一种临近空间飞行器电子侦察综合仿真方法与流程

本发明属于电子侦察仿真领域，涉及一种临近空间飞行器电子侦察综合仿真方法。

背景技术：

1、临近空间飞行器有着重要而广泛的应用。对港口、机场通讯、测控等无线电辐射源进行侦察定位，对于实施针对性电子干扰具有重要作用；对交通管制、生命救援、无线电频谱管理等方面发挥重要作用。随着电子战技术的不断提升，临近空间飞行器侦察算法的改进也越来越快，单独编写的仿真程序常在评估速度和精度上有所不足。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种临近空间飞行器电子侦察综合仿真方法，解决了临近空间飞行器电子侦察系统仿真验证的问题，使综合仿真系统可以直接进行电子侦察定位、跟踪等算法的仿真，提高了临近空间飞行器电子侦察仿真的精度和速度。

2、本发明解决技术的方案是：

3、一种临近空间飞行器电子侦察综合仿真方法，包括：

4、构建动态仿真环境；

5、对目标雷达系统进行仿真建模；

6、对信号大气传播特性进行仿真建模；

7、对临近空间飞行器电子侦察载荷进行建模仿真；

8、实现场景可视化与结果输出。

9、在上述的一种临近空间飞行器电子侦察综合仿真方法，构建动态仿真环境的具体方法为：

10、s11、载入临近空间飞行器数据；

11、s12、采用多种目标运动的动力模型组合来模拟地面、海面、空中目标实体的运动动作链；

12、s13、根据目标雷达及初始设置信息，在完成单次扫描的时间段内，驱动飞行器的运动仿真，建立目标与飞行器的空间位置关系及目标雷达的波束指向关系；根据目标雷达及载荷之间相对位置关系，以及目标雷达和载荷的工作参数获得航路规划。

13、在上述的一种临近空间飞行器电子侦察综合仿真方法，所述s11中，临近空间飞行器数据包括单个或多个临近空间飞行器的位置、姿态、运动参数数据；所述s12中，运动动作链通过constant-velocity模型、constant-acceleration模型和constant-turn rate模型的不同组合实现模拟。

14、在上述的一种临近空间飞行器电子侦察综合仿真方法，所述目标雷达系统建模仿真为：

15、采用阵元分析法实现天线仿真建模，根据用户自定义的天线参数生成不同阵型、尺寸、频率、指向和阵面误差分布的波束方向图；仿真系统基带参数信号的生成、波束扫描控制和系统发射损耗特性，并根据目标雷达方程建立实体目标及载荷之间的位置、功率关系；

16、目标雷达系统建模仿真的具体方法为：

17、s21、建立系统参数的仿真模型，根据所述目标雷达工作模式仿真建模，通过波形参数仿真基带信号的产生，通过输入参数设置仿真不同参数的目标雷达矢量信号；

18、s22、建立对所述目标雷达天线的仿真建模，根据输入接口获得的天线仿真建模界面输入的孔径尺寸、阵元分布、孔径频率、孔径分布误差和孔径类型仿真计算天线方向图，并根据天线机制仿真相控阵天线或机械扫描天线在各波束指向角的不同波瓣特征。

19、在上述的一种临近空间飞行器电子侦察综合仿真方法，通过信号大气传播特性进行仿真建模，实现计算目标雷达信号在路径上由环境因素带来的衰减情况；在所述大气传播特性的建模仿真中，计算由自由空间损耗、大气损耗、电离层效应、云损耗、雨衰损耗带来的所述目标雷达信号能量损耗。

20、在上述的一种临近空间飞行器电子侦察综合仿真方法，对临近空间飞行器电子侦察载荷进行建模仿真为：

21、根据临近空间飞行器和辐射源平台的实时位置、速度和姿态信息，结合电子侦察载荷及辐射源的系统参数，仿真计算各个电子侦察载荷所接收脉冲信号的各项参数，包括幅度、相位、到达时间；

22、对临近空间飞行器电子侦察载荷进行建模仿真的方法为：

23、s41、打开所述航路规划文件；

24、s42、读取当前仿真时刻所述目标雷达辐射源和所述临近空间飞行器的运动信息；

25、s43、计算所述临近空间飞行器电子侦察载荷接收脉冲信号幅度；

26、s44、计算所述临近空间飞行器电子侦察载荷接收脉冲信号相位、到达时间参数；

27、s45打包所述接收脉冲信号参数并输出，重新判定下一个仿真时刻是否到达所述航路文件末尾；

28、循环s41至s45，直至所述航路文件末尾。

29、在上述的一种临近空间飞行器电子侦察综合仿真方法，所述s21中，系统参数的仿真模型的建立方法为：

30、s211、按照用户设定完成窄带方式和宽带方式的界面设置响应；

31、s212、进入相应的系统参数处理步骤，仿真产生具体的目标雷达脉冲信号和波形，通过波形参数仿真基带信号产生，根据界面设置仿真不同时宽、带宽和重复周期的目标雷达矢量信号；

32、s213、计算目标雷达信号发射功率，并合成计算极化损耗、馈线损耗的损耗，仿真发射部分存在的目标雷达发射信号功率损耗；调用坐标转换标准模块集完成目标雷达天线波束设置。

33、在上述的一种临近空间飞行器电子侦察综合仿真方法，所述s22中，天线仿真建模的方法为：

34、s221、结合用户预设的阵元位置、频点阵元间距、排布矩阵及天线形式，调用方向图初始化模块完成方向图参数的初始化计算；

35、s222、完成天线阵横向、纵向阵元数目的计算，并结合用户选择的通道属性生成和通道、差通道的矩阵排布图；

36、s223、调用窗函数数据库并结合用户选择的加窗方式，对s212的结果进行加窗处理计算；

37、s224、结合s213的结果，计算相位权，并结合幅度权计算幅相误差，根据阵元矩阵形成不同形式的幅相权；

38、s225、结合用户选择输出的方向图类型调用方向图数据库输出最终的目标雷达天线建模参数。

39、在上述的一种临近空间飞行器电子侦察综合仿真方法，对临近空间飞行器电子侦察载荷进行建模仿真包括对电子侦察载荷接收目标雷达信号参数的仿真和对电子侦察载荷接收目标雷达信号幅度的仿真；

40、对电子侦察载荷接收目标雷达信号参数的仿真的方法为：

41、s311、读取系统参数初始化载荷接收参数计算模块，判断是否到达航迹文件末尾；若未到达末尾，进入s312；否则重复s311

42、s312、读取当前时刻临近空间飞行器及辐射源航迹信息，调用前述接收目标雷达脉冲信号幅度计算模块，并将输出结果与预设电子侦察载荷接收灵敏度比较，判定电子侦察载荷是否可以接收当前目标雷达信号脉冲；若当前脉冲信号判定可以接收，进入s313；否则重复s312；

43、s313、调用接收脉冲信号各个参数计算模块；

44、s314、s313计算结束后打包数据，并返回s311判定下一时刻是否到达航迹文件末尾，循环进行s311至s314。

45、在上述的一种临近空间飞行器电子侦察综合仿真方法，对电子侦察载荷接收目标雷达信号幅度的仿真的方法为：

46、s321、计算地固坐标系下的载荷-辐射源距离矢量；

47、s322、计算s321得到的矢量的模，求解信号随传播信道距离增加的功率衰减；

48、s323、计算s321获得的矢量的方向角，进而求解大气衰减带来的信号功率衰减；

49、s324、将该矢量计算结果变换至辐射源天线坐标系，计算其方位角和俯仰角，求解该方向辐射源天线增益；

50、s325、将s321的结果变换至载荷天线坐标系，计算其方位角和俯仰角，求解该方向载荷天线增益；

51、s326、结合辐射源发射功率，系统损耗因素，计算电子侦察载荷接收信号幅值。

52、本发明与现有技术相比的有益效果是：

53、(1)本发明解决了临近空间飞行器电子侦察系统仿真验证的问题，使综合仿真系统可以直接进行电子侦察定位、跟踪等算法的仿真，提高了临近空间飞行器电子侦察仿真的精度和速度；

54、(2)本发明通过对地面、海面、空中目标的建模仿真，仿真临近空间飞行器电子侦察系统接收的信号特性，电子侦察系统根据接收到的信号进行测向定位解算；实现快速、准确的验证和评估；

55、(3)本发明还包括实时态势显示及仿真场景可视化，实现验证评估临近空间飞行器的电子侦察系统的测向定位算法，其仿真精度高，实现速度快，具有良好的应用前景。