验过程中需要考虑实际效果和用户反馈，并根据这些反馈对系统进行改进和完善。

基于ARM+WinCE的某自行火炮火控系统模拟训练与考核
系统设计与实现
程治新;张瑞;黄丽娟;文谷生
【期刊名称】《计算机测量与控制》
【年(卷),期】2016(24)5
【摘要】针对实装训练带来的数量不足、组织难度大、综合成本高等现实问题,构建了一套基于“ARM+WinCE”的自行火炮火控系统模拟训练设备;以ARM集成控制板为基础,设计了集信号采集与处理,计算、控制等功能于一体的火控系统基本电路;设计了基于WinCE、DSP、XML故障诊断硬件与软件,使得系统具有操作使用、理论与操作考核、故障诊断等功能;应用证明该模拟训练系统运行稳定可靠,极大提升了装备训练的效益.
【总页数】5页(P135-138,142)
【作者】程治新;张瑞;黄丽娟;文谷生
【作者单位】武汉军械士官学校自行火炮系,武汉 430075;武汉军械士官学校自行火炮系,武汉 430075;武汉军械士官学校自行火炮系,武汉 430075;武汉军械士官学校自行火炮系,武汉 430075
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于虚拟仪器技术的自行火炮装备模拟训练系统研究 [J], 刘威;张刚;万强;张亮
2.基于故障树与专家系统的自行火炮火控系统故障诊断 [J], 傅建平;张培林;焦文生
3.基于WinCE的自行火炮火控系统模拟训练器软件设计 [J], 程治新;张瑞;黄丽娟;文谷生
4.基于ARM7的自行火炮火控系统测控平台研究 [J], 程治新;廖学兵;黄林昊;赵凌
5.基于虚拟现实技术的机载火控系统模拟训练装置 [J], 韩兆福;陈钧
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高炮射击训练计算机模拟系统设计
赵建军;杨国胜;侯彦东
【期刊名称】《计算技术与自动化》
【年(卷),期】2003(022)003
【摘要】本文介绍了高炮射击训练计算机模拟系统的组成、工作原理和设计过程.利用激光、电子和计算机技术,实现了高炮射击的计算机模拟训练,获得了对炮手射击成绩客观、公正评定的功能.另外,利用音响模拟和CRT同步图像显示技术,取得了高炮射击训练的现场视觉和音响效果.
【总页数】4页(P75-77,81)
【作者】赵建军;杨国胜;侯彦东
【作者单位】河南大学计算机与信息工程学院,河南,开封,475001;河南大学计算机与信息工程学院,河南,开封,475001;中国科学院自动化研究所,北京,100080;河南大学计算机与信息工程学院,河南,开封,475001
【正文语种】中文
【中图分类】TJ35
【相关文献】
1.坦克实弹射击训练指挥控制系统设计 [J], 林海;姚鎏;邵思杰;宋超
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3.基于激光技术的高炮射击训练模拟系统 [J], 赵建军;侯彦东
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5.某部高炮射击训练发病情况分析 [J], 李湖潮;文艺
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小口径高炮光电火控系统模拟训练软件设计
杨华冰;程红熙;何清华;许寿
【期刊名称】《兵工自动化》
【年(卷),期】2005(024)003
【摘要】小口径高炮光电火控系统模拟训练软件基于DOS环境,使用C高级语言编程.以现成控制面板和LCD显示器,以工控机为总处理单元.系统模拟训练软件采用层次化、模块化设计,模块间相互独立,包括目标生成、模拟目标行路、跟踪瞄准线角量实时采集、跟踪误差求取/记录,及训练成绩评定等模块.
【总页数】2页(P19-20)
【作者】杨华冰;程红熙;何清华;许寿
【作者单位】防空兵指挥学院,研究生队,河南,郑州,450052;防空兵指挥学院,研究生队,河南,郑州,450052;防空兵指挥学院,研究生队,河南,郑州,450052;防空兵指挥学院,研究生队,河南,郑州,450052
【正文语种】中文
【中图分类】P391.9;TJ35
【相关文献】
1.光电火控系统在小口径高炮中应用的设计实现 [J], 黄勇;龙云富;王静滨;何清华
2.高炮火控系统模拟训练及综合评价系统 [J], 王庆林
3.某自行高炮火控系统软件设计与仿真测试 [J], 杨维;赵凯;徐建锋;赵维
4.基于WinCE的自行火炮火控系统模拟训练器软件设计 [J], 程治新;张瑞;黄丽娟;
文谷生
5.某型牵引高炮火控系统工作模式控制分析 [J], 隋英豪;刘震
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火炮控制系统及原理火炮控制系统是指用于控制火炮射击的一套设备和程序。

它的主要功能是通过各种传感器和计算机算法，实现火炮的定位、瞄准和射击控制，以达到精确打击目标的目的。

本文将介绍火炮控制系统的原理和工作流程。

一、火炮控制系统的组成部分火炮控制系统由多个组件组成，包括火炮本身、传感器、计算机、控制装置和显示器等。

火炮通过传感器获取目标和环境信息，将这些信息输入计算机进行处理，并通过控制装置控制火炮的瞄准和射击。

1. 传感器：火炮控制系统中常用的传感器包括雷达、光电传感器、惯性导航系统等。

雷达可以探测目标的距离、角度和速度等信息，光电传感器可以获取目标的图像和热辐射信息，惯性导航系统可以测量火炮的运动状态和姿态。

2. 计算机：计算机是火炮控制系统的核心，它负责处理传感器获取的信息，并进行数据融合、目标识别和火炮控制算法的计算。

计算机还可以根据火炮的性能参数和环境条件，计算出最佳的射击参数，以确保火炮的精确打击。

3. 控制装置：控制装置将计算机计算得到的射击参数传输给火炮，控制火炮的瞄准和射击。

控制装置通常由电气和机械部分组成，电气部分负责信号的传输和转换，机械部分则负责火炮的瞄准和射击动作。

4. 显示器：显示器用于显示火炮控制系统的工作状态和射击结果。

它可以显示火炮的位置、目标的图像和火炮的射击精度等信息，帮助操作人员监控火炮的工作情况。

二、火炮控制系统的工作原理火炮控制系统的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 目标探测和定位：火炮控制系统通过传感器获取目标的信息，包括距离、角度和速度等。

计算机根据这些信息计算目标的位置和运动轨迹，以确定最佳的射击方位。

2. 目标识别和分类：计算机通过目标识别算法对传感器获取的图像和数据进行处理，识别目标的类型和特征。

根据目标的类型和特征，计算机可以确定火炮的打击策略和射击参数。

3. 火炮瞄准和射击：计算机根据目标的位置和运动轨迹，计算出火炮的瞄准角度和射击参数。

控制装置将这些参数传输给火炮，控制火炮的瞄准和射击动作。

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。