坦克实弹射击训练指挥控制系统设计

林海，姚鎏，邵思杰，宋超

（装甲兵工程学院，北京100072）

坦克实弹射击训练指挥控制系统设计

林海，姚鎏，邵思杰，宋超

（装甲兵工程学院，北京100072）

针对传统的坦克实弹射击训练在指导、指挥、控制和评估环节上缺乏现代技术手段，影响射击训练质量、效果、效率和安全性的提高，提出了射击训练指挥控制系统应具备的功能，设计了射击训练指挥控制系统，包括车内视频监控分系统、射击电路遥控分系统和车辆运动参数记录分系统。并用于实际的坦克实弹射击训练的指挥控制，效果明显。

实弹，射击训练，指控系统

0　引言

实弹射击训练是武器装备战斗力形成的重要途径，也是部队军事训练的重点和难点之一。但在训练指导环节上，由于缺乏科学高效的现代化手段，教练员只能通过肉眼或望远镜对各训练车辆所表现出外在的射击动作进行观察，主观、概略判断乘员的操作过程，不能实时、准确地观察和了解到训练中车内各乘员操作动作和过程的正确性，难以预见乘员练习中出现的错误和可能导致的严重后果，训练中的真实情况，只能通过乘员返回后的报告来了解；对车辆射击动态的各种参数和射击结果，只能通过前方观察所、侧方观察所和靶区检靶人员进行人工测定、记录和报告；在训练的指挥控制和评估方式上，只能利用单一的无线电台通过对车长的指挥，实现对射手和武器的指挥控制；对乘员组和射手成绩评定和训练情况评估，完全是依靠人工完成。

为解决以上训练环节中存在的问题，利用目前成熟的视频无线传输、无线遥控、GPS、传感器和计算机等技术，设计研制一套技术先进的坦克实弹射击训练指挥控制系统。

1　系统功能

射击训练指挥控制系统的无线传输距离不小于2 km，适应野外行车环境。各分系统功能如下：

1.1车内训练情况视频监控

①训练时，教练员和等待练习的乘员可在监控终端上实时清楚地看到射手的瞄准情况和战斗室内各乘员射击操作动作、操作过程；②可根据需要随时切换监控画面，以查看不同车辆内的训练情况；③系统具有监控视频的存储和回放调用等功能。

1.2武器射击电路遥控通断

①可随时对所有训练中坦克武器射击电路实施全部中断或接通的遥控操作；②可根据情况需要选择性地中断或接通某一坦克内的射击电路。

1.3车辆运动参数记录

①自动、实时、准确记录坦克的射击总时间和坦克运动参数（平均运动速度、短停次数、短停时间、跃进距离）；②不对坦克进行改装，适合多种车型。

2　系统组成

射击训练指挥控制系统主要由车内视频监控分系统、射击电路遥控分系统和车辆运动参数记录分系统组成。

2.1车内视频监控分系统

车内视频监控分系统如图1所示，主要由：各单车车载的车内视景获取单元、瞄准镜视景获取单元、视频处理器、无线视频发射机、视频发射全向天线和两套独立配置在指挥所和第二教练地的接收天线、无线视频接收机、视频服务器、监控计算机终端及各种电缆组成。

2.1.1瞄准镜视景获取

根据瞄准镜的结构特点和光路原理，以及技术实现的难易程度，采用在瞄准镜目镜前方分光获取视景的方案。即：将瞄准镜滤光片及其封装座卸下，换装带有薄片式分光镜片和CCD摄像头的封装座。分光镜采用两块45°斜截面半圆形薄片（10 mm）平面镜片组合而成，分光镜结合面中心左右10 mm的范围内采取1︰1比例的分光镀膜。利用固定基座，将分光镜固定于封装座内。保证分光镜片光轴与瞄准镜光轴重合，实现分光取景的目的。在分光镜正下方安装一枚小型CCD摄像头，实现视景图像的光电转换。

图1　车内视频监控分系统组成框图

2.1.2车内视景获取

用带有磁钢底座的固定部件将车内视景摄像头安装于炮塔后方中央位置，获取车内乘员操作的视频信号。

通过瞄准镜视景摄像头和车内视景摄像头获取的两路视频信号同步输入视频处理器，经过视频合成后输出至无线视频发射机，并通过全向天线发送至指挥所的无线视频接收机。

2.1.3无线视频传输

结合射击训练的特点，车内监控视频信号向指挥所传输采用COFDM（编码正交频分复用）技术。COFDM是一种在无线电频谱资源方面充分利用的技术，可以对噪声和干扰有着很好的免疫力，其基本原理就是将高速数据流通过串并转换，分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输。

2.2射击电路遥控分系统

射击电路遥控分系统如图2所示，主要由：放置在指挥所的无线编码发射机，放置在坦克上的无线解码接收机以及与坦克发射电路串联的继电器、触动开关组成。

图2　射击电路遥控分系统组成框图

该分系统利用带编码器的无线遥控器、无线发射机组成的遥控发射单元实现控制信号的发送；利用带解码器的无线接收机、信号放大器、继电器和触动开关组成的接收执行单元实现对射击电路切断和接通动作的遥控；接收执行单元与车内视频发射通过带有天线共享器的天线实现接收和发射的功能。

射击电路遥控分系统工作情况如下：

设计4个遥控选择开关（为扳钮开关），便于选择遥控的车辆。

①在4个选择开关全部处于接通的状态下，按下中断按钮，可同时遥控中断4台参训车辆的射击电路，按下接通按钮时，可同时遥控接通4台车辆的射击电路；②在4台车的射击电路同时被中断后，将4个选择开关中其中几个开关扳到关闭的状态，按下接通按钮时，可同时遥控接通其他几个处于接通状态的选择开关所对应的车辆的射击电路；③在4个选择开关全部处于关闭的状态下，接通其中1个选择开关，按下中断按钮时，可遥控中断对应的1台车辆的射击电路，按下接通按钮时，可遥控接通对应车辆的射击电路。

2.3车辆运动参数记录分系统

车辆运动参数记录分系统如图3所示，由标识坦克进、出考核场地的地面标杆、车上嵌入式系统和终端处理三大部分组成。

图3　车辆运动参数记录分系统组成框图

地面标杆部分安装于底座上，分置于考核跑道的两端，其上安装的线激光发射器产生的线激光信号被车上嵌入式系统的光电传感器接收，并以此信号作为坦克在考核场地行驶总时间的起、止信号。坦克主动轮上安装铷铁硼磁钢，在主动轮内侧车体对应位置安装霍尔传感器探头。主动轮转动时，每一个磁钢经过探头都会使霍尔传感器输出一个信号，从而反映坦克的运动状态（运动或停止）。光电传感器和霍尔传感器的输出信号输入到AVR单片机系统，经过处理运算得到坦克的全部运动参数，并由无线传输模块传送至终端处理部分的考核终端主机，进行数据的进一步处理、分析与结果输出。

3　时系统的配置布局

坦克实弹射击训练时，指挥控制系统配置布局如图4所示。

各参训车辆内安装有瞄准镜视景摄像头、车内视景摄像头、视频处理器、无线视频发射机、GPS接收机、无线遥控接收控制盒。各用电设备均使用DC12 V电源。由坦克炮塔配电板处取得DC24 V电源，利用电源转换器转换为DC12 V电源。GPS接收天线引入线及无线视频发射天线引入线,统一由炮塔门座圈固定螺栓孔引入车内。车内线缆均采用带有磁钢的专用线卡固定于炮塔内壁。

指挥所内安装有接收天线、无线视频接收机、视频服务器、监控计算机终端、车辆运动参数接收显示终端。

图4　坦克实弹射击训练指挥控制系统构成单元布局示意图

4　结束语

该系统可用于装甲机械化部队直瞄武器实弹射击训练的监控与评估，实现对训练中装备内乘员操作过程和操作动作等各种情况的实时、可视化监控，便于教员及时纠正乘员的错误操作，提高训练质量、效果和效率；并可超越射手，迅速中断武器系统的射击电路，避免危险情况的出现，降低训练安全事故发生的概率，提高训练的安全性。同时，也可用于装备武器系统实弹试验过程的监控，为装备实弹试验提供更多的数据资料，以利于对试验过程的掌握和试验结果的科学分析。

［1］李永志.COFDM技术用于无线图像传输系统的优势［J］.无线通信技术，2007（2）：60-62.

［2］邵思杰，刘全胜，林海.嵌入式坦克射击训练运动参数监测系统设计［J］.装甲兵工程学院学报，2012，26（2）：58-61.

［3］吴晓颖，张万军，李帆，等.坦克实弹射击可视化平台构建技术研究［J］.四川兵工学报，2014，33（9）:8-9.

［4］丁芝琴.基于霍尔传感器的电机测速装置设计［J］.农机化研究，2010,15（5）：81-83.

Design of Command and Control System for Tank Live Ammunition Fire Training

LIN Hai，YAO Liu，SHAO Si-jie，SONG Chao
（Academy of Armored Force Engineering，Beijing 100072，China）

Because of lacking modern technical means at the instruction,commanding and evaluation phases in the tank live fire training，it has effected to raise the quality，effect，efficiency and security in the fire training.Against these problems,a command and control system for tank live fire training is designed，it concludes In-vehicle surveillance sub-system，fire circuit remote control subsystem and kinematics parameters monitoring sub-system.This system has been used in the fire training,and has got distinguish impression.

live fire training，command and control system

E924；TJ811

A

1002-0640（2015）08-0140-03

2015-06-20

2015-08-01

林海（1968-），男，宁夏中卫人，硕士，副教授。研究方向：武器运用。