武器装备综合仿真试验环境关键技术研究

论文摘要

单件武器系统作战效能的发挥,依赖于整个武器装备体系的正常运作,同时武器装备体系的研究,又依赖于真实装备提供有效、可信的基础数据支持。工程级与交战级联合仿真环境是武器装备仿真技术的重要方向,是在交战级仿真中,融合工程级的高分辨率武器模型,从而实现更高可信度的武器系统作战效能评估。在先进分布仿真（ADS）技术基础上的武器级、武器系统级多层次联合仿真试验支撑环境,是工程级与交战级联合仿真的典型实现,本文称之为武器装备综合仿真试验环境。由于工程级半实物仿真系统的参与,该环境通常表现为分布、异构以及严格的实时约束。本文主要从分布异构系统互操作技术、实时性约束满足问题以及仿真试验管理控制几个方面,讨论了构建综合仿真试验环境的关键技术。首先,论文分析了综合仿真试验环境的特点和构建原则,讨论了主要实现技术,提出了“总控+代理”模式的层次化互联框架,结合互操作性、实时性、可扩展性要求对该方案做出了分析,并阐述了在该方案下应该研究的主要问题。其次,论文主要从综合仿真试验环境的时间一致性和数据通信两个方面进行了方案讨论及设计实现。时间一致性的处理分为时间同步和时间延迟补偿,为此,本文针对解决方案的可扩展性,提出了基于GPS授时结合Window+RTX软件构架的时间同步模式,以及符合异构系统交互特点的时间延迟补偿策略,以使整个方案达到对不同时间粒度仿真系统的适应。在数据通信方面,基于综合仿真试验环境的通信需求,设计了基于实时数据分发规范DDS的数据交互机制,并在该机制上对仿真中的复杂数据流进行整理和组织,定义了一套面向服务质量的通信实现策略。最后,本文以某导弹防空综合试验管理控制平台研制项目为背景,讨论层次化互联框架的应用,研究基于这些关键技术的原型系统设计和实现,并着重讨论了面向综合仿真试验全生命周期的管理调度控制策略。通过对原型系统的实现分析,认为本文所研究的关键技术可以满足综合仿真试验环境的构建需求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要工作及研究意义
• 1.4 论文的组织结构
• 第二章 综合仿真试验环境体系结构研究
• 2.1 综合仿真试验环境特点
• 2.1.1 综合仿真试验环境的定义及特点
• 2.1.2 综合仿真试验环境集成原则
• 2.2 综合仿真试验环境设计
• 2.2.1 主要实现技术探讨
• 2.2.2 综合仿真试验环境体系结构设计
• 2.2.3 综合仿真试验环境方案分析
• 2.3 研究的主要问题
• 2.4 本章小结
• 第三章 综合仿真试验环境时间一致性研究
• 3.1 分布式实时仿真时间理论
• 3.1.1 仿真中的时间概念
• 3.1.2 分布仿真系统的数据传递模型
• 3.1.3 分布仿真的时间一致性
• 3.2 时间一致性解决方案
• 3.2.1 基于GPS授时的时间同步方案
• 3.2.2 时间延迟补偿方案
• 3.3 方案实现与分析
• 3.3.1 Windows时钟源选取
• 3.3.2 GPS时钟同步实现
• 3.3.3 分系统内部时间同步分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 综合仿真试验环境数据通信研究
• 4.1 DDS实时中间件
• 4.1.1 综合仿真试验环境通信需求分析
• 4.1.2 实时数据分发规范DDS
• 4.1.3 DDS的几种实现
• 4.2 基于DDS的通信环境设计与实现
• 4.2.1 DDS通信过程建立
• 4.2.2 DDS封装实现
• 4.3 面向Qo S的数据交互设计与实现
• 4.3.1 综合仿真环境通信数据整理
• 4.3.2 交互信息的Qo S设计
• 4.3.3 通信性能测试分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 原型系统设计与实现
• 5.1 案例背景
• 5.2 原型系统设计
• 5.2.1 原型系统结构设计
• 5.2.2 原型系统交互流程设计
• 5.2.3 原型系统构建过程描述
• 5.3 仿真聚合过程
• 5.3.1 交互数据定义
• 5.3.2 代理开发
• 5.4 仿真试验过程
• 5.4.1 试验建立过程分析
• 5.4.2 试验启动过程实现
• 5.4.3 试验监控实现
• 5.4.4 试验数据记录实现
• 5.5 原型实现分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论和展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 下一步工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果
• （一）发表的学术论文
• （二）参加的科研工作
• 缩略语