【摘要】：海戰(zhàn)場態(tài)勢仿真系統(tǒng)對現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭中的海軍信息獲取、戰(zhàn)法評估和指揮訓(xùn)練具有十分重要的作用。目前,我國航母剛剛?cè)肓?國內(nèi)還沒有專門針對航空母艦編隊作戰(zhàn)訓(xùn)練開發(fā)的戰(zhàn)場態(tài)勢仿真系統(tǒng),并且當(dāng)前的海戰(zhàn)場態(tài)勢仿真系統(tǒng)大多以二維態(tài)勢圖作為可視化顯示方式,無法直觀的呈現(xiàn)戰(zhàn)場環(huán)境和兵力分布。為解決以上問題,本文采用VR-ForcesAPI和HLA (高層體系架構(gòu))開發(fā)了面向航母編隊作戰(zhàn)的海戰(zhàn)場態(tài)勢仿真系統(tǒng)。首先,在需求分析基礎(chǔ)上從功能、邏輯、物理連接三個方面對系統(tǒng)進行總體設(shè)計。生成了二維視景數(shù)據(jù)庫,并在其基礎(chǔ)上繪制了二維虛擬海戰(zhàn)場環(huán)境。分析了高程數(shù)字模型(DEM)數(shù)據(jù)的來源和處理方法,利用全球瓦片分割算法、地形網(wǎng)格多分辨率構(gòu)建算法和高層數(shù)據(jù)增量存儲算法對三維地形網(wǎng)格的繪制進行加速,使用Mipmap紋理映射技術(shù)對全球地形進行表面貼圖,實現(xiàn)了全球三維虛擬海戰(zhàn)場環(huán)境。然后,提出了基于組件進行實體行為建模的實體行為仿真框架,該框架以組件實現(xiàn)最基本的仿真功能,通過各種組件之間的組合和連接模擬實體的行為。在該框架基礎(chǔ)上建立了航空母艦?zāi)Ｐ秃屠走_(dá)組件模型,航空母艦?zāi)Ｐ陀衫走_(dá)系統(tǒng)組件、聲吶組件、武器系統(tǒng)組件、通信組件和運動系統(tǒng)組件構(gòu)成,預(yù)警機雷達(dá)組件利用雷達(dá)方程判斷目標(biāo)是否進入其探測范圍,并通過輸入輸出端口輸出探測結(jié)果驅(qū)動通信組件發(fā)送探測報告。在功能驗證實驗中,以預(yù)警機搭載該雷達(dá)組件進行空中目標(biāo)探測仿真,證明了雷達(dá)組件建模的有效性。最后,在虛擬戰(zhàn)場環(huán)境和實體模型基礎(chǔ)上設(shè)計了航空母艦編隊的兵力編成和防空作戰(zhàn)戰(zhàn)斗隊形,以預(yù)警機、防空哨艦和掩護幕艦艇構(gòu)成遠(yuǎn)程、中程、近程三層防空體系。在實體任務(wù)的基礎(chǔ)上設(shè)計并執(zhí)行了敵機來襲、預(yù)警機巡航、中遠(yuǎn)程戰(zhàn)斗巡邏機攔截敵機、航母艦載機起飛支援等仿真劇情。提出了以路徑損耗公式和戰(zhàn)場區(qū)域網(wǎng)格劃分為基礎(chǔ)的海戰(zhàn)場能量態(tài)勢估算模型,并通過OSG的節(jié)點繪制方法實現(xiàn)了海戰(zhàn)場電磁能量態(tài)勢在二維和三維虛擬戰(zhàn)場環(huán)境中的可視化顯示。海戰(zhàn)場態(tài)勢仿真系統(tǒng)可在實際或假想的環(huán)境下對海軍編隊作戰(zhàn)行為進行模擬和戰(zhàn)場態(tài)勢信息展示,為海軍模擬訓(xùn)練和戰(zhàn)法評估提供了戰(zhàn)場信息感知和戰(zhàn)場信息深層次挖掘的有效手段。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：E273;TP391.9
【圖文】：

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑并且對其他實體和事件的處理是由接收方?jīng)Q定的［１５］。逡逑協(xié)議數(shù)據(jù)單元（ＰＤＵ）的基本結(jié)構(gòu)如圖２．２所示。逡逑ＰＤＵ頭邐ＰＤＵ數(shù)據(jù)逡逑協(xié)議版本邐演練ＩＤ邋．．．邐實體ＩＤ邐．．．邐實體類型邋速度邋位置邋．．．逡逑■￣￣￣￣￣——逡逑＾邐ＰＤＵ逡逑字段逡逑圖２．２邋ＰＤＵ結(jié)構(gòu)示意圖逡逑ＰＤＵ頭中各字段含義如表２．１所示。逡逑邐邐表２．１邋ＰＤＵ頭各字段含義對照表邐逡逑字段名稱邐字段含義邐逡逑協(xié)議版本邐說明ＰＤＵ所遵從的ＤＩＳ協(xié)議的版本，８位枚舉值邐逡逑每一個ＤＩＳ演練都通過一個目前網(wǎng)絡(luò)上未被使用的演練標(biāo)識號與其他演練區(qū)分開來，逡逑演練１Ｄ逡逑邐８位無符號整數(shù)邐逡逑ＰＤＵ類型邐標(biāo)識ＰＤＵ的類型，８位枚舉值邐逡逑協(xié)議族邐標(biāo)志ＰＤＵ所屬的協(xié)議類，８位枚舉值邐逡逑T間b0邐說明ＰＤＵ中數(shù)據(jù)開始有效的時間，３２位無符號整數(shù)邐逡逑長度邐說明ＰＤＵ的總長度，單位為字節(jié)，１６位無符號整數(shù)邐逡逑填充邐無意義，不適用，１６位邐逡逑２．２．２高層體系架構(gòu)（ＨＬＡ）逡逑ＨＬＡ是一個通用的、靈活的、可重用的仿真技術(shù)框架

在基于該ＨＬＡ的仿真系統(tǒng)中，包括兩類對象，那些在某時刻出現(xiàn)又很快消失的實體逡逑稱為交互類（Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ），相反，那些一直存在的實體稱作對象類（Ｏｂｊｅｃｔ邋Ｃｌａｓｓ）。逡逑ＨＬＡ仿真系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)如圖２．３所示。逡逑聯(lián)邦逡逑聯(lián)邦成員邐仿真應(yīng)用邐聯(lián)邦成員逡逑對象｜邐對象邐對象…對象邋對象■？＿＿＋＿？對象逡逑圖２．３邋ＨＬＡ仿真系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)逡逑運行支撐平臺（ＲＴＩ）實現(xiàn)了邋ＨＬＡ接口規(guī)范中的所有服務(wù)和其它支持聯(lián)邦成員互逡逑操作的函數(shù)，它在系統(tǒng)中的作用就像計算機的總線一樣，符合要求的仿真應(yīng)用可以隨逡逑時添加到系統(tǒng)中。ＲＴＩ和其聯(lián)系起來的聯(lián)邦成員一起構(gòu)成了一個具有開放性的分布式逡逑交互仿真系統(tǒng)，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖２．４所示。逡逑聯(lián)邦成員１邐聯(lián)邦成員２邐聯(lián)邦成員ｎ逡逑ＲＴ１接口模塊邐ＲＴＩ接口模塊邐邐邋ＲＴＩ接口模塊逡逑？邐？邐？邐＇逡逑邐ｉｉ邐ｉ邐逡逑運行支撐環(huán)境ＲＴＩ逡逑底層通信支持系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)通信或共享內(nèi)存方式等）逡逑圖２．４邋ＨＬＡ仿真系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)邐＿逡逑２．２．３邋ＤＩＳ與ＨＬＡ白勺比車交逡逑表２．２從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議、屬性外推、演練管理等幾個方面對ＤＩＳ和ＨＬＡ做逡逑了詳細(xì)比較。從表中可以看出，與ＤＩＳ分布式仿真協(xié)議相比，ＨＬＡ具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、逡逑互操作性強、仿真重用性強、易拓展、內(nèi)容與協(xié)議無關(guān)等眾多優(yōu)點，能夠滿足更為復(fù)逡逑雜的仿真要求，更為適于日益龐大的仿真系統(tǒng)開發(fā)。因此，自２００１年開始美國國防部逡逑已經(jīng)停止了資助所有不能與ＨＬＡ兼容的仿真項目［１７］�；谝陨显�

在基于該ＨＬＡ的仿真系統(tǒng)中，包括兩類對象，那些在某時刻出現(xiàn)又很快消失的實體逡逑稱為交互類（Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ），相反，那些一直存在的實體稱作對象類（Ｏｂｊｅｃｔ邋Ｃｌａｓｓ）。逡逑ＨＬＡ仿真系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)如圖２．３所示。逡逑聯(lián)邦逡逑聯(lián)邦成員邐仿真應(yīng)用邐聯(lián)邦成員逡逑對象｜邐對象邐對象…對象邋對象■？＿＿＋＿？對象逡逑圖２．３邋ＨＬＡ仿真系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)逡逑運行支撐平臺（ＲＴＩ）實現(xiàn)了邋ＨＬＡ接口規(guī)范中的所有服務(wù)和其它支持聯(lián)邦成員互逡逑操作的函數(shù)，它在系統(tǒng)中的作用就像計算機的總線一樣，符合要求的仿真應(yīng)用可以隨逡逑時添加到系統(tǒng)中。ＲＴＩ和其聯(lián)系起來的聯(lián)邦成員一起構(gòu)成了一個具有開放性的分布式逡逑交互仿真系統(tǒng)，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖２．４所示。逡逑聯(lián)邦成員１邐聯(lián)邦成員２邐聯(lián)邦成員ｎ逡逑ＲＴ１接口模塊邐ＲＴＩ接口模塊邐邐邋ＲＴＩ接口模塊逡逑？邐？邐？邐＇逡逑邐ｉｉ邐ｉ邐逡逑運行支撐環(huán)境ＲＴＩ逡逑底層通信支持系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)通信或共享內(nèi)存方式等）逡逑圖２．４邋ＨＬＡ仿真系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)邐＿逡逑２．２．３邋ＤＩＳ與ＨＬＡ白勺比車交逡逑表２．２從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議、屬性外推、演練管理等幾個方面對ＤＩＳ和ＨＬＡ做逡逑了詳細(xì)比較。從表中可以看出，與ＤＩＳ分布式仿真協(xié)議相比，ＨＬＡ具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、逡逑互操作性強、仿真重用性強、易拓展、內(nèi)容與協(xié)議無關(guān)等眾多優(yōu)點，能夠滿足更為復(fù)逡逑雜的仿真要求，更為適于日益龐大的仿真系統(tǒng)開發(fā)。因此，自２００１年開始美國國防部逡逑已經(jīng)停止了資助所有不能與ＨＬＡ兼容的仿真項目［１７］�；谝陨显�

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2780394