一种实兵交战的射击模拟实现方案的制作方法

本发明涉及一种射击模拟实现方案，具体涉及一种实兵交战的射击模拟实现方案，属于实兵交战。

背景技术：

1、随着军队的发展，军队的训练模式也朝着数字化、现代化的方向迈进，因此数字化实兵交战系统应运而生。

2、数字化实兵交战系统建立在数字通信的基础上，云端服务器与士兵终端通过大量的数据计算与交换，实现实兵对抗。基于此，数字化实兵交战系统可划分为真实战场与虚拟战场。真实战场为现实世界中发生的交战，虚拟战场为云端服务器在系统中模拟真实战场中发生的事件而产生的战场。两个战场通过传感器进行相互映射，在真实战场发生的行为，将在虚拟战场中低延迟地重现，并将结果反馈给真实战场。

3、对于数字化实兵交战系统，其难点在于如何将真实世界中发生的事件，在一定的误差允许范围内精准地反应到虚拟战场上。

4、为了克服上述难题，在数字化实兵交战系统中实现一种全新的更真实、更全面、更精准的射击模拟方案是有必要的。

技术实现思路

1、为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种实兵交战的射击模拟实现方案。

2、为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

3、一种实兵交战的射击模拟实现方案，包括云端服务器、rtk模块、通信基站、单兵主控单元、武器主控单元；

4、所述单兵主控单元安装于士兵的背甲或头盔上；所述武器主控单元挂载于武器上，且内置陀螺仪；

5、所述单兵主控单元和武器主控单元均设有rtk模块，所述rtk模块负责为单兵主控单元、武器主控单元提供rtk定位数据，rtk基站为rtk定位数据提供基准点；

6、所述通信基站负责单兵主控单元、武器主控单元和云端服务器之间的数据的转递；

7、基于rtk基站的经纬度绝对坐标建立相对坐标系，所述云端服务器根据通信基站转递的单兵主控单元、武器主控单元的rtk定位数据计算武器和目标士兵之间的距离，结合陀螺仪反馈的偏航角、俯仰角判定目标士兵是否被激发的武器命中，并将被命中信息经通信基站转递给被命中的目标士兵。

8、上述相对坐标系的建立：

9、以真实战场的任意位置或rtk基站为原点，东经方向为x轴，北纬方位为y轴，垂直重力反方向为z轴，建立空间直角坐标系；在虚拟战场构建与空间直角坐标系对应的相对坐标系；

10、将武器、士兵的经纬度坐标减去基站的经纬度坐标，得到其在相对坐标系中位置坐标。

11、上述陀螺仪使用时的预校正，步骤为：

12、a1、将武器的枪口指向rtk基站；

13、a2、根据武器与rtk基站的经纬度坐标计算出武器相对rtk基站的角度，然后对陀螺仪的输出角度进行角度补偿，统一陀螺仪输出的磁北角与根据经纬度坐标计算所得的真北角。

14、上据所述武器反馈的rtk定位数据，云端服务器将武器的击打方式分为固定火力模式与移动火力模式，具体为：

15、所述固定火力模式为云端服务器检测到连续多个rtk定位数据出现在一个较小的、固定的区间范围时，采用平均算法输出一个确定的定位数据，同时以此定位数据进入固定火力模式；

16、当rtk定位数据快速改变并超出此区间范围时，则退出固定火力模式，进入移动火力模式。

17、设定武器攻击的距离阈值，上述云端服务器根据阈值，将对弹道路径的计算分为直接瞄准法和间接瞄准法，具体为：

18、根据实时的rtk定位数据判断武器和目标士兵之间的距离；

19、在阈值范围内，若无目标士兵，则云端服务器采用间接瞄准法计算弹道路径；

20、在阈值范围内，若有受击目标，则云端服务器采用直接瞄准法计算弹道路径，并当射击无有效命中时，切换为间接瞄准法计算弹道路径；

21、所述直接瞄准法为基于直线的弹道路径计算，间接瞄准法为基于曲线的弹道路径计算。

22、进一步的，上述直接瞄准法适用于地形起伏不大、海拔高度变化不显著的小型战场区域内的所有武器的弹道路径的计算。

23、进一步的，上述直接瞄准法的命中判定：包括角度判定、距离判定；

24、所述角度判定为：武器激发后，云端服务器根据陀螺仪反馈的偏航角所得的角度值，与根据rtk定位数据所得的角度值一一比对，如果有角度值差距较小的目标，则根据相对距离的远近判断是否命中；

25、所述距离判定为：武器激发后，云端服务器根据陀螺仪反馈的偏航角进行直线延长，然后计算目标 的坐标点到该直线的空间距离，当空间距离处于某一范围内时，则判断为命中。

26、上述对于目标士兵的rtk定位数据的输出频率：

27、于非战斗状态为第一低频输出，于战斗状态为第一高频输出。

28、上述的射击模拟实现方案，还包括设有rtk模块的载具，所述载具表示为移动的掩体复合物，包括坦克、装甲车；

29、所述rtk模块负责为载具提供rtk定位数据，并经通信基站反馈至云端服务器；

30、所述载具的rtk定位数据的输出频率，于非战斗状态为第二低频输出，于战斗状态为第二高频输出。

31、于战斗状态，所述陀螺仪进入高频数据输出模式；于非战斗状态，所述陀螺仪进入低频数据输出模式。

32、本发明的有益之处在于：

33、本发明的一种实兵交战的射击模拟实现方案，实现用数据流代替激光子弹的枪械射击模拟方案，解决背景中提到的基于激光的实兵交战系统的技术问题，具有以下优点：

34、1、数字弹药取代激光子弹，可模拟直瞄与间瞄火力，实现弹道的轻松计算。同时兼容各种口径的弹药，使武器打击效果更加贴近实际，整体实兵演练战场更加接近实战。

35、2、直接瞄准和间接瞄准的划分，配置直接瞄准算法和间接瞄准的切换。系统先根据rtk定位信息进行距离判定，在一定的距离范围内，无受击目标时，直接采用间瞄算法，计算弹道；有目标时，首先采用直瞄算法，当射击无有效命中时，再切换为间瞄算法，以此节约系统运算资源。

36、3、通过高精度定位与高精度定向技术相结合的方式，可以获取准确的位置与方向信息。同时结合贴近现实的物理算法，精确地计算出弹道模型。

37、本发明的实兵交战的射击模拟实现方案，在提升作战演习培训成效方面展现了巨大价值。此方案具有出色的兼容性，无论在何种复杂地形环境下，都能适应自如，并能够涵盖各种枪械、火炮等多元化的军事装备模拟需求，真正再现了逼真的战斗现场。同时，方案充分利用先进技术，实现虚拟兵力的模拟投放，提供了一种高效、贴近实战且严谨的训练手段。

38、通过模拟射击训练，可以在不同场景下锻炼战斗技能，提高战术运用能力，以及在真实战场环境中所需的指挥协调素质，具有很强的实用性和广泛地适用性。

技术特征：

1.一种实兵交战的射击模拟实现方案，其特征在于，包括云端服务器、rtk模块、通信基站、单兵主控单元、武器主控单元；

2.根据权利要求1所述的射击模拟实现方案，其特征在于，所述相对坐标系的建立：

3.根据权利要求1所述的射击模拟实现方案，其特征在于，所述陀螺仪使用时的预校正，步骤为：

4.根据权利要求1所述的射击模拟实现方案，其特征在于，根据所述武器反馈的rtk定位数据，云端服务器将武器的击打方式分为固定火力模式与移动火力模式，具体为：

5.根据权利要求1所述的射击模拟实现方案，其特征在于，设定武器攻击的距离阈值，所述云端服务器根据阈值，将对弹道路径的计算分为直接瞄准法和间接瞄准法，具体为：

6.根据权利要求5所述的射击模拟实现方案，其特征在于，所述直接瞄准法适用于地形起伏不大、海拔高度变化不显著的小型战场区域内的所有武器的弹道路径的计算。

7.根据权利要求5所述的射击模拟实现方案，其特征在于，所述直接瞄准法的命中判定：包括角度判定、距离判定；

8.根据权利要求1所述的射击模拟实现方案，其特征在于，所述目标士兵的rtk定位数据的输出频率：

9.根据权利要求1所述的射击模拟实现方案，其特征在于，还包括设有rtk模块的载具，所述载具表示为移动的掩体复合物，包括坦克、装甲车；

10.根据权利要求1所述的射击模拟实现方案，其特征在于，于战斗状态，所述陀螺仪进入高频数据输出模式；于非战斗状态，所述陀螺仪进入低频数据输出模式。

技术总结本发明的一种实兵交战的射击模拟实现方案，单兵主控单元安装于士兵的背甲或头盔；武器主控单元挂载于武器，且内置陀螺仪；RTK模块负责为单兵主控单元、武器主控单元提供RTK定位数据，通信基站负责单兵主控单元、武器主控单元和云端服务器之间的数据的转递；基于RTK基站的经纬度绝对坐标建立相对坐标系，云端服务器根据通信基站转递的单兵主控单元、武器主控单元的RTK定位数据计算武器和目标士兵之间的距离，结合陀螺仪反馈的偏航角、俯仰角判定目标士兵是否被激发的武器命中，并将被命中信息经通信基站转递给被命中的目标士兵。方案充分利用先进技术，兼容性好，实现虚拟兵力的模拟投放，提供了一种高效、贴近实战且严谨的训练手段。技术研发人员：李君,杨东宁,卫黎明受保护的技术使用者：江苏华如防务科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2