發(fā)布時(shí)間：2020-08-04 10:05

【摘要】：海戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)仿真系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中的海軍信息獲取、戰(zhàn)法評(píng)估和指揮訓(xùn)練具有十分重要的作用。目前,我國(guó)航母剛剛?cè)肓?國(guó)內(nèi)還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)航空母艦編隊(duì)作戰(zhàn)訓(xùn)練開(kāi)發(fā)的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)仿真系統(tǒng),并且當(dāng)前的海戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)仿真系統(tǒng)大多以二維態(tài)勢(shì)圖作為可視化顯示方式,無(wú)法直觀的呈現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和兵力分布。為解決以上問(wèn)題,本文采用VR-ForcesAPI和HLA (高層體系架構(gòu))開(kāi)發(fā)了面向航母編隊(duì)作戰(zhàn)的海戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)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(gè)方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。生成了二維視景數(shù)據(jù)庫(kù),并在其基礎(chǔ)上繪制了二維虛擬海戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。分析了高程數(shù)字模型(DEM)數(shù)據(jù)的來(lái)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(chǔ)算法對(duì)三維地形網(wǎng)格的繪制進(jìn)行加速,使用Mipmap紋理映射技術(shù)對(duì)全球地形進(jìn)行表面貼圖,實(shí)現(xiàn)了全球三維虛擬海戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。然后,提出了基于組件進(jìn)行實(shí)體行為建模的實(shí)體行為仿真框架,該框架以組件實(shí)現(xiàn)最基本的仿真功能,通過(guò)各種組件之間的組合和連接模擬實(shí)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(yùn)動(dòng)系統(tǒng)組件構(gòu)成,預(yù)警機(jī)雷達(dá)組件利用雷達(dá)方程判斷目標(biāo)是否進(jìn)入其探測(cè)范圍,并通過(guò)輸入輸出端口輸出探測(cè)結(jié)果驅(qū)動(dòng)通信組件發(fā)送探測(cè)報(bào)告。在功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中,以預(yù)警機(jī)搭載該雷達(dá)組件進(jìn)行空中目標(biāo)探測(cè)仿真,證明了雷達(dá)組件建模的有效性。最后,在虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和實(shí)體模型基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了航空母艦編隊(duì)的兵力編成和防空作戰(zhàn)戰(zhàn)斗隊(duì)形,以預(yù)警機(jī)、防空哨艦和掩護(hù)幕艦艇構(gòu)成遠(yuǎn)程、中程、近程三層防空體系。在實(shí)體任務(wù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并執(zhí)行了敵機(jī)來(lái)襲、預(yù)警機(jī)巡航、中遠(yuǎn)程戰(zhàn)斗巡邏機(jī)攔截?cái)硻C(jī)、航母艦載機(jī)起飛支援等仿真劇情。提出了以路徑損耗公式和戰(zhàn)場(chǎng)區(qū)域網(wǎng)格劃分為基礎(chǔ)的海戰(zhàn)場(chǎng)能量態(tài)勢(shì)估算模型,并通過(guò)OSG的節(jié)點(diǎn)繪制方法實(shí)現(xiàn)了海戰(zhàn)場(chǎng)電磁能量態(tài)勢(shì)在二維和三維虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中的可視化顯示。海戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)仿真系統(tǒng)可在實(shí)際或假想的環(huán)境下對(duì)海軍編隊(duì)作戰(zhàn)行為進(jìn)行模擬和戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息展示,為海軍模擬訓(xùn)練和戰(zhàn)法評(píng)估提供了戰(zhàn)場(chǎng)信息感知和戰(zhàn)場(chǎng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：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(duì)其他實(shí)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(shí)體ＩＤ邐．．．邐實(shí)體類(lèi)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(duì)照表邐逡逑字段名稱(chēng)邐字段含義邐逡逑協(xié)議版本邐說(shuō)明ＰＤＵ所遵從的ＤＩＳ協(xié)議的版本，８位枚舉值邐逡逑每一個(gè)ＤＩＳ演練都通過(guò)一個(gè)目前網(wǎng)絡(luò)上未被使用的演練標(biāo)識(shí)號(hào)與其他演練區(qū)分開(kāi)來(lái)，逡逑演練１Ｄ逡逑邐８位無(wú)符號(hào)整數(shù)邐逡逑ＰＤＵ類(lèi)型邐標(biāo)識(shí)ＰＤＵ的類(lèi)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(lèi)，８位枚舉值邐逡逑T間b0邐說(shuō)明ＰＤＵ中數(shù)據(jù)開(kāi)始有效的時(shí)間，３２位無(wú)符號(hào)整數(shù)邐逡逑長(zhǎng)度邐說(shuō)明ＰＤＵ的總長(zhǎng)度，單位為字節(jié)，１６位無(wú)符號(hào)整數(shù)邐逡逑填充邐無(wú)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(gè)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(lèi)對(duì)象，那些在某時(shí)刻出現(xiàn)又很快消失的實(shí)體逡逑稱(chēng)為交互類(lèi)（Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ），相反，那些一直存在的實(shí)體稱(chēng)作對(duì)象類(lèi)（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(duì)象｜邐對(duì)象邐對(duì)象…對(duì)象邋對(duì)象■？＿＿＋＿？對(duì)象逡逑圖２．３邋ＨＬＡ仿真系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)逡逑運(yùn)行支撐平臺(tái)（ＲＴＩ）實(shí)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(jì)算機(jī)的總線(xiàn)一樣，符合要求的仿真應(yīng)用可以隨逡逑時(shí)添加到系統(tǒng)中。ＲＴＩ和其聯(lián)系起來(lái)的聯(lián)邦成員一起構(gòu)成了一個(gè)具有開(kāi)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(yùn)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(chē)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(gè)方面對(duì)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(qiáng)、仿真重用性強(qiáng)、易拓展、內(nèi)容與協(xié)議無(wú)關(guān)等眾多優(yōu)點(diǎn)，能夠滿(mǎn)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(kāi)發(fā)。因此，自２００１年開(kāi)始美國(guó)國(guó)防部逡逑已經(jīng)停止了資助所有不能與ＨＬＡ兼容的仿真項(xiàng)目［１７］�；谝陨显�

在基于該ＨＬＡ的仿真系統(tǒng)中，包括兩類(lèi)對(duì)象，那些在某時(shí)刻出現(xiàn)又很快消失的實(shí)體逡逑稱(chēng)為交互類(lèi)（Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ），相反，那些一直存在的實(shí)體稱(chēng)作對(duì)象類(lèi)（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(duì)象｜邐對(duì)象邐對(duì)象…對(duì)象邋對(duì)象■？＿＿＋＿？對(duì)象逡逑圖２．３邋ＨＬＡ仿真系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)逡逑運(yùn)行支撐平臺(tái)（ＲＴＩ）實(shí)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(jì)算機(jī)的總線(xiàn)一樣，符合要求的仿真應(yīng)用可以隨逡逑時(shí)添加到系統(tǒng)中。ＲＴＩ和其聯(lián)系起來(lái)的聯(lián)邦成員一起構(gòu)成了一個(gè)具有開(kāi)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(yùn)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(chē)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(gè)方面對(duì)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(qiáng)、仿真重用性強(qiáng)、易拓展、內(nèi)容與協(xié)議無(wú)關(guān)等眾多優(yōu)點(diǎn)，能夠滿(mǎn)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(kāi)發(fā)。因此，自２００１年開(kāi)始美國(guó)國(guó)防部逡逑已經(jīng)停止了資助所有不能與ＨＬＡ兼容的仿真項(xiàng)目［１７］�；谝陨显�

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2780394