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硕士论文炮兵阵地战场环境信息管理系统研究与设计摘要战场管理系

归档日期:07-06       文本归类:反机降      文章编辑:爱尚语录

  硕士论文炮兵阵地战场环境信息管理系统研究与设计摘要战场管理系统帮助作战人员提高战场信息收集效率加速决策 提高战场资源利用率 监测战场态势。对传统的战场环境信息管理方法进行数字化改进 有助于各级作战单位对气象条件等战场状况快速掌握和反应 提高作战指令传达效率 降低人员负担。本文以某型火箭炮为应用平台

  硕士论文炮兵阵地战场环境信息管理系统研究与设计摘要战场管理系统帮助作战人员提高战场信息收集效率加速决策 提高战场资源利用率 监测战场态势。对传统的战场环境信息管理方法进行数字化改进 有助于各级作战单位对气象条件等战场状况快速掌握和反应 提高作战指令传达效率 降低人员负担。本文以某型火箭炮为应用平台 提出一种自动化、网络化的炮兵阵地环境信息管理系统的设计方案 主要做了一下 方面的工作 分析炮兵阵地战场管理系统的功能和性能需求 用查修正量算成表的方法计算射击诸元受气象条件影响而产生的修正量。 针对炮兵阵地的通信特点 采用分簇结构的 无线自组织网络协议构建战场管理系统的无线通信网络。以减少高级节点的通信负荷和能量消耗为原则 提出路由协议和介质访问控制层 协议的改进方法。 选用 内核架构的 芯片作为战场管理系统终端的处理器 提出系统功能模块划分方法 设计了完整的硬件电路。 嵌入式实时系统作为终端操作系统结合战场管理系统的工作流程 提出了系统中任务和程序的设计方法。 测试了系统的气象数据查询功能、射击诸元修正量解算功能和无线通信功能 测试结果验证了该炮兵阵地战场环境信息管理系统设计方案的可行性。关键词 战场管理系统 网络 操作系统 炮兵阵地 射击诸元修正 选题背景及意义…………………………………………………………………数字化战场管理系统国内外研究现状………………………………………… 国外研究现状……………………………………………………………… 国内研究现状……………………………………………………………… 本文主要研究内容及行文结构………………………………………………… 炮兵阵地战场管理系统分析…………………………………………………… 系统需求分析…………………………………………………………………… 功能需求………………………………………………………………… 性能需求………………………………………………………………… 环境因素对射击诸元的影响………………………………………………… 嵌入式操作系统……………………………………………………………… 嵌入式操作系统简介…………………………………………………… 常见的嵌入式实时操作系统简介……………………………………… 操作系统的特点……………………………………………… 本章小结………………………………………………………………………一 系统无线组织网络的设计……………………………………………………… 系统对网络的要求……………………………………………………………… 无线自组织网络………………………………………………………一 无线组网技术…………………………………………………… 网络路由协议…………………………………………………… 网络 协议………………………………………………… 网络的改进…………………………………………………………网络路由协议改进……………………………………………… 资源消耗度相关参数选择及影响分析………………………………… 网络 协议改进…………………………………………… 改进 协议的影响分析…………………………………………… 本章小结……………………………………………………………………… 系统终端的硬件设计………………………………………………………… 目录硕士论文 系统总体设计…………………………………………………………………一 微控制器单元…………………………………………………………………一 最小系统………………………………………………………………………一 供电与复位控制电路…………………………………………………… 时钟管理电路…………………………………………………………… 启动模式配置电路……………………………………………………… 调试管理电路…………………………………………………………… 电源系统……………………………………………………………………… 人机接口模块………………………………………………………………… 外部存储器模块……………………………………………………………… 无线通信模块………………………………………………………………… 气象仪及上位机通信模块…………………………………………………… 电磁兼容性设计………………………………………………………………一 本章小结……………………………………………………………………… 系统终端的软件设计………………………………………………………………。 软件开发环境简介……………………………………………………………一 简介………………………………………………………………… 官方固件库……………………………………………………… 系统在 上的移植…………………………………………… 软件总体设计…………………………………………………………………一 系统操作流程…………………………………………………………… 系统任务和程序组成…………………………………………………… 主要任务程序设计…………………………………………………………… 按键扫描任务…………………………………………………………… 键值处理任务…………………………………………………………… 气象数据查询任务……………………………………………………… 射击诸元修正量解算任务……………………………………………… 电池监测任务…………………………………………………………… 时间管理程序…………………………………………………………… 外部存储器管理程序…………………………………………………… 显示驱动程序………………………………………………… 本章小结………………………………………………………………………一 系统测试………………………………………………………………………………… 气象观测仪通信测试……………………………………………………… 射击诸元修正量解算测试………………………………………………… 无线网络通信测试………………………………………………………… 本章小结…………………………………………………………………… 硕士论文炮兵阵地战场环境信息管理系统研究与设计 结论与展望…………………………………………………………………………… 工作总结与结论………………………………………………………………一 有待进一步研究的问题………………………………………………………一 致谢…………………………………………………………………………………………。 参考文献…………………………………………………………………………… 附录…………………………………………………………………………………………。 硕士论文炮兵阵地战场环境信息管理系统研究与设计 绪论 选题背景及意义随着科技的发展 进入 世纪以来 世界兵器电子信息技术持续保持活跃发展的态势 在火控技术、指挥控制技术、计算机技术、网络技术、通信技术和信息加密与处理技术领域取得了全面发展。随着西方国家军事重点能力建设的转变 多个国家的兵器电子信息技术发展策略发生转变。亚太国家在电子信息技术领域的投入相比过去几年也有所增加 印度、澳大利亚、韩国和日本都开发了自己的信息化装备。商用技术的军事化应用逐渐受到重视 应用领域逐渐扩大 功能也日趋全面。各国军队不断提高作战部队的组网能力 以提高协同作战能力 战术作战人员信息网将成为军队通信体系的重要支柱。战场管理是为了保障作战顺利实施和有效配置、利用各类资源 而对作战地区和军队进行的指挥、协调等一系列活动。信息网络技术迅猛发展及其在军事范围的广泛运用 促进战争形式从机械化向数字化战争迈进。根据近期的几场局部战争 可以清楚地看到信息化时代战场管理将会呈现出数字化新趋势。在数字化战场条件下 处于战场前沿的作战系统为了提高综合作战能力 必须通过对各种渠道获得的大量静态、动态战场信息进行有效的管理【 】。战场数字化系统实质上是一种实时进行数据采集、存储、管理和实施应对措施的电子信息综合系统。基于网络技术和自动化技术建立的数字化战场指挥控制系统 使情报获取、传输、处理和反应能力获得很大提高 作战指挥决策的时间大大缩短 作战指挥的有效性增强。武器系统之间协调调配 对单兵的指挥与控制能力的提高 使指挥方式进化为快速高效的自动化指挥系统。数字化战场管理系统的发展趋势体现在以下四个方面【 体系结构一体化以指挥系统为核心的一体化系统是赢得未来高科技战争的关键因素 从高级指挥人员到基层作战人员都应在一个一体化的网络之内 实现快速无障碍的信息传递 实现全网信息共享 充分发挥各种武器装备、技术手段和系统整体作战效能。 组织结构网络化“网络中心战”是通过战术单元网络化 分散的部队共同感知战场态势 进行协调行动。网络化的组织结构利于消除“战争迷雾” 增强部队的杀伤力且降低误伤程度。扁平化网络指挥体制具有信息流通快的优点 能够满足实时决策指挥的要求 可大大缩短信息传输时间 提高战场管理系统效能。 指挥控制智能化 绪论硕士论文高自动化和智能化水平的战场管理系统能够真正实现侦察监视、情报收集、通信联络和指挥控制的无缝连接 快速协调部队人员和武器装备的作战与打击行动。计算机技术、人工智能技术、多媒体技术等高新技术将促进战场指挥控制系统实现更高的自动化和智能化水平。 信息获取安全化信息化战场上 战场管理系统将越来越重视信息作战能力 同时也更加注重信息的安全防护 增强信息的可用性、准确性和实时性 为快速决策和指挥部队行动提供有力支持。由于历史、技术条件等原因 我国的军事信息化技术相比西方发达国家发展较晚 存在一定差距。为了适应信息化战争的要求 众多军事应用项目都需要实现数字化、网络化的发展。某型火箭炮在传统的阵地作战射击时营、连、炮三级指令传达依靠话音逐级传达 射击诸元的装定速度受到限制。火箭炮的射击诸元受到地面风等环境因素的影响较大 需要在装定前进行修正。传统的修正方式为首先查看气象观测仪器所测得的气象数据 再由人工手工计算修正量 对作战人员是一个不小的负担 而且时效性差。这种方式对瞬息万变的战场环境感知及反应能力较为落后 逐渐不适应现代战争中对武器时效及智能化的要求。设计一种适用于火箭炮阵地作战的战场环境信息管理系统 提高阵地战场管理的智能化水平 对于提高作战效率具有重要意义。 数字化战场管理系统国内外研究现状自从美国于 世纪 年代初提出数字化战场概念以来 数字化战场及武器平台的发展受到了普遍重视 世界各国发展的平台数字化指挥控制系统呈现百花齐放的态势。 国外研究现状根据从阿富汗战争和伊拉克战争中取得的经验 美国陆军决定将 世纪部队旅及旅以下作战指挥系统发展成为陆军和海军陆战队的通用系统 并嵌入到海军陆战队装备的指挥控制单兵计算机中。 世纪部队旅及旅以下作战指挥系统最重要的硬件设备是 技术公司在原有 硬件的基础上开发的 坚固车载系统显示器和键盘。该公司随后又在 年开发了 坚固车载系统 包括多核处理器、大容量内存和硬盘 以及扩展设备 以满足未来技术改进需求。未来的改进工作将淘汰对外部 设备和相关配套设备的依赖性 同时能满足海军陆战队的需求【 年美国陆军推出的非瞄准线火炮发射平台是未来战斗系统的重要组成部分 也是一种新发展的网络化作战平台。首批 火炮发射平台于 硕士论文炮兵阵地战场环境信息管理系统研究与设计年底投产并将进行实弹射击试验【 。瑞典博福斯公司研制的“阿契尔”自行火炮系统是一种新型的全网络化火炮武器系统【 】。美国非瞄准线火炮、瑞典阿契尔”自行火炮系统是以网络化武器系统概念而研发的网络化火炮系统 这些武器系统的装备使用将对未来的作战产生重大影响 主要体现在 网络化火力系统的功能更为强大。瑞典‘‘阿契尔”自行火炮系统 门火炮的杀伤力相当于 门传统火炮 美国 除采用先进的数字化火控系统外 还安装有弹丸跟踪系统 并与 联网。作战指挥系统对炮兵火力实施指挥控制 整合可利用的武器装备和通信手段 根据综合信息选择最合适的反应方式 以实现最佳的打击效果。 未来火炮系统将具备网络化作战能力。美国陆军未来战斗系统是一个以网络为中心的将多种武器系统综合的更高级系统 美军正在研制的车载战斗系统 、非瞄准线迫击炮 和非瞄准线火炮 就是其网络化火力系统的组成部分。 的软件集成了网络化作战能力 使部队可保持目标和射手的实时链接 动态调整火力配置 评估和重新评估目标状态和毁伤效果 同时减小误伤或附带损伤的可能性。 将接收来自所有现役和在研的目标搜索和指挥控制系统的指令 并根据需要为炮兵连的其余装备提供有限的战术射击指挥。 未来作战将实现网络化通信。网络化火炮系统的研制成功并逐渐装备使用 标志着火炮系统已逐步从机械化、数字化系统迈向更高层次的网络化火力系统 并将促进网络化火力系统的快速发展。未来网络化火力系统 不仅可以实现各级炮兵部队之间 而且可以实现单炮之间的相互联络 根据对各类信息进行分析处理后的结果 可对炮兵部队、连乃至单炮下达准确的命令 实施精确的指挥控制。 美国陆军授予战术级作战人员信息网团队合同修正协议 继续开发 并加快向现役部队交付 的进度。 是美国综合战场通信网络 在全球信息栅格中起到扩展陆军战术网络的作用 是决定陆军装备未来战斗系统的部队能否发挥效能的关键性因素。 系统具有快速灵活、通用性强、配置方便等诸多优点 可以实现各级作战人员和单位之间互通信息 并具有同时处理多个任务的能力。 系统结构如图 所示【 绪论硕士论文图战术作战信息网络系统结构示意图为满足瑞典陆军对营级作战管理系统的需要 月瑞典陆军与萨伯公司签署新型战场管理系统的研制合同【。现阶段该系统被大量应用于军事演习 还被用于教员的训练。基本型的战场管理系统可以为营级和营级以下部队提供指挥控制系统 新的战场管理系统拥有包括势态感知、通用作战图维护、命令的生成与传输、通信、绘图以及图像支持在内的现有战场管理系统的所有功能。新的战场管理系统可以为战斗群的全部作战功能要素提供支持。例如 该战场管理系统拥有计划与实施间射火力支援所需要的全部工具。除此之外 新的战斗指挥系统还可以协助战场上的工兵执行增加或限制部队机动性的任务 支持后勤、通信网络的规划。该战场管理系统提供了三种不同层次的系统设备 分别命名为“追踪器”、“集成器”和“网络指挥员” 分别用于排和排以下部队、连级和营级指挥。该设备能与不同加固等级的硬件、通信设备相匹配 可以进行灵活的安装。 埃尔比特公司研制的“武器集成式战斗管理系统”成功中标澳大利亚“陆地 ”战斗群及战斗群以下指挥、控制、通信计划项目【 。“武器集成式战斗管理系统”集指挥控制软件、先进的光电传感器、多功能显示器、情报或通信系统与高级任务系统为一体 可以为营级及营级以下作战部队提供支持 满足包括直射火力射击与策略支持、间射火力支持、情报与后勤支持在内的全部行动需求。除去网络化战斗性能 “武器集成式战斗管理系统”还可以为战斗指挥及参与人员提供简单直接的操作界面 增强型势态感知以及数据通信的能力。埃尔比特公司采用一个三倍解调器个人计算机存储卡 通信控制器充当战斗网络的通用构件 采用该解调器与模拟或数字界面对战斗网络无线电系统提供支持。在“ 年特种部队装备展”上 电子公司对第三代特种部队数字化车辆信息系统一战术系统集成网络 进行了展示 如图 所示【 。战术系硕士论文炮兵阵地战场环境信息管理系统研究与设计统集成网络是采用开放架构的系统 相关元件通过一条双速以太网链路相互连接 然后通过基于 标准的无线局域网连接到相关车辆上 最后通过包括泰勒斯公司 多频带小对 队间无线电台 哈里斯公司的 高频无线电台、 联合战术无线电系统软件定义多频段无线电台在内的战术无线电系统实现通信。战术系统集成网络引入的智能管理系统附带了高级战术操作管理软件 以及绘图软件供使用者选用。目前该系统用户包括澳大利亚特种部队、丹麦特种部队、英国以及美国特种部队。图 战术系统集成网络设备 法国陆军的战场管理系统正式投入实战使用。 陆军为检验系统与单兵便携式终端信息 战斗管理系统之间的互操作性进行测试演习【 系统采用的是松下公司的英寸的 平板式显示器以及 操作系统。 系统采用的是 英寸的手持式显示器以及 操作系统。由于采用了组态式设计 系统的关键性部件全部可以拆卸 人员可以在车外参与无线会议以及训练。平台的可替换性保证了在设备发生故障或遭受打击的情况下 系统可以进行重组。 雷声公司已生产了第套增强型定位报告系统 已装备给美国所有军兵种以及加拿大的部队。 如图 是战场上部署最广泛的移动式、 网络化系统 为士兵提供了综合的 价格可接受的战场通信系统 该系统提供的关键通信能力可以适用于当今的战术军事行动 并且可以与新型的战场系统实现互操作。 的差别在于提高了数据分发能力 单工方式为 双工方式为 计划提高到 用户间可以直接进行通信 无须经过网控站 同时它增加了可与各种陆军系统相连接的接口设备 保证陆军能得到各种需要的信息‘

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