(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210630451.8 (22)申请日 2022.06.06 (71)申请人 中国人民解 放军海军工程大 学 地址 430033 湖北省武汉市解 放大道717号 (72)发明人 刘方　肖金石　韦建明　田盎　 徐雨航　张志洋　卢佳兴　王聪　 (74)专利代理 机构 哈尔滨华夏松花江知识产权 代理有限公司 23213 专利代理师 时起磊 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 3/0481(2022.01) G06F 3/0482(2013.01) G06F 3/04847(2022.01) (54)发明名称 一种分布式导弹时序发射地面仿真系统及 设备 (57)摘要 一种分布式导弹时序发射地面仿真系统及 设备， 属于水下导弹发射仿真技术领域。 为了解 决现有的导弹时序发射地面仿真系统存在不能 全面的进行仿真且不能基于暴露时间进行仿真 的问题。 本发明所述系统包括： 用于为用户提供 弹筒类型组合、 导弹发射需求、 影响因子、 平台速 度数据输入端口， 并接收对应信号的初始条件设 置单元； 为用户提供全局搜索、 均匀抽样和智能 筛选模式， 并确定发射可能情况对应导弹发射排 列顺序及暴露 时间的计算模式选择单元； 以及进 行状态和数据监测并显示结果的监测显示单元。 本发明主 要用于分布式导弹时序发射仿真。 权利要求书3页 说明书8页 附图6页 CN 114970179 A 2022.08.30 CN 114970179 A 1.一种分布式导弹时序发射地面仿真系统， 其特征在于， 包括： 初始条件设置单元、 计 算模式选择 单元和监测显示单 元； 其中， 初始条件设置单元： 用于为用户提供选定弹筒类型的组合选项， 以及为用户提供导弹 发射需求、 影响因子、 平台速度数据输入端口， 同时负责接受用户输入的数据信号； 其中， 弹筒类型包括多种不同类型导弹， 弹筒类型组合是指多种不同类型导弹的组合布局方 式； 发射需求包括要发射弹的种类、 数量、 发射顺序， 以及优化对象和可靠性要求， 优化对 象为是最短暴露时间； 影响因子控制导弹是否发射的阈值， 是一个[0,1]之间的数字； 计算模式选择单元： 为用户提供全局搜索、 均匀抽样和智能筛选模式， 用于确定发射可 能情况对应导弹 发射排列顺序， 以及相邻发射 导弹的时间 间隔和暴露时间； a、 全局搜索对所有的发射顺序进行全排列， 分别计算所有导弹发射 次序对应的暴露时 间， 然后找到所有暴露时间的最小值； 全局搜索就是将所有发射可能情况进行计算， 全局搜 索对所有发射可能情况进行计算时包括 “顺序矩阵 ”、“接收矩阵 ”、“准备矩阵 ”、“运算矩 阵”、“结果矩阵 ”和“最优导弹 发射顺序和时间 间隔矩阵 ”； 其中 “顺序矩阵 ”储存了导弹弹筒编号及弹筒坐标， 弹筒编号是运算、 结果展示的唯一序列， 任何情况不会更改； “接收矩阵 ”用来储存导弹发射需求的全排列； “准备矩阵 ”在“接收矩阵 ”的基础上， 调换 数据顺序， 以适应运 算矩阵的运 算； “运算矩阵 ”用于存储全局运算的结果， 全局运算需要获取输入的 “影响因子 ”和“平台 速度”， 并将其加入到全局运 算过程中， 所述的全局运 算包括以下步骤： 接收准备矩阵的信 息， 基于顺序矩阵中的导弹信息， 利用影响函数确定第 n种方法的第 i发导弹发射方法； 计算第i发导弹排列顺序对应的前发弹和次发弹的空间间隔， 然后将前 发弹和次发弹的时间间隔从0开始带入影响函数， 计算是否达到用户的可靠性要求， 即是否 小于影响因子， 若 未达到则将要求带入影响函数通过范围得到可行的时间间隔， 最 终确定n 种方法的第i发导弹 发射方法， 并将对应的顺序信息以运 算矩阵的形式保存； “结果矩阵 ”会储存每种导弹发射排列顺序的时间间隔， 并且将导弹顺序对应的每段时 间间隔加和， 这个加 和之后的值即为 暴露时间； “最优导弹 发射顺序和时间 间隔矩阵 ”是筛选出“结果矩阵 ”中最优的发射 顺序； b、 均匀抽样， 是在全局搜索基础上， 对全排列的样本进行均匀提取， 保证抽取的样本能 代表整体状态； c、 智能筛 选采用的贪心算法快速确定水 下导弹发射时序； 监测显示单元： 监测并展示运算速度、 计算进度， 以及进行数据监测， 数据监测的结果 包括发射次序、 发射时间 间隔、 暴露时长、 次序总量和计算总量。 2.根据权利要求1所述的一种分布式导弹时序发射地面仿真系统， 其特征在于， 全局运 算中， 影响函数是基于评价距离D＝|Δd+v ·Δt|及影响S确定的评价距离 ‑影响曲线， 其中 v为艇速， Δd为空间 间隔， Δt为时间 间隔三变量。 3.根据权利要求2所述的一种分布式导弹时序发射地面仿真系统， 其特征在于， 所述的权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114970179 A 2影响S采用对俯仰角的影响， 即 其中θ1和 θ2分别为首次发弹在垂向运动两 个弹长位置时的俯仰角。 4.根据权利要求1、 2或3所述的一种分布式导弹时序发射地面仿真系统， 其特征在于， 所述智能筛选采用的贪心算法快速确定水下导弹发射时序的过程中基于带有扰动策略进 行贪心算法， 具体过程包括以下步骤： S1、 将迭代次数置为1并记录迭代次数i ＝1； S2、 在备选弹中随机确定首发弹的发射方案， 包括首发弹的位置及时刻， 将首发弹发射 时刻记为0时刻； S3、 第K发弹选择： 由给定的影响函数及给定的影响限制 分别计算第K发弹下所有备选 弹的时间间隔Δt， 按照时间间隔大小对备选弹进行排序， 根据第K ‑1发弹的时间间隔以及 扰动策略选择此发弹的发射方案， 记录发射位置及时刻； 将 影响函数表示为前K ‑1发弹发射 后尾涡与第K发弹的间距D1,D2...DK‑1对第K发弹的影响， 通过间距DK‑1的影响、 DK‑2的影 响、……、 D1的影响叠加确定， 即S＝f(D1,D2...DK‑1)； 对于第K发弹而言， 由于前DK‑2的影 响、……、 D1的影响只是Δt的函数， 此时根据 影响限制就能确定一个Δt， 进而通过Δt进行 排序； S4、 若发射任务没有完成， 则K＝K+1并返回步骤S3继续循环； 若发射任务全部完成， 则 记录此时最后一发弹的发射时刻， 并与此前记录的发射时刻进行对比， 若此时最后一发弹 的发射时刻 小于此前记录的最后一发弹的发射时刻， 则记录此时的发射方案并对此前的记 录进行覆盖， 反之则不进 行操作， 发射方案包括各发弹的发射时刻、 发射 弹位置及发射总时 长； S5、 迭代结束后， 与最大迭代次数进行比较， 若小于等于最大迭代次数则令i＝i+1， 并 返回步骤S2进入新迭代循环； 若大于最大迭代次数则返回记录的最小总发射时长的发射方 案， 即各弹的发射 位置及发射时刻， 并结束循环给 出发射方案 。 5.根据权利要求4所述的一种分布式导弹时序发射地面仿真系统， 其特征在于， 监测显 示单元包括进程 监测模块、 数据监测模块和结果显示模块； 进程监测模块实时展示 运算速度、 计算进度； 其中， 运算速度在全局搜索或均匀抽样模式下 “准备矩阵 ”、“运算矩阵 ”的循环迭代中， 监测 已处理的数据量和运行时间比值， 并予以显示； 在全局搜索或均匀抽样模式下， “接收矩阵 ”和“运算矩阵 ”在循环阶段插有一个计数 器； 在进程监测模块中， 由全排列公式可知导 弹发射顺序数量， 计算进度通过将计数器与顺 序数量的比得到， 并予以显示； 数据监测模块将 “结果矩阵 ”中的数据按照计算 顺序予以显示； 结果显示模块显示发射次序、 发射时间间隔、 暴露时长、 次序总量和计算总量； 其中， 暴 露时长为时间 间隔之和。 6.根据权利要求5所述的一种分布式导弹时序发射地面仿真系统， 其特征在于， 所述进 程监测模块包 还用于控制是否进入设置状态。 7.根据权利要求6所述的一种分布式导弹时序发射地面仿真系统， 其特征在于， 初始条 件设置单 元中， 不同类型导弹共有4组， 每7个弹筒构成一组。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114970179 A 3