一种引战系统分布式交互仿真平台的构建方法

技术领域

本发明属于引战系统领域，具体为一种引战系统分布式交互仿真平台的构建方法。

背景技术

由于整个引战系统结构的复杂化和规模的巨大化，牵扯到了研究单位下多个部门的配合，按分工不同可以分为精确制导、引信、引战效能仿真等多个方面，使得不同的研究方向的成员分散在研究单位的不同区域，为了满足分布式协同交互仿真的需求，需要使用分布式交互仿真技术建立一个跨地域跨部门的引战系统分布式交互仿真平台。

分布式交互仿真技术在军工方面的应用已经不算是一门新兴技术，已经形成了功能完善的异地分布式交互仿真系统，可以实现信息共享、网络协调、异地指挥等多种功能并成为武器系统研制和评估的重要手段。可以确定的是随着军用仿真应用的发展，军事领域不再是单个系统的仿真而是走向了复杂系统、多系统的联合仿真；不再是单机仿真而是走向分布式仿真，所以必须加快军事仿真领域对分布式交互仿真的研究，力争在该领域达到国外发达国家研究的水平甚至超越对方，为了缩短与国外军事强国的研究差距，实现特定领域跨地域、跨部门、跨研究方向的分布式仿真平台是必须的。现在国内关于引战系统领域的分布式交互仿真应用仍然是不多的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种引战系统分布式交互仿真平台的构建方法，可以给研究引战分布式方面的人员提供一种思路。

为完成发明目的，实现本发明目的的技术解决方案为：一种引战系统分布式交互仿真平台的构建方法，包括如下步骤：

(10)划分引战系统分布式交会仿真的硬件平台，确定仿真计算机，按照整体引战配合仿真过程，所述仿真计算机分为交会弹道仿真计算机、引信仿真计算机、引战效能评估仿真计算机；

(20)创建引战系统分布式辅助软件模块来填充引战系统分布式交互仿真平台结构；

(30)基于C++Builder6.0集成开发环境创建分布式辅助登录验证软件，作为引战系统分布式辅助软件的前置校验模块；

(40)基于C++Builder6.0集成开发环境开发网络通信模块，实现异地计算机的互联互通，作为分布式交互的网络通信基础并作为分布式辅助软件的扩展模块；

(50)创建图像交互模块和文件交互模块，所述图像交互模块和文件交互模块作为分布式辅助软件的扩展模块并使用这两个模块完成引战系统分布式交互仿真平台应用，具体表现形式为异地可视化图像共享、异地文件存储。

优选地，划分引战系统分布式交会仿真的硬件平台的具体步骤包括：

(11)根据引战配合模拟仿真研究涉及的各个子研究部门进行区分，将制导仿真、引信探测仿真、引战系统效能评估三个研究方向对应的子研究部门研究工作抽象为三个具体仿真计算机的计算任务，每一个子研究部门对应一个仿真计算机，具体为交会弹道仿真计算机、引信仿真计算机、引战效能评估仿真计算机；

(12)确定交会弹道仿真计算机，所述交会弹道仿真计算机的任务包括：开展引信参数、战斗部参数、引战总体参数的设计；模拟现实条件下导弹和目标的交会过程，完成指定脱靶量、脱靶方位、弹道数量条件下的弹道抽样工作；

(13)确定引信仿真计算机，所述的任务包括：完成直接命中弹道仿真计算、理想炸点参数计算、实际炸点参数计算，仿真计算结束之后输出仿真数据文件；

(14)确定引战效能评估仿真计算机，所述引战效能评估仿真计算机的任务为接收引信仿真计算机的仿真数据文件完成效能评估任务，展示实际的毁伤可视化结果以及输出效能评估文件；

优选地，创建引战系统分布式辅助软件，每一个本地仿真计算机和一个本地引战系统分布式辅助软件连接，异地部门之间通过异地两个引战系统分布式辅助软件进行连接，引战系统分布式辅助软件调用本地仿真计算机完成仿真计算并将仿真计算的结果通过网络传输给异地的引战系统分布式辅助软件完成资源共享。

优选地，所述前置校验软件的校验方式为：在研究人员使用分布式辅助软件之前，相关研究人员输入用户名、自身名称以及密码进行验证，其中用户名和自身名称用于日志记录；密码验证的方式是从本地计算机文档中查找存储用户名、研究人员名称和密码的加密文件；所述前置校验软件使用MD5加密算法对密码进行加密。

优选地，网络通信模块作为引战系统分布式辅助软件的扩展模块完成引战系统分布式交互仿真平台需要实现的网络连接，包括仿真计算机之间通过本地分布式辅助软件和异地仿真计算机的分布式辅助软件进行网络连接；本地分布式辅助软件和本地仿真计算机节点之间的连接，将本地分布式辅助软件和本地仿真计算机节点连接起来。

优选地，图像交互模块和文件交互模块作为分布式辅助软件的扩展模块，搭建图像交互模块完成异地可视化图像共享，通过获取Windows桌面窗口句柄的方式获取在桌面上绘制的所有图像数据或者利用Windows本身提供的相应的API函数来辅助应用软件和Windows系统交互来实现屏幕截取的功能；结合Windows本身提供的API函数以及C++Builder组件封装的相关API函数配合实现屏幕的截取过程以及图像的实时共享，利用C++Builder的类Socket把指定远程计算机的屏幕信息截取并发送到主机上再显示出来，将远程指定屏幕图像拷贝成文件，再将文件分割成数据流分批发送，接收端再将接收的流文件还原实现监控；

文件交互模块实现异地文件存取，异地文件存取方式是基于文件传输的方式，在需要进行文件传输的部门之间将文件以文件流的方式进行传输，具体传输文件的两端是两个部门对应的分布式辅助软件。

本发明与现有技术相比，其显著优点有：

1、结构化，将整个结构划分为多个仿真计算机，每个仿真计算机负责一部分功能且扩展性高，之后可以在此基础上进行扩展开发。

2、该平台搭建的软件使用C++代码编写，C++代码编写的程序具有很高的运行效率。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明引战系统分布式交互仿真平台的构建主流程图。

图2为图1中引战系统下仿真计算机以及对应部门框架图。

图3为图1中引战系统分布式交互仿真系统模型图。

图4为图1中引战系统分布式交互仿真平台网络通信框架图。

图5为图1中分布式辅助登录软件验证流程图。

图6为异地可视化图像共享结构图。

图7为分布式辅助软件异地文件存储流程。

具体实施方式

如图1所示，本发明引战系统分布式交互仿真平台的构建方法，包括如下步骤：

(10)引战系统分布式交会仿真的硬件平台划分，按照整体引战配合仿真过程，分为交会弹道仿真计算机、引信仿真计算机、引战效能评估仿真计算机；

如图2所示，所述(10)引战系统分布式交会仿真框架拆分步骤包括：

(11)根据引战配合模拟仿真研究涉及的各个子研究部门进行区分，将制导模拟仿真、引信探测仿真、引战效能评估仿真三个研究方向对应的子研究部门研究工作抽象为三个具体仿真计算机的计算任务；

(12)确定交会弹道仿真计算机，该仿真计算机的任务主要是包括两个部分，一个是开展引信参数、战斗部参数、引战总体参数的设计、一个是模拟现实条件下导弹和目标的交会过程，完成指定脱靶量、脱靶方位、弹道数量条件下的弹道抽样工作；

(13)确定引信仿真计算机，该仿真计算机的任务包括三个部分，分别为完成直接命中弹道仿真计算、理想炸点参数计算、实际炸点参数计算，仿真计算结束之后输出仿真数据文件。

(14)确定引战效能评估仿真计算机，该仿真计算机的任务主要是接收引信仿真计算机的仿真数据文件完成效能评估任务，展示实际的毁伤可视化结果以及输出效能评估文件。

交会弹道仿真计算机、引信仿真计算机、引战效能评估仿真计算机三者之间是相互连接的，交互弹道仿真计算机进行仿真计算输出弹道抽样结果数据文件，引信仿真计算机接收弹道抽样结果数据文件进行仿真计算输出炸点计算结果数据文件，引战效能评估仿真计算机接收炸点计算结果数据文件进行仿真计算得到引战效能评估文件，引战效能评估文件又共享给交互弹道仿真计算机和引信仿真计算机进行数据分析。

(20)创建了引战系统分布式辅助软件模块，填充了引战系统分布式交互仿真平台结构；

如图3所示，所述(20)分布式辅助软件模块创建步骤包括：

由于划分出的各个仿真计算机是独立的，所以需要一个辅助软件作为中间媒介完成交互，这里搭建了一个引战系统分布式辅助软件完成中间媒介的功能，创建引战系统分布式辅助软件，每一个本地仿真计算机和一个本地引战系统分布式辅助软件连接，异地部门之间通过异地两个引战系统分布式辅助软件进行连接，引战系统分布式辅助软件调用本地仿真计算机完成仿真计算并将仿真计算的结果通过网络传输给异地的引战系统分布式辅助软件完成资源共享。综上所述整个引战系统分布式交互仿真框架在硬件平台的基础上完成了填充，整体包括交会弹道仿真计算机、引信仿真计算机、引战效能评估仿真计算机以及每个仿真计算机对应的引战系统分布式辅助软件。

(30)基于C++Builder6.0集成开发环境创建了分布式辅助登录验证软件，作为引战系统分布式辅助软件的前置校验模块，完成功能扩展；

如图4所示，所述(30)分布式辅助登录验证软件(分布式辅助软件的前置校验软件模块)的搭建步骤包括：

(31)对于搭建完成的引战系统分布式辅助软件添加了一个前置校验软件模块完成功能扩展，要求研究人员在操作分布式辅助软件之前需要进行登录验证，登录验证主要用于确保分布式辅助软件专人专用，同时该软件还具有记录操作人员日志以及显示最近操作人员信息等功能，方便操作人员查看历史操作人员信息。

(32)本文创建的前置校验软件的校验方式是在研究人员使用分布式辅助软件之前，需要相关研究人员输入用户名、自身名称以及密码进行验证，其中用户名和自身名称用于日志记录。密码验证的方式是从本地计算机文档中查找存储用户名、研究人员名称和密码的加密文件，这里保存用户名、研究人员名称和密码的文件是经过加密后的乱码文件，主要是为了提高安全性，验证的时候程序会将乱码文件解密后再从明文文件中查找对应的用户名和操作人员名称下的密码和实际软件中操作人员输入的密码进行比对，通过即可放行。查不到对应的用户名和操作人员名称或者密码比对失败则不放行，此时需要操作人员重新登陆验证；

(33)为了更近一步提高程序的安全性，该前置校验软件使用MD5加密算法对密码进行了加密，即用户软件中输入的是明文密码，文件中记录的是MD5加密算法加密之后的密码，用户输入明文密码之后，软件校验密码的时候会将用户输入的明文密码进行MD5加密之后再和文件进行比较，这样也保证了记录密码的文件的安全性。

(40)基于C++Builder6.0集成开发环境开发了网络通信模块，实现异地计算机的互联互通，作为分布式交互的网络通信基础并作为分布式辅助软件的扩展模块；

如图5所示，所述(40)基于C++Builder6.0集成开发环境开发网络通信模块步骤包括：

(41)实现C++Builder6.0集成开发环境的下的简易网络互联，主要使用了C++Builder6.0中提供的两个网络组件，C++Builder6.0开发环境中提供了两个控件TClientSocket与TSeverSocket封装了Win Socket编程的各种基本功能，使用这两个控件可以控制客户端Socket与服务器端Socket的连接和通信；

(42)引战系统分布式辅助软件作为各个仿真计算机都持有的软件模块，主要作为引导仿真数据和异地分布式服务软件交互的媒介，网络通信模块作为引战系统分布式辅助软件的扩展模块完成引战系统分布式交互仿真平台需要实现的网络连接，引战系统分布式交互仿真平台需要实现的网络连接主要关注两个方面，一个方面是仿真计算机之间通过本地分布式辅助软件和异地仿真计算机的分布式辅助软件进行网络连接，实现跨地域跨部门的网络连接，这种网络连接主要用于传输本部门仿真计算机输出的仿真结果数据文件等，实现异地交互的功能。另一个方面是本地分布式辅助软件和本地仿真计算机节点之间的连接，将本地分布式辅助软件和本地仿真计算机节点连接起来，实际使用中由仿真计算机完成仿真任务。

(50)创建了图像交互模块和文件交互模块，这两个模块也作为分布式辅助软件的扩展模块并使用这两个模块完成引战系统分布式交互仿真平台应用，具体表现形式为异地可视化图像共享、异地文件存储。

如图6以及图7所示，所述(50)图像交互模块和文件交互模块作为分布式辅助软件的扩展模块，图像交互模块和文件交互模块实现步骤包括：

(51)搭建图像交互模块完成异地可视化图像共享，由于Windows操作系统本身就是图形操作界面，同时在其下的应用软件也都是图形化的。如果想要获取屏幕图像，可以通过获取Windows桌面窗口句柄的方式从而获取在桌面上绘制的所有图像数据。同时Windows本身也提供了相应的API函数来辅助应用软件和Windows系统交互来实现屏幕截取的功能。可以结合Windows本身提供的API函数以及C++Builder组件封装的相关API函数配合实现屏幕的截取过程以及图像的实时共享，其实技术关键就是利用C++Builder的类Socket把指定远程计算机的屏幕信息截取并发送到主机上再显示出来，将远程指定屏幕图像拷贝成文件，再将文件分割成数据流分批发送，接收端再将接收的流文件还原实现监控；

(52)这里的异地可视化图像共享的作用主要用于完成异地部门仿真计算过程中对仿真运行图像的资源共享，以引信仿真计算机和引战效能评估仿真计算机为例，引战效能评估仿真计算机在仿真运行过程会动态显示实时共享弹目相对运行过程、杀伤元飞行轨迹、杀伤元动态飞散锥等图像，这些图像在运行的过程中会通过屏幕图像截取的方式由引战效能评估仿真计算机的分布式辅助软件以文件流发送，引信仿真计算机的分布式辅助软件会接收该文件流，并将图像效果显示在分布式辅助软件上由本地操作人员进行监控。

(53)文件交互模块实现异地文件存取，异地文件存取方式是基于文件传输的方式，在需要进行文件传输的部门之间将文件以文件流的方式进行传输，具体传输文件的两端是两个部门对应的分布式辅助软件。同时为了防止磁盘文件读写过程和传输过程中出现异常，程序中还加入了异常处理方法，对异常进行捕获和处理；

(54)这里的异地文件存取的作用在于各个仿真计算机之间的仿真结果数据文件是需要被共享的，交互弹道仿真计算机进行仿真计算输出弹道抽样结果数据文件，引信仿真计算机接收弹道抽样结果数据文件进行仿真计算输出炸点计算结果数据文件，引战效能评估仿真计算机接收炸点计算结果数据文件进行仿真计算得到引战效能评估文件，引战效能评估文件又共享给交互弹道仿真计算机和引信仿真计算机进行数据分析，这种部门文件之间的相互传输就是通过文件交互模块来完成。

使用本发明方案，实现了一种引战系统分布式交互仿真平台的构建方法，用于引战部门下不同研究方向的子部门之间进行联合仿真并在方案阶段和研制过程中对引战系统仿真进行多方案的评估和选优，使其可以通过联合仿真快速验证引战系统总体性能是否达到设计要求，同时解决研制之后再进行测试的高消耗问题，为各部门提供宝贵的仿真试验数据方便于后期进行改进和改型。