гофункциональной интегрированной радиолокационной системы или систем многофункционального интегрированного радиолокационного комплекса в реальном времени с имитацией внешней обстановки. При этом моделируются потоки данных( в том числе пиковые). Для подтверждения выбранных технических решений проводится измерение временных интервалов между системными событиями, определяющими выполнение системой задач по назначению.
Имитационные средства стенда
Структурная схема программно-аппаратного комплекса средств имитации в составе демонстрационноотладочного стенда представлена на рисунке 1. Весь комплекс разделен на функциональные компоненты, каждый из которых является самостоятельной технической единицей. Любой макетный образец стенда может быть заменен корабельной аппаратурой в защищенном исполнении без потери функциональности системы. Архитектура стенда позволяет распределить вычислительную нагрузку по обработке данных одной задачи между кластером вычислительных серверов, что снижает требования к производительности каждого из них в отдельности. Распределенная структура комплекса средств имитации отвечает требованиям интерфейса « человек-машина »: каждый оператор находится за определенным рабочим местом и отвечает за те же специфические процессы, что и в реальной информационно-управляющей системе.
Имитатор фоно-целевой обстановки
Первичным источником данных, так или иначе задающим ход работы всех компонентов комплекса, является имитатор фоно-целевой обстановки. Он способен в реальном масштабе времени просчитывать траекторию движения виртуальных целей на основании начальных значений величин, заданных оператором( рис. 2). То есть, если заданы начальные координаты, курс и скорость движения цели, то изменение ее положения в пространстве с ходом времени будет развиваться по локсодромической кривой, и пройденное расстояние окажется соответствующим заданной скорости движения. Такой подход к имитации обстановки фундаментально отличается от популярной концепции « полного ручного управления ». В соответствии с этой концепцией моделируемые параметры движения целей в каждый момент времени задаются органами регулировки на рабочем месте оператора: при этом цель может фактически стоять на месте, но иметь ненулевой вектор скорости. В предложенном и реализованном методе достоверность имитации априорно выше. Кроме того, для удобства отладки алгоритмов относительного движения предусмотрен режим фиктивного пересчета целей по пеленгу и дальности, чтобы цели оставались в окрестности имитируемого собственного корабля.
Помимо информации об отдельных целях, имитатор фоно-целевой обстановки впервые в задачах такого класса формирует трехмерную картину окружающего мира – на основе модельных данных топографической съемки всей земной поверхности( базы данных GSHHS, ETOPO). Благодаря этому виртуальный радар получает возможность имитировать береговую линию, а виртуальный эхолот – имитировать рельеф дна и промеры глубины. Имитация при этом получается максимально приближенной к реальности и в то же время не полностью повторяющей навигационные карты, что выглядит как естественная погрешность измерительных приборов. Кроме того, поскольку модельные данные хранятся со сравнительно низким разрешением, к результату интерполяции подмешивается случайный шум для имитации неровности дна и суши.
Не меньшее внимание, чем для внешних объектов, уделяется моделированию состояния собственного корабля и влиянию на него окружающей среды. Так, например, можно моделировать режим качки путем установки значений периода колебаний по продольной и поперечной осям и амплитуды колебаний, определяющей максимальный крен и дифферент. Активация волнового рыскания позволяет имитировать несоответствие между заданным курсом и фактическим путевым углом.
Имитатор радиолокационных станций
Основным потребителем первичных данных, выдаваемых имитатором фоно-целевой обстановки, является имитатор радиолокационных станций. На основании полученного списка виртуальных целей и картины окружающего мира, а также с учетом заданных оператором параметров работы радара, генерируется круговая развертка « отраженных » радиосигналов( первичная радиолокационная информация) и формуляры « распознанных » целей( вторичная радиолокационная информация). Имитаторы способны моделировать работу различных типов радиолокаторов и поддерживают целый ряд выходных протоколов информационного сопряжения. Располагая полными данными о виртуальных целях, имитатор может транслировать эти данные в частный формат, понятный конкретному потребителю и учитывающий его особенности. Например, если выбранный тип радара не обнаруживает воздушные цели, то в выходных данных такие цели будут отсутствовать.
Как и имитатор фоно-целевой обстановки, виртуальный радар позволяет моделировать негативные внешние факторы. Например, если « пропал » сигнал от спутниковой навигационной системы, в связи с чем положение и направление движение собственного корабля перестают быть достоверно известными, радар можно переключить в режим относительной развертки, когда он ориентирован по курсу, а не по северу.
No. 1( 9) / 2016, Морские информационно-управляющие системы 39