某舰艇指挥控制中心的设计与实现

摘要

舰艇指挥控制中心(简指控中心或指控系统)是现代舰艇作战系统的指挥控制核心，担负着舰艇的航行、目标探测、综合信息处理、作战指挥和实施武器打击等多项任务，系统能够实时的接收目标探测系统的目标航行轨迹信息，并对其进行综合滤波、分析处理，显示战场态势，人机相辅的做出战术决策，并对各武器进行综合控制。 舰艇指控中心围绕现代舰载武器系统的核心功能，对作战系统的情报处理、辅助指挥、武器综合控制、通信、导航、监测诊断和系统模拟训练功能等展开研究，以成熟的军用加固计算机技术为硬件平台，将计算机系统分成人机接口显示控制处理机和综合任务处理计算机相结合的双计算机架构，利用高可靠性CompactPCI2.0计算机系统总线，主要研制了All-In-One结构6U高度CPCI接口计算机主板和传感器图形显示控制板、雷达视频处理以及通信板等，以大容量电子硬盘作为数据存储介质，以军用加固液晶显示器作为显示终端，结合VxWorks嵌入式实时操作系统平台，开发了包括了通信接口、显示处理和人机接口等三大类15个底层驱动模块，为指控中心的人机接口、网络通信等功能提供良好的工作平台，通过双冗余以太网、RS422串行口和并行口等多种接口与传感器和各分武器系统进行数据交换。同时还结合系统功能开发了目标数据融合、目标综合识别、作战战场态势判断、对空防御作战和导弹攻击作战软件等作战应用软件，完成攻击、防御等作战决策，确定打击目标、组织武器实施作战反应。 本文围绕加固6U CPCI计算机主板的设计，重点介绍了CPU接口、南桥和北桥接口、Super I/O接口、GD82559ER网络接口技术以及PCI转Compact PCI和ISA的桥接技术在军事装备中的应用，同时按照舰艇温度变化范围大、湿度大、振动大等的复杂恶劣环境的要求对计算机主板进行了高低温试验和MTBF测试，能够满足某型舰艇作战指挥控制的任务要求。 该指控中心的研制，加强了系统顶层优化设计，采用“集中指挥、综合控制、二级管理”的体制，优化战位设置，减少指挥层次。充分利用现有的成熟装备和已取得的科研成果，简化系统配置，使系统具有优良的性能价格比。同时贯彻通用化、系列化、模块化设计思想，建立分布式、开放式的体系结构，方便系统的扩充与升级改造。

目录

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第一章绪论

1.1项目研究背景

1.2国内外现状及发展趋势

1.3研究目的和意义

1.4研究内容

1.5本章小结

第二章指控中心方案设计

2.1相关技术简介

2.1.1双冗余以太网

2.1.2双雷达视频图形综合显示

2.1.3 VxWorks嵌入式操作系统

2.2指控中心的设计要求

2.2.1设备功能

2.2.2技术指标

2.3指控中心的总体方案设计

2.4本章小结

第三章指控中心硬件设计

3.1指控中心的硬件架构

3.2计算机总线的设计

3.3加固计算机及电路板散热设计

3.4 6U CPCI加固计算机主板设计

3.4.1性能指标

3.4.2 CPU选型

3.4.3供电设计

3.4.4加固计算机主板电路设计

3.5其它硬件部分设计

3.5.1人机接口计算机的设计

3.5.2任务计算机的设计

3.6本章小结

第四章指控中心软件设计

4.1指控的软件架构

4.1.1操作系统

4.1.2底层驱动软件

4.1.3作战应用软件

4.2软件设计

4.2.1目标数据融合软件

4.2.2目标综合识别软件

4.2.3战场态势判断软件

4.2.4对空防御作战软件

4.2.5导弹攻击作战软件

4.2.6舰艇机动软件

4.3本章小结

第五章测试和试验

5.1计算机主板MTBF测试

5.5.1 MTBF测试方法

5.5.2 MTBF测试

5.2高低温试验

5.2.1试验方法

5.2.2低温试验

5.2.3高温试验

5.3指控中心实物图

5.4本章小结

总结与展望

参考文献

致谢