射击诸元综合检验管理系统的设计与实现

范明虎，杨 丹，徐 勇，柏 苗，刘丽冰

（西南计算机有限责任公司技术中心，重庆 400060）

0 引言

炮兵是以火力遂行任务的战斗兵种，能对目标实施准确射击和精确打击，间接瞄准射击首群射弹覆盖率达60%以上，使用精确制导弹药射击时，命中率在90%以上［1］，不断提高精度和威力，实现精确打击是当今国际上弹箭发展的总趋势［2］。随着武器装备发展进入新的时期，国内武器弹药技术已经从仿俄、仿美逐渐发展为并跑以及部分领域自主创新的领跑［3］，开展了多种新型弹种的研制［4］，使火炮射击能够快速、准确地命中目标，提高炮兵的快速反应能力和作战效能［5-7］。

射击诸元是实现精确打击的关键核心要素之一，直接影响火力打击效果，现役炮兵部队装备的火炮和弹药种类繁多，每种火炮弹药均需研制相应的射击诸元解算软件，作为底层支撑服务软件集成在火控系统、指控系统和射击诸元计算器的软件上，其解算精度是一个非常重要的战技指标，因此，射击诸元解算精度检验工作十分重要［8］。目前的检验工作面临着诸多问题，主要有：1）每种新型弹药在装备部队前，均需对该弹种的射击诸元解算软件开展精度和正确性检验验证工作，但现役的火控系统、指控系统装备状态多、种类多、配置多，因此，需要检验适用多种装备、多种环境的多种射击诸元解算软件，检验工作量大、检验内容复杂；2）射击诸元精度受射击条件（弹道条件和气象条件）的影响［9-10］，因素多达30 余种，传统的检查题设计，所需时间多，考虑因素少，题量有限，无法设计出能通过对结果分析了解全面试验情况的、具有代表性的检查题，因此，难免产生人为因素而导致的系统误差；3）射击诸元解算模型复杂，基础参数繁多，在气动力参数处理、弹道积分迭代处理与控制等过程中，很容易会因程序员考虑不全面或处理方法不得当，导致精度不达标或者在某些极限射击条件下弹道无法收敛等情况，如何快速准确地查找并解决这些问题，提高射击诸元解算软件研制的效率和质量，是每个程序员的终极目标；4）在检查题计算结束后，需要对大量的计算结果进行精度统计分析，人工进行精度检验效率极低［11］，不仅速度慢，而且易出错。为了解决上述问题，设计开发了射击诸元综合检验管理系统。

1 主要功能

射击诸元综合检验管理系统主要具有自动出题、诸元解算、检验验证、统计分析和问题诊断功能，能够快速准确地完成大量而复杂的射击诸元解算精度检验工作。主要功能如图1 所示。

图1 主要功能Fig.1 The diagram of main function

1.1 文件操作

系统支持对WORD、EXCEL 和TXT 类型的文件导入、导出、添加、删除、修改等操作，在生成报告前，用户可以根据自己的需要来调整报告格式和报告内容，包括纸张大小、方向、页边距，以及字体、字号、颜色等，同时提供数据灵活导入功能，用户可根据使用需求，有选择的导入所需要的数据项。实现了检查题的快速导入和报告的快速导出，大大减少了用户的工作量，提高了检验效率。

1.2 自动出题

在基于正交试验设计非标准射击条件进行弹道诸元解算精度检验理论方法研究基础上，设计多因素、多水平的模拟射击条件，生成可用于考察和检验理论标准及近实战环境下弹道诸元解算软件计算精度的试验科目检验题［7］。实现了精密法、简易法、成果法、优补法、射击修正、整理成果、射距离计算等检验非标准射击条件作业题生成的功能。解决了采用人工的方式出题效率低、出题范围不全面的问题，生成的检验题均匀分散，条件全覆盖，并具有自动快速的优点。

1.3 诸元解算

具有跨Linux、Windows、DOS、WinCE 等多平台的射击诸元解算功能，能在不改变软件界面的情况下实现新增炮、弹种的扩充，不仅能够计算单道检查题，还能够计算批量检查题，可实现标准射击条件下符合基本表和修正量表，以及非标准条件下的射击诸元解算，并能正确、快速、客观地反映射击诸元的解算结果，生成计算结果和解算错误记录，为指挥系统、火控系统和射击诸元计算器的诸元解算精度、正确性和结果一致性快速检验提供基础和支撑，提升了射击诸元解算软件的适用性与可靠性。

1.4 统计分析

通过诸元解算计算出检查题结果后，系统能够基于计算结果，根据用户需要，自主选择标准条件下符合基本表或修正量表，亦或是非标准条件进行精度统计，自动计算出距离中间误差、方向中间误差、引信中间误差和最大弹道高中间误差等，并可根据用户给定的精度要求，对计算出的结果进行分析，自动生成统计分析结果和统计分析报告。

1.5 定位纠错

系统可通过的配置文件的设置，运行为程序员模式，在检验过程中，系统能够自动记录检查题计算错误情况，并通过对数据的分析处理自动生成诊断记录，同时可根据用户需要，输出弹道轨迹各点的坐标、气动参数、诸元等数据文件，以辅助程序员快速定位和解决问题，实现对射击诸元计算软件的优化、改进和完善，从而不断提高软件质量。

1.6 结果呈现

系统能将统计分析结果以WORD、EXCEL 或TXT 格式导出，形成射击诸元解算精度统计分析报告，同时也可根据用户需求，有选择的查看表尺、方向、引信、最大弹道高和各单项修正量等结果对比曲线图，该图可按曲线、折线和阶梯线查看计算结果与参考值的对比结果，使精度检查结果一目了然，便于用户查看。

2 设计与实现

射击诸元综合检验管理系统以射击诸元解算软件为基础，以射击诸元精度检验为核心，围绕出题、解算、分析、定位、纠错完整的检验验证流程进行设计，满足了多平台、多环境使用需求，提升了综合检验能力，实现了自动准确测试和科学快速检验。

1）根据用户所选炮种、弹种、检验类型、检验内容等，自动生成检查题；

2）诸元解算软件根据生成的检查题，计算出每道检查题的结果，若有检查题计算错误信息，则生成解算错误记录；

3）根据检查题计算结果和解算错误记录进行统计分析，根据用户需求，计算出射击诸元解算精度，生成统计分析结果和报告；

4）判断统计分析的精度是否满足要求，若满足则执行5），否则执行6）；

5）可根据用户需求，将统计分析结果生成统计分析报告，可对统计分析报告进行预览和打印，也能根据统计分析结果生成对比分析曲线图，直观地呈现给用户；

6）根据统计分析结果对发现的问题进行快速定位，并提供可能解决问题的办法供程序员参考，形成诊断记录，辅助程序员修改软件；

7）修改后的射击诸元解算软件使用本系统执行1）～6）进行检验验证。

其流程图如图2 所示。

图2 流程图Fig.2 The flow-chart

从图2 可以看出，出题、解算、分析、定位、纠错形成一个闭环（简称检验环），支持射击诸元解算软件检验验证工作，如图3 所示。

图3 检验环Fig.3 The diagram of inspection ring

检验环运转的越快，检验工作完成的越快，加速检验环的运转，能够提高射击诸元解算软件的研制效率和质量，系统在检验环的各过程中，只需用户在检验之初定下检验方案，后续均为人不在环，这样设计极大程度上减少了人为因素导致的错误或误差，提高了检验的准确性和有效性。

3 成果展示

下面以某型弹为例，展示系统部分研制成果。

3.1 对比曲线图

表尺符合曲线图如图4 所示。

图4 表尺符合曲线图Fig.4 The curve of compliance of battle sight

初速变换1%，其他射击条件均为标准条件，符合曲线图如图5 所示。

图5 初速变换1%符合曲线图Fig.5 The curve of compliance of initial velocity change 1%

3.2 弹道轨迹图

弹道轨迹图如图6 所示。

图6 弹道轨迹图Fig.6 The diagram of ballistic trajectory

3.3 射击诸元解算精度检验时间统计

分别进行标准条件和非标准条件下射击诸元解算精度检验时间统计。

1）标准条件下射击诸元解算精度检验时间统计

通过EXCEL 文件方式导入检查题，并将统计分析结果以EXCEL 文件导出。标准条件下检验时间统计情况表如表1 所示。

表1 标准条件下检验时间统计情况表Table 1 Inspection time statistics under standard conditions

标准条件下检验时间统计情况图如图7 所示。

图7 标准条件下检验时间统计情况Fig.7 The diagram of inspection time statistics under standard conditions

2）非标准条件下射击诸元解算精度检验时间统计

通过TXT 文件方式导入检查题，并将统计分析结果以WORD 文件导出。非标准条件下检验时间统计情况表如表2 所示。

表2 非标准条件下检验时间统计情况表Table 2 Inspection time statistics under non-standard conditions

非标准条件下检验时间统计情况图如图8 所示。

图8 非标准条件下检验时间统计情况Fig.8 The diagram of precision time statistics under non-standard conditions

3）结论

通过对标准条件和非标准条件下射击诸元解算精度检验时间统计分析，可以看出使用射击诸元综合检验管理系统远比手工作业时间耗时少得多，极大地提高了软件检验和研制的效率。

4 结论

射击诸元综合检验管理系统以编制射表的模型和数据为基础，通过出题、解算、分析、定位、纠错等完成诸元精度检验的全流程，解决了目前检查题不全面、解算软件多形态、问题定位纠错不及时等问题，减少中间环节人为操作因素，可大幅提升综合检验能力和效率，实现快速高效检验。该系统既可用于检验人员进行诸元精度检验，也可辅助设计人员改进和完善射击诸元解算软件，目前已在多个项目的研制和检验中应用，具有较强的实用价值和推广意义。