本實(shí)用新型涉及一種通信模擬系統(tǒng)，具體是一種消防衛(wèi)星通信便攜站模擬訓(xùn)練系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國綜合國力的不斷增強(qiáng)，衛(wèi)星通信已漸漸成為消防部門使用的一種重要的通信保障手段。消防衛(wèi)星通信地位的不斷提升對衛(wèi)星通信的教學(xué)和訓(xùn)練的要求也不斷提高。但是由于消防衛(wèi)星裝備造價(jià)昂貴，裝備數(shù)量較少，在教學(xué)訓(xùn)練過程中，使用實(shí)際設(shè)備需要向相關(guān)單位申請頻率資源，而且設(shè)備數(shù)量往往不能滿足訓(xùn)練人員的需求。同時(shí)，現(xiàn)在的衛(wèi)星通信訓(xùn)練還會受到地理位置和頻率等的限制，無法在室內(nèi)組織訓(xùn)練，造成訓(xùn)練效益較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種消防衛(wèi)星通信便攜站模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，可以應(yīng)用于教學(xué)和訓(xùn)練中，其主要完成對實(shí)際設(shè)備的模擬以及針對于訓(xùn)練的功能擴(kuò)充。

本實(shí)用新型的內(nèi)容：一種消防衛(wèi)星通信便攜站模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，包括：模擬指揮中心和與所述模擬指揮中心通信連接的一個(gè)或多個(gè)模擬圖傳雙向語音綜合平臺；所述系統(tǒng)還包括：每個(gè)所述模擬圖傳雙向語音綜合平臺通信連接的模擬衛(wèi)星天線和模擬單兵圖傳發(fā)射機(jī)，以及與所述模擬衛(wèi)星天線連接的模擬尋星儀；

其中，所述模擬圖傳雙向語音綜合平臺用于接收所述模擬指揮中心的指示以及該系統(tǒng)中其它所述模擬圖傳雙向語音綜合平臺的音視頻信息，根據(jù)所述指示獲取本地的音視頻信號，以及所述模擬單兵圖傳發(fā)射機(jī)傳輸?shù)囊粢曨l信號，將所述音視頻信號反饋給所述模擬指揮中心以及該系統(tǒng)中其它所述模擬圖傳雙向語音綜合平臺，從而實(shí)現(xiàn)便攜站會議功能的訓(xùn)練；

所述模擬單兵圖傳發(fā)射機(jī)用于接收連接到所述模擬單兵圖傳發(fā)射機(jī)AV接口上的攝像機(jī)的音視頻信號，將所述音視頻信號傳輸?shù)剿瞿M圖傳雙向語音綜合平臺；所述模擬單兵圖傳發(fā)射機(jī)還用于通過自身對講系統(tǒng)與所述模擬圖傳雙向語音綜合平臺進(jìn)行語音對話；

所述模擬衛(wèi)星天線用于感知天線對星的方位角和俯仰角，將所述方位角和俯仰角傳輸給所述模擬尋星儀和所述模擬圖傳雙向語音綜合平臺；

所述模擬圖傳雙向語音綜合平臺還用于根據(jù)所述方位角和所述俯仰角確定當(dāng)前的對星程度，并根據(jù)對星程度確定是否可以進(jìn)入通信網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)入網(wǎng)訓(xùn)練；

所述模擬尋星儀用于根據(jù)所述方位角和所述俯仰角檢測和顯示對星程度，從而實(shí)現(xiàn)用尋星儀輔助對星的訓(xùn)練；

所述模擬指揮中心用于管理所述系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，以及對各個(gè)所述模擬圖傳雙向語音綜合平臺進(jìn)行配置管理；所述模擬指揮中心還用于對所述模擬圖傳雙向語音綜合平臺設(shè)置系統(tǒng)模擬故障，從而實(shí)現(xiàn)對操作者排除故障能力的訓(xùn)練。

進(jìn)一步地，所述模擬圖傳雙向語音綜合平臺包括模擬衛(wèi)星信號接收機(jī)、模擬衛(wèi)星信號發(fā)射機(jī)、音視頻綜合平臺以及工控主機(jī)；所述模擬衛(wèi)星信號接收機(jī)和模擬衛(wèi)星信號發(fā)射機(jī)用于接收所述方位角和所述俯仰角，并確定當(dāng)前的對星程度，控制系統(tǒng)入網(wǎng)程度；所述音視頻綜合平臺用于接收所述音視頻信號和音頻信號，并進(jìn)行處理傳輸；工控主機(jī)用于人機(jī)交互和視頻顯示。

進(jìn)一步地，所述模擬圖傳雙向語音綜合平臺內(nèi)置教學(xué)監(jiān)控單元，用于對學(xué)員的操作流程實(shí)施記錄，并將記錄信息傳輸?shù)剿瞿M指揮中心，所述模擬指揮中心根據(jù)接收到的所述記錄信息考核操作者，將考核成績存入數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)考核功能。

進(jìn)一步地，所述模擬單兵圖傳發(fā)射機(jī)包括微波圖傳模塊和對講模塊；所述微波圖傳模塊將通過AV接口傳進(jìn)來的攝像機(jī)的音視頻信號發(fā)送到所述模擬圖傳雙向語音綜合平臺；所述對講模塊與所述模擬圖傳雙向語音綜合平臺進(jìn)行語音對話。

進(jìn)一步地，所述模擬衛(wèi)星天線包括模擬天線和模擬饋源，所述模擬天線用于學(xué)員的天線裝卸訓(xùn)練，所述模擬饋源用于感知天線對星的方位角和俯仰角。

進(jìn)一步地，所述模擬指揮中心包括PC機(jī)、路由器和音視頻模塊，用于實(shí)現(xiàn)所述模擬指揮中心的網(wǎng)絡(luò)管理、模擬故障設(shè)置和系統(tǒng)考核功能。

進(jìn)一步地，所述模擬圖傳雙向語音綜合平臺之間以及和模擬指揮中心之間通過Socket網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)音視頻傳輸和實(shí)時(shí)參數(shù)同步。

通過上述消防衛(wèi)星通信便攜站模擬訓(xùn)練系統(tǒng)中的模擬指揮中心、與所述模擬指揮中心通信連接的一個(gè)或多個(gè)模擬圖傳雙向語音綜合平臺、每個(gè)模擬圖傳雙向語音綜合平臺通信連接的模擬衛(wèi)星天線和模擬單兵圖傳發(fā)射機(jī)，以及與所述模擬衛(wèi)星天線連接的模擬尋星儀，可以實(shí)現(xiàn)便攜站會議功能的訓(xùn)練、系統(tǒng)入網(wǎng)訓(xùn)練和輔助對星訓(xùn)練，這種訓(xùn)練可以應(yīng)用于教學(xué)和實(shí)際訓(xùn)練中，降低了教學(xué)和訓(xùn)練的復(fù)雜度和成本，利于推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

針對消防衛(wèi)星裝備造價(jià)昂貴，裝備數(shù)量較少，且現(xiàn)在的衛(wèi)星通信訓(xùn)練還會受到地理位置和頻率等的限制，無法在室內(nèi)組織訓(xùn)練，存在訓(xùn)練效益較低的問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種消防衛(wèi)星通信便攜站模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，包括模擬圖傳雙向語音綜合平臺、模擬單兵圖傳發(fā)射機(jī)、模擬衛(wèi)星天線、模擬尋星儀和模擬指揮中心五部分。模擬圖傳雙向語音綜合平臺實(shí)現(xiàn)采集音視頻和與指揮中心以及其他綜合平臺互傳音視頻功能，同時(shí)，內(nèi)置先進(jìn)的教學(xué)監(jiān)控單元，對學(xué)員的操作流程實(shí)施記錄，并傳輸?shù)侥M指揮中心。模擬單兵圖傳發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)將攝像機(jī)的音視頻和對講機(jī)語音傳輸?shù)侥M圖傳雙向語音綜合平臺。模擬衛(wèi)星天線包括衛(wèi)星天線和模擬饋源兩部分，模擬饋源感知模擬天線對星的方位角和俯仰角，然后傳到模擬圖傳雙向語音綜合平臺，并利用模擬尋星儀輔助檢測對星程度，完成對星訓(xùn)練。模擬指揮中心包括裝有一套具有考核和管理消防衛(wèi)星通信便攜站模擬訓(xùn)練系統(tǒng)功能的軟件的PC機(jī)、路由器以及音視頻模塊，它主要完成對系統(tǒng)操作者的考核和為協(xié)助訓(xùn)練而擔(dān)負(fù)固定站和指揮中心部分功能，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)通聯(lián)，其內(nèi)部的考核軟件可自動為考核對象的操作進(jìn)行評判和打分，并將考核成績存入數(shù)據(jù)庫。同時(shí)，模擬指揮中心還具有設(shè)置系統(tǒng)模擬故障的功能。

消防衛(wèi)星通信便攜站是一種機(jī)動衛(wèi)星通信手段，開發(fā)和使用消防衛(wèi)星通信便攜站模擬訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，不僅經(jīng)濟(jì)而且安全可靠，同時(shí)有利于值班執(zhí)勤人員快速掌握衛(wèi)星通信便攜站的操作使用，增強(qiáng)機(jī)動衛(wèi)星通信能力。

本實(shí)用新型消防衛(wèi)星通信便攜站模擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，包括模擬圖傳雙向語音綜合平臺、模擬單兵圖傳發(fā)射機(jī)、模擬衛(wèi)星天線、模擬尋星儀和模擬指揮中心五部分。對現(xiàn)有的圖傳雙向語音綜合平臺、單兵圖傳發(fā)射機(jī)、衛(wèi)星天線進(jìn)行等比仿真，利用Socket網(wǎng)絡(luò)通信代替衛(wèi)星通信，模擬實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星便攜站的實(shí)際業(yè)務(wù)功能。

模擬圖傳雙向語音綜合平臺的設(shè)備架設(shè)計(jì)與實(shí)裝一致，模擬仿真的主要模塊為模擬衛(wèi)星信號接收機(jī)、模擬衛(wèi)星信號發(fā)射機(jī)、音視頻綜合平臺和接口部件，包括控制通信設(shè)備、業(yè)務(wù)通信設(shè)備、寬帶調(diào)制解調(diào)單元、主機(jī)箱、按鍵、顯示屏、接頭、電源等。同時(shí)，內(nèi)置單片機(jī)控制板、工業(yè)主板以及WiFi模塊等電信號處理板塊，在軟件配合下實(shí)現(xiàn)具體功能。模擬圖傳雙向語音綜合平臺軟件功能主要分為兩部分，一部分基于高性能單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，利用單片機(jī)的外圍驅(qū)動電路，實(shí)現(xiàn)按鍵、指示燈等狀態(tài)指示和邏輯控制功能。另一部分主要實(shí)現(xiàn)音視頻傳輸和液晶顯示等功能：一方面，基于微波圖傳技術(shù)建立與模擬單兵圖傳發(fā)射機(jī)的音視頻傳輸通道，從而可以實(shí)現(xiàn)獲取單兵圖傳發(fā)射機(jī)傳來的信息，并可以在屏幕上顯示；另一方面，基于Socket網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，利用WiFi模塊實(shí)現(xiàn)與模擬指揮中心的寬帶、窄帶和數(shù)據(jù)等各種功能，即可實(shí)現(xiàn)與模擬控制中心以及同類設(shè)備之間的音視頻交互，實(shí)現(xiàn)會議功能。

模擬單兵圖傳發(fā)射機(jī)外觀與實(shí)裝高度一致，尺寸比例為1∶1，內(nèi)置12V/4Ah電池，能夠滿足設(shè)備連續(xù)工作2-2.5小時(shí)，若外接10Ah電池，則可連續(xù)工作長達(dá)5-6小時(shí)，該仿真電池可與實(shí)裝替換；集成GPS接收機(jī)，可以通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，通過后方數(shù)據(jù)終端接收，實(shí)現(xiàn)人員定位和參數(shù)傳輸處理的功能。在內(nèi)部集成WiFi模塊，以實(shí)現(xiàn)和模擬語音綜合平臺音視頻傳輸。

模擬衛(wèi)星天線主要包括模擬天線和模擬饋源，采用等比例制作，實(shí)現(xiàn)外觀與實(shí)裝天線完全一致，以便實(shí)現(xiàn)對學(xué)員的拆裝訓(xùn)練。在模擬饋源里可以安裝先進(jìn)的陀螺儀傳感器，利用先進(jìn)的陀螺儀傳感器感知天線對星的方位角和俯仰角，感知角度的誤差在±1度范圍內(nèi)，并將該數(shù)據(jù)傳送到模擬尋星儀內(nèi)的CPU，模擬尋星儀對傳來的信息進(jìn)行顯示。該傳感器集成高精度的陀螺儀、加速度計(jì)、地磁場傳感器，采用高性能的微處理器和先進(jìn)的動力學(xué)解算與卡爾曼動態(tài)濾波算法，能夠快速求解出模塊當(dāng)前的實(shí)時(shí)運(yùn)動姿態(tài)。采用先進(jìn)的數(shù)字濾波技術(shù)，能有效降低測量噪聲，提高測量精度。同時(shí)，模塊內(nèi)部集成了姿態(tài)解算器，配合動態(tài)卡爾曼濾波算法，能夠在動態(tài)環(huán)境下準(zhǔn)確輸出模塊的當(dāng)前姿態(tài)，姿態(tài)測量精度0.01度，穩(wěn)定性極高。

模擬尋星儀采用嵌入式技術(shù)，設(shè)計(jì)一套基于高性能單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)，利用串口與天線上的陀螺儀傳感器通信，實(shí)現(xiàn)與實(shí)裝尋星儀的顯示、按鍵和尋星等完全一樣的操作。

模擬指揮中心與各個(gè)模擬圖傳雙向語音綜合平臺通信連接，具有網(wǎng)絡(luò)管理、考核和訓(xùn)練功能，其具體可以是具有無線路由器的計(jì)算機(jī)。

在模擬圖傳雙向語音綜合平臺和模擬單兵圖傳發(fā)射機(jī)中添加故障模擬模塊，利用單片機(jī)和工控板相結(jié)合的方式，可以通過邏輯控制器件實(shí)現(xiàn)模擬常見的硬件故障。當(dāng)接收到模擬指揮中心發(fā)來的模擬故障命令后，產(chǎn)生相應(yīng)的模擬故障。在模擬綜合平臺內(nèi)設(shè)置模擬故障處理界面，當(dāng)有模擬故障產(chǎn)生時(shí)，在該界面有提示，并且列出多個(gè)處理方法，當(dāng)學(xué)員做出正確處理操作并進(jìn)行反饋后，取消故障。

有上述圖1所示系統(tǒng)可知，本實(shí)施例中的消防衛(wèi)星通信便攜站模擬訓(xùn)練系統(tǒng)主要由模擬圖傳雙向語音綜合平臺、模擬單兵圖傳發(fā)射機(jī)、模擬衛(wèi)星天線、模擬尋星儀和模擬指揮中心五部分組成。音視頻輸出和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通聯(lián)使用先進(jìn)的數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行通聯(lián)模擬；模擬圖傳雙向語音綜合平臺內(nèi)置先進(jìn)的教學(xué)監(jiān)控單元，對學(xué)員的操作流程實(shí)施記錄，并傳輸?shù)侥M指揮中心。模擬衛(wèi)星天線有天線和模擬饋源組成，天線與實(shí)裝完全一致，使學(xué)員完成天線的裝卸訓(xùn)練，饋源上采用先進(jìn)的高精度陀螺儀傳感器，感知天線對星的方位角和俯仰角，并配備模擬尋星儀，學(xué)員可根據(jù)模擬指揮中心設(shè)定的模擬地理位置進(jìn)行對星訓(xùn)練。模擬指揮中心包括PC機(jī)、路由器和音視頻模塊組成，并具有考核和管理衛(wèi)星便攜站模擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)功能，該功能可以運(yùn)行在PC機(jī)上，它主要完成對系統(tǒng)操作者的考核和為協(xié)助訓(xùn)練而擔(dān)負(fù)固定站和指揮中心部分功能，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)通聯(lián)，其內(nèi)部的考核可自動為考核對象的操作進(jìn)行評判和打分，并將考核成績存入數(shù)據(jù)庫。同時(shí)，模擬指揮中心還具有設(shè)置系統(tǒng)模擬故障的功能，模擬指揮中心通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送命令，使各模塊根據(jù)模擬指揮中心發(fā)送的命令產(chǎn)生不同的故障，等學(xué)員按指定的方案處理后，系統(tǒng)恢復(fù)正常。

本實(shí)用新型可以包含了實(shí)際裝備訓(xùn)練中用到的所有功能，模擬單兵圖傳發(fā)射機(jī)通過微波圖傳模塊和對講模塊，采集音視頻信號，并傳送到模擬圖傳雙向語音綜合平臺；模擬圖傳雙向語音綜合平臺即可以接收模擬單兵圖傳發(fā)射機(jī)發(fā)送的音視頻信號，也可以采集本地音視頻信號，并在液晶上顯示，同時(shí)，還可以與其他同類設(shè)備，通過模擬指揮中心，完成實(shí)裝的會議功能。在實(shí)現(xiàn)實(shí)裝功能的基礎(chǔ)上，該實(shí)用新型又添加了成績考核和模擬故障兩個(gè)新功能，從而有利于提高教學(xué)質(zhì)量和訓(xùn)練水平。

在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，采取基于寬帶的Socket網(wǎng)絡(luò)通信，代替實(shí)際裝備的衛(wèi)星通信；采用高精度陀螺儀傳感器感知天線對星的方位角和俯仰角，代替了利用衛(wèi)星信號強(qiáng)度進(jìn)行對星的過程，從而實(shí)現(xiàn)了在效果上與實(shí)裝完全一致，但可以不受地形限制，不受系統(tǒng)帶寬資源限制，室內(nèi)室外都可以展開訓(xùn)練，組織訓(xùn)練方便、快捷，訓(xùn)練成本大大降低。同時(shí)，由于消防衛(wèi)星通信便攜站模擬訓(xùn)練系統(tǒng)制作成本低，維護(hù)修理簡單，參訓(xùn)人員可以反復(fù)練習(xí)，熟練操作，從而可以提高訓(xùn)練效果。