Специальное программное обеспечение
Программный комплекс освещения обстановки и решения навигационных задач «Штурман»
"Штурман" выполняет следующие функции по освещению тактической обстановки:
- отображение первичной информации об обстановке на АРМ от различных источников;
- формирование информационного поля в части приёма, ввода и хранения информации от разнородных источников, унификация её по форме представления и выдачи на АРМ;
- отображение, селекция, преобразование формулярных данных об обстановке;
- совмещённое отображение вторичной информации об обстановке (формуляров целей) с первичной информацией от одного из источников на фоне электронной карты;
- возможность дискретного и плавного изменения шкалы, масштабов отображения.
«Штурман» выполняет следующие функции по предупреждению столкновений, расхождению и тактическому маневрированию:
- автоматическое определение опасных целей;
- автоматическое формирование и отображение на экране формуляра с признаком опасности (тревожных сигналов) о наличии опасной цели и при возникновении опасных ситуаций;
- расчёт элементов (параметров) расхождения с целями и рекомендаций по безопасному расхождению с ними;
- выработка рекомендаций по тактическому маневрированию своего корабля;
- отображение текущего направления и расстояния до заданной специальным маркером точки (объекта) на карте и расчётное время прихода в точку с текущей скоростью;
- выработка рекомендаций по маневрированию при плавании по фарватерам и на зигзаге;
- контроль выполнения манёвров кораблём с учётом навигационной безопасности по данным электронной навигационной карты (линии берегов, отмели, банки и т.п.);
- решение задачи контроля положения корабля в ордере с учётом навигационной безопасности по данным ЭНК;
- учёт результатов решения задачи предупреждения столкновений при решении задачи занятия позиции; задача ПС должна работать в фоновом режиме;
- ручной ввод параметров зигзага; отображение всех рассчитываемых курсов, скоростей и времён при обходе навигационных опасностей;
- автоматизированная выработка рекомендаций по маневрированию с учётом расхождения собственного корабля с опасными целями (подвижными и неподвижными).
Штурман» обеспечивает функции по «проигрыванию» манёвров:
- возможность «проигрывания» манёвров по расхождению (в том числе по опасным объектам) и тактического манёвра своего корабля;
- отображение параметров занимаемой позиции при проигрывании манёвра;
- отображение экстраполяции собственного корабля в соответствии с расчётами при проигрывании манёвра.
Имитатор фоно-целевой (тактической) 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.
То есть, если заданы начальные координаты, курс и скорость движения цели, то изменение её положения в пространстве с ходом времени будет развиваться по локсодромической кривой, и пройденное расстояние окажется соответствующим заданной скорости движения.
То есть, если заданы начальные координаты, курс и скорость движения цели, то изменение её 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» — когда 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 пересчёта 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 трёхмерную картину окружающего мира — на основе модельных данных топографической съёмки 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 приближённой 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.
Помимо информации об отдельных целях, имитатор фоно-целевой обстановки впервые в задачах такого класса формирует трёхмерную картину окружающего мира — на основе модельных данных топографической съёмки 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 приближённой 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.
Имитаторы РЛС
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 учётом заданных оператором параметров работы радара, генерируется круговая развёртка «отражённых» радиосигналов (первичная радиолокационная информацию) и формуляры «распознанных» целей (вторичная радиолокационная информация). Имитаторы способны моделировать работу различных типов радиолокаторов и поддерживает 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 развёртки, когда он ориентирован по курсу, а не по северу.
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 развёртки, когда он ориентирован по курсу, а не по северу.
Имитаторы оптико-электронной системы
Помимо радиолокационной обстановки, комплекс средств имитации умеет моделировать окружающий мир в видимом и тепловом диапазонах, тем самым заменяя собой оптико-электронную систему наблюдения, наведения и целеуказания. Он строит трёхмерную модель местности и виртуальных целей, на основании чего производится фотореалистичная прорисовка объектов с ракурса наблюдателя.
При этом оператор может управлять перемещением головной части оптической системы и регулировать кратность приближения, как будто работает с настоящим прибором (собственно, имитатор и в самом деле в любой момент можно заменить настоящей аппаратурой), — имитатор воспроизводит все тактико-технические характеристики и ограничения, заданные в конфигурации комплекса.
При этом оператор может управлять перемещением головной части оптической системы и регулировать кратность приближения, как будто работает с настоящим прибором (собственно, имитатор и в самом деле в любой момент можно заменить настоящей аппаратурой), — имитатор воспроизводит все тактико-технические характеристики и ограничения, заданные в конфигурации комплекса.
Также по команде оператора может имитироваться тепловизионный режим и лазерный дальномер: измеренное расстояние и пеленг цели впечатываются в передаваемое изображение. Причём дальномер имитируется полноценно: возвращаемое значение действительно представляет собой расстояние между головной частью оптической системы и точкой на корпусе цели, куда попадает виртуальный лазерный луч, а не просто дистанцию между центром собственного корабля и центром цели.
Выбор технологии визуализации трёхмерных моделей OpenGL был продиктован принципом кроссплатформенности. Благодаря этому, имитатор оптико-электронной системы, как и все прочие компоненты комплекса, может функционировать не только в операционной системе Windows, но и, например, Linux; не только на платформе Intel x86, но и в других аппаратных средах. При этом достаточного уровня реалистичности изображений удалось достичь, не предъявляя высоких требований к вычислительным ресурсам видеоподсистемы.
Выбор технологии визуализации трёхмерных моделей OpenGL был продиктован принципом кроссплатформенности. Благодаря этому, имитатор оптико-электронной системы, как и все прочие компоненты комплекса, может функционировать не только в операционной системе Windows, но и, например, Linux; не только на платформе Intel x86, но и в других аппаратных средах. При этом достаточного уровня реалистичности изображений удалось достичь, не предъявляя высоких требований к вычислительным ресурсам видеоподсистемы.
Закажите консультацию по решению вашей задачи
Нажимая эту кнопку, вы соглашаетесь с нашей политикой конфиденциальности
АО НПК "Агат-Аквариус"
Copyright © 1997-2023
Copyright © 1997-2023
