一种作战型无人机模拟训练系统及操作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种作战型无人机模拟训练系统及操作方法。该系统包括航迹规划设备端、飞控设备端、载荷及火控设备端、视景仿真设备端、教学管理终端以及路由设备端。航迹规划设备端用以规划飞行航迹，其与飞控设备端通信连接，飞控设备端根据飞行航迹操纵无人机飞行，并对飞行过程中的环境进行仿真，载荷及火控设备端根据飞行航迹和飞行环境进行载荷控制和发射，视景仿真设备端用于接收机载下行数据，其经由路由器与教学管理终端通信连接。本发明专利技术系统仿真度高，采用真实高程数据和高精度卫片制作三维地形，具有与外场实飞般体验感；具有训练中任务提醒功能和多种任务模式选择性训练功能；具有一对多功能，可同时接入多组学员进行培训。

【技术实现步骤摘要】
一种作战型无人机模拟训练系统及操作方法
本专利技术涉及一种无人机模拟训练系统及操作方法，尤其涉及一种作战型无人机模拟训练系统及操作方法。
技术介绍
随着作战型无人机技术的日趋成熟，无人机驾驶员的需求量也在不断增加。无人机机组人员操控技术和配合能力，在很大程度上决定了作战任务的成功率，而掌握熟练的操控技术和配合能力需要进行大量的训练。如果采用真机外场实飞条件对无人机机组人员进行训练，则需要消耗大量的时间、人力和物力成本，不仅无法保证经验不足人员可能造成的损失，而且在任务模拟、天气条件和时间条件上还具有一定的局限性，无法快速培养大量无人机机组人员。以上这些问题均会严重影响作战型无人机的实际使用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题主要针对以上现状的不足，提供一种作战型无人机模拟训练系统及其操作方法。本专利技术的作战型无人机模拟训练系统包括航迹规划设备端、飞控设备端、载荷及火控设备端、视景仿真设备端、教学管理终端以及路由设备端；所述航迹规划设备端、飞控设备端、载荷及火控设备端、视景仿真设备端以及教学管理终端通过路由设备端完成局域网组建，所述航迹规划设备端用以规划飞行航迹，并将航迹文件通过局域网共享给飞控设备端，所述飞控设备端完成起飞前检查，根据所规划飞行航迹操纵无人机飞行，并对飞行过程进行仿真，所述载荷及火控设备端根据飞行环境控制载荷搜寻和锁定目标并完成武器发射，所述视景仿真设备端通过局域网接收机载下行数据，生成第三人称、光电载荷和前视摄像头视景，所述教学管理终端通过视景和局域网，监管整个培训过程。优选所述航迹规划设备端为任务指挥官席位，包括1个显示器和航迹规划主机，航迹规划主机包含地理信息模块、航迹规划模块、下行链路数据接收模块和定位显示模块，其中航迹规划模块通过局域网共享飞行航迹文件给飞控设备端，下行链路数据接收模块通过UDP协议，以组播形式接收局域网中传输的所有机载下行数据。优选所述飞控设备端为飞行员席位，包括4个显示器、飞控主机和操纵装置，4个显示器分别用于显示航迹规划软件界面、光电载荷视景、飞控仿真软件界面和视景仿真设备端生成的前置摄像头视景，飞控主机包含下行链路数据接收模块、飞行控制模块、飞行仿真模块和机载飞控下行数据发送模块，其中下行链路数据接收模块通过UDP协议，以组播形式接收局域网中传输的所有机载下行数据，飞行控制模块通过局域网接收航迹规划设备端共享的航迹文件，机载飞控下行数据发送模块通过UDP协议，以组播形式向局域网下发飞行状态参数，飞行仿真模块能够模拟无人机起飞前检查以及操纵无人机飞行。优选所述载荷及火控设备端为载荷操作手席位，包括4个显示器、载荷及火控主机和操纵装置，4个显示器分别用于显示航迹规划软件界面、光电载荷视景、载荷及火控仿真软件界面和视景仿真设备端生成的光电载荷视景，载荷及火控主机包含下行链路数据接收模块、载荷及火控控制模块、载荷及火控仿真模块和载荷火控下行数据发送模块，其中下行链路数据接收模块接收局域网中传输的所有机载下行数据，载荷及火控控制模块与载荷及火控仿真模块通过虚拟串口通讯，载荷火控下行数据发送模块通过UDP协议，以组播形式向局域网下发载荷火控的状态参数。优选所述视景仿真设备端包括一台资源可扩展的视景仿真工作站。视景仿真工作站包含机载下行数据接收模块、地理信息模块、模拟仿真模块、视景生成模块和链路下行数据发送模块，其中机载下行数据接收模块通过串口与飞控设备端连接，接收机载飞控参数，模拟仿真模块根据机载下行数据完成无人机位置姿态的仿真，视景生成模块根据前置摄像头以及光电载荷参数，生成视景，链路下行数据发送模块通过UDP协议，以组播形式向局域网下发所有机载下行状态参数。优选所述教学管理终端为教练员席位，包括6个显示器、教学管理终端主机，6个显示器分别用于显示航迹规划软件界面、终端控制软件界面、飞控仿真软件界面、第三人称视景、光电载荷视景和前置摄像头视景，可实时监控无人机姿态信息和学员操作，教学管理终端主机包含数据接收模块、任务选择模块、目标添加模块、数据发送模块和考核评估模块，其中数据接收模块通过UDP单播形式从视景仿真设备端接收培训课程反馈参数，数据发送模块通过UDP单播形式向飞控设备端和视景仿真设备端发送控制指令，考核评估模块用于教练员对学员进行实时监管和考核。一种作战型无人机模拟训练系统操作方法，包括如下步骤：步骤一、开启训练系统所有设备及设备端软件；步骤二、教练员登陆终端控制软件选择培训/考核内容，包括设置地形选择、任务选择、天气选择和目标添加等项，并点击“开始”按钮开始培训；步骤三、学员根据设定的培训/考核内容，按照软件引导提示，开始进行作战任务前的航迹规划、飞机状态检测和载荷及火控状态检测；步骤四、飞行员按照规划航迹完成无人机起飞操作，载荷操作手开始搜寻目标，任务指挥官随时指挥作战；步骤五、搜寻并锁定目标后，载荷操作手给武器上电，完成武器系统初始化，开启载荷激光照射模式，并发送打击请求，准备打击目标；步骤六、任务指挥官下达打击许可后，载荷操作手点击“发射”按钮，完成武器发射，并保持载荷处于跟踪状态，且目标位于载荷视角中心位置；步骤七、命中目标后，进行毁伤评估，若未摧毁目标，则调整好航向并选择其他武器上电，重复步骤五和步骤六，直至完成打击任务并返航；步骤八、软件自评给出培训/考核评分，判断学员是否通过此次培训。优选教练员能够实时监管培训过程，随时添加静态和动态目标，注入故障，修改天气干扰等因素，随时开始、停止或者更改当前培训任务。优选具有教练员账号登陆控制功能，防止他人误操作。本专利技术的有益效果主要体现在：第一，具有火控仿真模块，可针对作战型无人机进行模拟训练，模拟火控操作流程及武器打击过程；第二，具有航迹规划端、飞控设备端、载荷及火控设备端，可实现任务指挥官、飞行员和载荷操作手分工协同作战；第三，远程监管，教练员可远程监管学员操作，控制整个培训过程，并对学员进行考核；第四，仿真度高，视景生成软件中三维地形采用真实高程数据和高精度卫片制作而成，具有与外场实飞体验感；第五，交互性强，教练员设定好训练任务以后，学员操作中有任务提醒功能，可辅助指导；第六，训练资源丰富，具有多块地形+多任务模式+多目标，可进行组合性训练；第七，扩展性强，教学控制终端可同时接入多组学员进行培训。附图说明图1是该作战型无人机模拟训练系统结构示意图。图2是该作战型无人机模拟训练系统硬件布局结构图。图3(1)、(2)是该作战型无人机模拟训练系统操作方法流程图。图1中：1.航迹规划设备端101显示器，102航迹规划主机，103航迹规划软件，1031地理信息模块，1032航迹规划模块，1033下行链路数据接收模块，1034定位显示模块。2.飞控设备端201显示器，2011航迹规划软件界面，2012光电载荷视景，2013飞控仿真软件界面，2014前置摄像头视景，202飞控主机，203操纵装置，204飞控仿真软件，2041下行链路数据接收模块，2042飞行控制模块，2043飞行仿真模块，2044机载飞控下行数据发送模块。3.载荷及火控设备端301显示器，3011航迹规划软件界面，3012光电载荷视景，3013载荷及火控仿真软件界面，3014光电载荷视景，302载荷及火控主机，303操纵装置，30本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种作战型无人机模拟训练系统，其特征在于：包括航迹规划设备端、飞控设备端、载荷及火控设备端、视景仿真设备端、教学管理终端以及路由设备端；所述航迹规划设备端、飞控设备端、载荷及火控设备端、视景仿真设备端以及教学管理终端通过路由设备端完成局域网组建；所述航迹规划设备端用以规划飞行航迹，并将航迹文件通过局域网共享给飞控设备端，所述飞控设备端完成起飞前检查，根据规划飞行航迹操纵无人机飞行，并对飞行过程进行仿真，所述载荷及火控设备端根据飞行环境控制载荷搜寻和锁定目标并完成武器发射，所述视景仿真设备端通过局域网接收机载下行数据，生成第三人称、光电载荷和前视摄像头视景，所述教学管理终端通过视景和局域网，监管整个培训过程。

【技术特征摘要】
1.一种作战型无人机模拟训练系统，其特征在于：包括航迹规划设备端、飞控设备端、载荷及火控设备端、视景仿真设备端、教学管理终端以及路由设备端；所述航迹规划设备端、飞控设备端、载荷及火控设备端、视景仿真设备端以及教学管理终端通过路由设备端完成局域网组建；所述航迹规划设备端用以规划飞行航迹，并将航迹文件通过局域网共享给飞控设备端，所述飞控设备端完成起飞前检查，根据规划飞行航迹操纵无人机飞行，并对飞行过程进行仿真，所述载荷及火控设备端根据飞行环境控制载荷搜寻和锁定目标并完成武器发射，所述视景仿真设备端通过局域网接收机载下行数据，生成第三人称、光电载荷和前视摄像头视景，所述教学管理终端通过视景和局域网，监管整个培训过程。2.根据权利要求1所述的一种作战型无人机模拟训练系统，其特征在于：所述航迹规划设备端为任务指挥官席位，包括1个显示器和航迹规划主机，航迹规划主机包含地理信息模块、航迹规划模块、下行链路数据接收模块和定位显示模块，其中航迹规划模块通过局域网共享飞行航迹文件给飞控设备端，下行链路数据接收模块通过UDP协议，以组播形式接收局域网中传输的所有机载下行数据。3.根据权利要求1所述的一种作战型无人机模拟训练系统，其特征在于：所述飞控设备端为飞行员席位，包括4个显示器、飞控主机和操纵装置，4个显示器分别用于显示航迹规划软件界面、光电载荷视景、飞控仿真软件界面和视景仿真设备端生成的前置摄像头视景，飞控主机包含下行链路数据接收模块、飞行控制模块、飞行仿真模块和机载飞控下行数据发送模块，其中下行链路数据接收模块通过UDP协议，以组播形式接收局域网中传输的所有机载下行数据，飞行控制模块通过局域网接收航迹规划设备端共享的航迹文件，机载飞控下行数据发送模块通过UDP协议，以组播形式向局域网下发飞行状态参数，飞行仿真模块模拟无人机起飞前检查以及操纵无人机飞行。4.根据权利要求1所述的一种作战型无人机模拟训练系统，其特征在于：所述载荷及火控设备端为载荷操作手席位，包括4个显示器、载荷及火控主机和操纵装置，4个显示器分别用于显示航迹规划软件界面、光电载荷视景、载荷及火控仿真软件界面和视景仿真设备端生成的光电载荷视景，载荷及火控主机包含下行链路数据接收模块、载荷及火控控制模块、载荷及火控仿真模块和载荷火控下行数据发送模块，其中下行链路数据接收模块接收局域网中传输的所有机载下行数据，载荷及火控控制模块与载荷及火控仿真模块通过虚拟串口通讯，载荷火控下行数据发送模块通过UDP协议，以组播形式向局域网下发载荷火控的状态参数。5.根据权利要求1所述的一种作战型无人机模拟训练系统，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩，嵇治刚，吕松天，刁兆亮，丛晖，宋扬，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11