某导弹瞄准训练模拟系统软件关键技术研究

为了解决某些导弹瞄准训练中的一些突出问题，如磨损大、涉及装备过多、易受场地和天气因素影响。基于虚拟现实仿真技术和电子技术，构建了导弹瞄准训练系统。本文讨论了系统的总体设计，并给出了系统软件的设计。重点解决软件设计中数据输入格式转换和数据有效性检查这两个关键技术问题，并提供详细算法和程序代码。该系统可以大大减少磨损，延长作战装备的使用寿命，缩短瞄准实战能力的过程，满足部队的训练需求，节省大量训练经费。

第一节.

介绍

导弹瞄准系统是武器系统导弹地面装备的重要组成部分之一。有必要与运载火箭和导弹合作进行操作训练。受场地、人员、天气等因素影响，使用设备会带来较大的损失，影响设备的作战性能和维修保养率，误用容易造成设备损坏。这些因素都严重影响了军事技术保障训练的实施和武器装备的形成作战力，迫切需要设计运载火箭瞄准模拟训练装备，将瞄准系统等系统分开，以减少实训的损失，且不受时间的影响， 天气等条件，缩短训练周期，满足部队日常作战训练和维护需要。

第二节.

系统整体设计

导弹瞄准模拟训练系统可以充分模拟系统中训练的所有功能，实现导弹调平、导弹旋转、瞄准装备设置、导弹瞄准与维护训练、系统自检和故障查询等功能。该系统由硬件和软件两部分组成。硬件主要包括瞄准训练器、瞄准装置和瞄准专用计算机三部分。瞄准系统由弹头部分、弹丸部分、模拟发射机部分、电控箱和直流电源五部分组成，瞄准设备由专用经纬仪、方位角、磁水平仪、照明设备、三脚架等部件组成，专用瞄准计算机为手持式计算机。系统组成如图1所示。系统硬件主要用于用瞄准设备代替运载火箭和导弹，通过瞄准装置的方向和所需方向的偏差，完成导弹体的垂直姿态调整、垂直基面变换、发射位置瞄准和导弹体的测量。系统软件主要完成瞄准计算，故障查询功能[1]–[3]。

图 1.

系统组成。

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第三节.

系统软件设计

A. 整体设计思路

系统软件程序固化为通用手持计算机，不仅可以实现瞄准计算功能，而且修改了原有瞄准计算程序中的设计漏洞，为瞄准设备设计了故障查询模块。系统软件分为三个模块：针对计算、数据管理和打印。系统软件采用Microsoft的eMbedded Visual Basic和eMbedded Visual C++两种工具进行软件开发，软件计算模块和数据查询模块用eMbedded Visual Basic程序编写，打印功能由eMbedded Visual C++程序编写。使用eMbedded Visual Basic和eMbedded Visual C++开发的软件可以在Windows CE操作系统平台上运行[4]，[5]。系统软件在瞄准计算模块中主要进行角度计算和自检计算，计算过程如图2所示。

图2.

计算过程。

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角度计算公式为：

查看源代码

计算完输入数据后，首先将输入数据从“度、分、秒”格式输入为“度”格式，例如：输入111.37546，表示111度37分54.6秒，需要换算成111.631833333度;然后对输入数据的有效性进行校验，使A1、A2、A3、A4、A5、A6、B0、C2等数据在−360°~+360°之间;下一个要验证的输入数据|（C2−A 5）−（A4−A3）|>0.008∘;最后计算 Bl 和 B2 的值，并将 Bl 和 B2 的值转换为“度”的格式。瞄准计算和自检的软件程序设计难点在于数据输入格式转换和数据有效性检查，其中对输入数据进行检查，避免因测量或操作误差而导致的瞄准精度，使瞄准操作的导弹更加准确可靠。本文重点介绍了数据输入格式转换和数据验证校验的求解方法和详细算法。

B. 数据输入格式转换

1） A1， A2， A3， A4 数据输入转换格式

A1、A2、A3、A4按“度、分、秒”格式输入，A5、A6、A7、B0、C1、C2按“度、子”格式输入。当“度、分、秒”或“度”的格式转换为“度”格式时，必须从输入数据中提取“度”、“分钟”和“秒”，提取“分钟”和“秒”成为一个难题[6]–[11]。本文的解决方案是根据输入数据小数点后面的位数（最多不超过 5 位）考虑不同的解决方案。第一步是判断数据输入是否为负数，如果是负数，则去掉数据的负数，转换完成后恢复负数;第二步是获取小数点的位置，如果小数点是最后一个，则在小数点后加0;第三步是提取“度数”，提取小数点前的数据;第四步是提取“分、秒”，根据小数点后对应的数字给出不同的处理;第五步是提取“度、分、秒”并将它们转换为“度”格式，“度”=度+分钟/60+秒/3600。

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2） 答5.答 6.答 7.B0。C1.C2 数据格式转换

A5、A6、A7、B0、C1、C2的数据格式与A1、A2、A3、A4不同，转换算法是第一步得到小数点的位置，如果最后一位是小数点，则在小数点后加0;第二步是提取“度数”，提取小数点前的数据;第三步是提取“分钟”，根据不同数字处理小数点后的数字;第四步是提取“度，分钟”并转换为“度”的格式，“度”=度+分钟/60。该计划设计如下：

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C. 数据有效性检查

数据有效性检查算法是首先判断数据输入是否完整，然后判断数据是否在−360∘∼+360∘，最后根据数据解释标准对输入数据进行验证：|（C2−A 5）−（A4−A3）|<0.0083333度=0.5分钟

如果结果大于 0.5，则会出现一条警告消息，指出测量或输入数据不正确。该计划设计如下：

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第四节.

结论

在充分考虑某导弹瞄准系统训练和实际操作带来的问题的基础上，通过硬件仿真导弹、发射器和瞄准装置构建仿真训练系统。该系统完全有能力在安装中模拟训练系统的全部功能，训练过程中瞄准设备的照明系统故障率高，针对计算机维护不良和计算程序松动的存在。教学问题得到了改善，从而为针对专业训练摆脱了对实际装备的依赖，解决了导弹运载火箭子系统的训练瓶颈，为部队和机构的训练提供了良好的硬件条件，从而提高了部队的训练水平和机构的教学水平， 并取得了显著的军事经济效益。

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