[發明專利]一種模型驅動的水下探測體系仿真系統

有效

• 申請號: 201810883973.2
• 申請日: 2018-08-06
• 公開（公告）號: CN110826166B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 孫飛虎;高善國;張揚帆;尹力
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01S7/52;G01S7/539
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;王宇楊

本發明公開了一種模型驅動的水下探測體系仿真系統，所述仿真系統包括：模型庫構建單元、目標單元、通信單元和水聲探測單元；所述模型庫構建單元用于構建決策模型以及協同探測處理模型；構建對目標進行持續探測的探測設備工作模型以及目標工作模型；構建傳感器工作模型；所述目標單元用于根據目標工作模型仿真水下需要監視的具有機動的運動能力和探測能力的實體，并且搭載被動聲納陣；所述通信單元用于根據信號所傳輸的不同信道，模擬信號在信道中的傳輸過程，量化通信性能參數：延時、誤碼與容量；所述水聲探測單元用于模擬仿真海洋環境生成、聲場環境分析以及噪聲信號、回波信號生成；同時根據不同探測平臺的運動模型模擬不同信息級的探測數據。

技術領域

本發明涉及水下探測體系仿真領域，尤其涉及一種模型驅動的水下探測體系仿真系統。

背景技術

藍色海洋是21世紀人類探索的重要領域，豐富的海洋資源是寶貴的財富，但是廣闊的海岸線也給海防帶來極大的挑戰。雖然當前海上探測裝備、探測手段不斷發展更新，但是如何實現對海洋的全方位、立體化的監控探測仍是十分艱巨的任務。通過體系技術，聯合多種探測設備和多種探測手段能夠顯著提高區域的探測能力，實現水下探測能力“1+12”的效果，是提高海洋防衛能力的有效手段。

隨著網絡中心戰向數據中心戰的深入發展，體系技術在水下探測上發揮越來越大的作用。美國水下探測系統從早期的SOSUS、FDS、ADS，發展為綜合水下監視系統到IUSS、廣域海網Seaweb、近海水下持續監視網絡PLUSNet等，近年來重點發展云環境下的XDATA、海軍戰術云參考實施”(NTCRI)等等。總之，美國的水下探測系統綜合利用多種探測設備，利用體系技術對水下環境進行全方位的探測，以保證水下安全。

由于水下探測體系是多個探測系統的有機組成，因此仿真方法成為研究體系的一種高效、低成本的方式。High Level Agriculture(HLA)是一個可用來構建分布式仿真部件的軟件框架，它包含具有可重用性的構架和功能集，能為多種不同仿真部件組成的復雜仿真系統提供支持。2000年，HLA成為分布式仿真的國際通用標準IEEE1516，在各個領域的分布式仿真體系中得到廣泛應用。基于HLA，美國海軍研制了用于海軍裝備的RTI-S仿真服務程序。

發明內容

本發明的目的是服務于水下探測體系建設需求，滿足柔性可重組的體系資源配置、算法驗證與效能評估需求，提出一種模型驅動的水下探測體系仿真系統。

為了實現上述目的，本發明提出了一種模型驅動的水下探測體系仿真系統，所述仿真系統包括：模型庫構建單元、目標單元、通信單元和水聲探測單元；

所述模型庫構建單元，用于構建特定探測樣式下協同探測、發現、跟蹤行為的決策模型以及協同探測處理模型；構建對目標進行持續探測的探測設備工作模型以及目標工作模型；構建對目標進行搜索、識別、定位與跟蹤的傳感器工作模型；

所述目標單元，用于根據目標工作模型仿真水下需要監視的具有機動的運動能力和探測能力的實體，并且搭載被動聲納陣；

所述通信單元，用于根據信號所傳輸的不同信道，模擬信號在信道中的傳輸過程，量化通信性能參數：延時、誤碼與容量；

所述水聲探測單元，用于模擬仿真海洋環境生成、聲場環境分析以及噪聲信號、回波信號生成；同時根據不同探測平臺的運動模型模擬不同信息級的探測數據。

作為上述系統的一種改進，所述決策模型包括兩個層級的行為決策，一方面包括體系內裝備部署與協同配置的行為決策，另一方面包括設備系統工作的行為決策；

所述協同探測處理模型，用于處理多探測源探測到的目標以及其它綜合情報的目標信息，包括利用雷達、聲納以及各類探測手段獲取的水面、水下目標信息，通過多源、多類信息融合處理，按照一定的規則進行方位關聯或航跡關聯，區分水面、水下目標，形成目標態勢；

所述探測設備工作模型包括多個探測節點的協同工作模型；