[發明專利]一種無人艇環境數據仿真方法

有效

• 申請號: 201810578534.0
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108803374B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 夏家偉;朱旭芳;羅亞松;陳金鑫
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;G05B23/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍;胡藝

本發明公開了一種無人艇環境數據仿真方法，建立無人艇運動模型和海上目標運動模型；根據無人艇當前狀態，按照標準導航格式規定的導航參數，實時計算無人艇的仿真導航數據；根據無人艇的導航狀態和當前仿真海上運動目標的位置，實時計算無人艇導航雷達輸出的雷達輻條數據；依據標準導航格式和雷達輻條數據格式，構建網絡通信報文，將無人艇環境仿真數據輸出至通信網絡。本發明通過設置無人艇航行狀態和各種仿真環境的場景，能測試和驗證各任務系統的有效性，提高無人艇作戰系統開發效率，降低試驗成本。

技術領域

本發明屬于無人船環境仿真軟件系統涉及技術領域，尤其涉及一種實時生成雷達輻條的仿真方法。

背景技術

無人艇是一種無人操作的水面艦艇。主要用于執行危險以及不適于有人船只執行的任務。一旦配備先進的控制系統、傳感器系統、通信系統和武器系統后，可以執行多種戰爭和非戰爭軍事任務。為測試和驗證無人艇控制系統的有效性，提高無人艇作戰系統開發效率，減少試驗成本，通過模擬無人艇所處的環境，建立無人艇環境仿真系統是研究無人艇的必要手段。

發明內容：

為了克服上述背景技術的缺陷，本發明提供一種無人艇環境數據仿真方法，測試和驗證無人艇控制系統的有效性，提高無人艇作戰系統開發效率，減少試驗成本。

為了解決上述技術問題本發明的所采用的技術方案為：

一種無人艇環境數據仿真方法：

步驟1，建立無人艇運動模型和海上目標運動模型；

步驟2，根據無人艇當前狀態，按照標準GPFPS導航報文數據格式規定的導航參數，實時計算無人艇的仿真導航數據；

步驟3，根據無人艇的導航狀態和當前仿真海上運動目標的位置，實時計算無人艇導航雷達輸出的雷達輻條數據；

步驟4，依據標準GPFPS導航報文數據格式和雷達輻條數據格式，構建網絡通信報文，將無人艇環境仿真數據輸出至通信網絡。

較佳地，步驟1建立無人艇運動模型包括建立無人艇位移運動模型，獲取無人艇位移運動模型為無人艇的經緯度坐標其中，Δλ和為無人艇在位移時間Δt內對應的經緯度改變量，為無人艇在啟動位移時刻t₀的經緯度坐標。

較佳地，步驟1建立無人艇運動模型包括建立無人艇姿態運動模型，獲取無人艇姿態運動模型包括無人艇運動到t時刻的

橫搖角

縱搖角

升沉

其中，T_R,T_P,T_H分別為無人艇的橫搖角擺動周期、縱搖角擺動周期和升沉周期，S_R,S_P,S_H分別為無人艇的橫搖角擺動幅值、縱搖角擺動幅值和升沉擺動幅值，θ_R,θ_P,θ_H分別為無人艇的橫搖角初始擺動相位、縱搖角初始擺動相位和升沉初始擺動相位。

較佳地，步驟1建立海上目標運動模型包括獲取在t時刻第i個目標相對無人艇的距離

方位

其中，為時刻t第i個目標相對無人艇的位置。

較佳地，步驟2根據無人艇當前狀態，按照標準GPFPS導航報文數據格式規定的導航參數，實時計算無人艇的仿真導航數據各字段的方法包括：

人工設定無人艇當前航向角C₀，

獲取無人艇當前縱搖值Pitch＝S_Psin(2πt/T_P+θ_P)，