滚转靶弹的半实物仿真方法、装置、系统和存储介质与流程

本发明涉及制导武器半实物仿真，具体涉及一种滚转靶弹的半实物仿真方法、装置、系统和存储介质。

背景技术：

1、低速滚转靶弹具有稳定性好、抗干扰能力强、速度快、体积小、机动能力强等优点，因此在红蓝对抗演习中得到了较大的应用。

2、滚转靶弹从立项研制到实际飞行，半实物仿真是其必不可少的重要环节。低速滚转靶弹的滚转角速度一般在每秒几转到每秒几十转之间，在半实物仿真时滚转角速度对应三轴转台的内框轴，内框轴的转动速度一般低于每秒三转，因此除非使用定制转台或者滚转导弹的专用转台，否则一般的三轴转台难以达到半实物仿真的使用需求，因此大部分低速滚转靶弹都不进行带转台的半实物仿真以节省成本。

3、目前，由于普通三轴转台的内框轴转速较低，不满足低速滚转靶弹半实物仿真的需求，而虽然定制转台可满足使用要求，但是使用定制转台成本高昂，低速滚转导弹的专用转台大多在院所或者军工厂所中，一般不对外开放，且即便对外开放也要耗费大量的人力、时间和金钱。若不使用转台而进行半实物仿真，则对各分系统和整体链路的验证不够充分，容易增大飞行试验失败的风险，因此，如何基于普通三轴转台实现对低速滚转靶弹的半实物仿真是当前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种滚转靶弹的半实物仿真方法、装置、系统和存储介质，以解决现有技术不能基于普通三轴转台实现对低速滚转靶弹的半实物仿真的技术问题。

2、第一方面，本发明提供了一种滚转靶弹的半实物仿真方法，包括：获取三轴转台内框轴的零位指向和三轴转台所在地的纬度；解算滚转靶弹六自由度模型获得靶弹状态仿真信息，其中，所述靶弹状态仿真信息包括滚转靶弹本体系的滚转角速度、俯仰角速度、偏航角速度和三轴加速度；根据三轴转台内框轴的零位指向、三轴转台所在地的纬度、三轴转台类型、地球自转角速度、制导一体机安装误差、滚转靶弹本体系的滚转角速度、俯仰角速度及偏航角速度解算三轴转台中框转角和外框转角；基于所述中框转角和所述外框转角生成转角控制指令，并把所述转角控制指令发送给转台机柜，通过所述转角控制指令控制所述转台机柜驱动三轴转台的外框和中框旋转并将内框固定；将所述靶弹状态仿真信息发送给制导一体机；接收检测到的舵摆角信息，其中，所述舵摆角信息通过舵机控制器根据舵偏角指令驱动舵机运动后检测舵机状态得到，所述舵偏角指令通过制导一体机基于所述靶弹状态仿真信息进行导航解算和控制解算得到；返回解算滚转靶弹六自由度模型的步骤并进入下一轮仿真，直至仿真结束。

3、可选地，在根据三轴转台内框轴的零位指向、三轴转台所在地的纬度、三轴转台类型、地球自转角速度、制导一体机安装误差、滚转靶弹本体系的滚转角速度、俯仰角速度及偏航角速度解算三轴转台中框转角和外框转角之前，还包括：获取三轴转台的制导一体机安装误差，其中，所述制导一体机安装误差包括通过三轴转台回零和制导一体机自校准得到的滚转角、俯仰角和偏航角。

4、可选地，根据三轴转台内框轴的零位指向、三轴转台所在地的纬度、三轴转台类型、地球自转角速度、制导一体机安装误差、滚转靶弹本体系的滚转角速度、俯仰角速度及偏航角速度解算三轴转台中框转角和外框转角，包括：若三轴转台的类型为卧式转台，则根据以下公式解算三轴转台中框转角和外框转角：

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7、

8、其中，和分别为卧式三轴转台的外框转角变化率和中框转角的变化率，、、和均是角速度的过渡状态，和分别为卧式三轴转台的外框转角和中框转角，、和分别为制导一体机安装误差中的俯仰角、滚转角和偏航角，、、分别为滚转靶弹本体系的滚转角速度、偏航角速度及俯仰角速度，为内框轴的零位指向，为三轴转台所在地的纬度，为地球自转角速度。

9、可选地，根据三轴转台内框轴的零位指向、三轴转台所在地的纬度、三轴转台类型、地球自转角速度、制导一体机安装误差、滚转靶弹本体系的滚转角速度、俯仰角速度及偏航角速度解算三轴转台中框转角和外框转角，包括：若三轴转台的类型为立式转台，则根据以下公式解算三轴转台中框转角和外框转角：

10、

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12、

13、其中，和分别为立式三轴转台的中框转角变化率和外框转角的变化率，、、和均是角速度的过渡状态，和分别为立式三轴转台的中框转角和外框转角，、和分别为制导一体机安装误差中的俯仰角、滚转角和偏航角，、、分别为滚转靶弹本体系的滚转角速度、偏航角速度及俯仰角速度，为内框轴的零位指向，为三轴转台所在地的纬度，为地球自转角速度。

14、可选地，将所述靶弹状态仿真信息发送给制导一体机的时刻为把所述转角控制指令发送给转台机柜后经过预设时间时延后的时刻。

15、可选地，在仿真过程中三轴转台的内框轴处于锁死状态。

16、可选地，滚转靶弹的半实物仿真方法，还包括：在仿真结束后，将仿真过程产生的仿真数据传输给上位机存储。

17、第二方面，本发明提供了一种低速滚转靶弹的半实物仿真装置，包括：纬度获取模块，用于获取三轴转台内框轴的零位指向和三轴转台所在地的纬度；自由度解算模块，用于解算滚转靶弹六自由度模型获得靶弹状态仿真信息，其中，所述靶弹状态仿真信息包括滚转靶弹本体系的滚转角速度、俯仰角速度及偏航角速度；转角解算模块，用于根据三轴转台内框轴的零位指向、三轴转台所在地的纬度、三轴转台类型、地球自转角速度、制导一体机安装误差、滚转靶弹本体系的滚转角速度、俯仰角速度及偏航角速度解算三轴转台中框转角和外框转角；转角控制模块，用于基于所述中框转角和所述外框转角生成转角控制指令，并把所述转角控制指令发送给转台机柜，通过所述转角控制指令控制所述转台机柜驱动三轴转台的外框和中框旋转并将内框固定；信息发送模块，用于将所述靶弹状态仿真信息发送给制导一体机；信息接收模块，用于接收检测到的舵摆角信息，其中，所述舵摆角信息通过舵机控制器根据舵偏角指令驱动舵机运动后检测舵机状态得到，所述舵偏角指令通过制导一体机基于所述靶弹状态仿真信息进行导航解算和控制解算得到；仿真闭环模块，用于返回解算滚转靶弹六自由度模型的步骤并进入下一轮仿真，直至仿真结束。

18、第三方面，本发明提供了一种低速滚转靶弹的半实物仿真系统，包括：三轴转台、转台机柜、仿真机、舵机控制器、舵机、制导一体机、上位机和网络连接设备，所述网络连接设备用于实现所述仿真机与所述制导一体机、所述转台机柜、所述舵机控制器和所述上位机之间的通信连接，所述制导一体机和所述舵机控制器通信连接，所述转台机柜和三轴转台通信连接，所述仿真机用于执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的滚转靶弹的半实物仿真方法。

19、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的滚转靶弹的半实物仿真方法。

20、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

21、本发明提供的一种滚转靶弹的半实物仿真方法、装置、系统和存储介质，通过获取三轴转台内框轴的零位指向和三轴转台所在地的纬度，解算滚转靶弹六自由度模型获得靶弹状态仿真信息，根据三轴转台内框轴的零位指向、三轴转台所在地的纬度、三轴转台类型、地球自转角速度、制导一体机安装误差、滚转靶弹本体系的滚转角速度、俯仰角速度及偏航角速度解算三轴转台中框转角和外框转角，基于所述中框转角和所述外框转角生成转角控制指令，并把所述转角控制指令发送给转台机柜，通过所述转角控制指令控制所述转台机柜驱动三轴转台的外框和中框旋转并将内框固定，将所述靶弹状态仿真信息发送给制导一体机并接收检测到的舵摆角信息，实现了在固定三轴转台的内框的情况下解算三轴转台的外框转角和内框转角从而进行半实物仿真，只需要利用普通三轴转台的外框和中框就可以实现滚转靶弹的半实物仿真，不需要特制的三轴转台，极大降低半实物仿真成本。