基于HLA的多模复合精确末制导仿真系统设计与实现

论文摘要

基于高层体系结构（High Level Architecture,HLA）的分布式交互仿真是当前仿真技术研究热点之一。论文跟踪国际上制导仿真技术的最新发展,结合多模复合精确末制导项目研究,完成了基于HLA的制导仿真系统应用体系结构设计,并就系统设计与实现过程中的关键技术进行了进一步的研究。本文首先对高层体系结构的基本内容和基本思想进行了技术分析,并根据HLA标准下的联邦开发和执行过程模型建立了多模复合精确末制导仿真系统的开发模型。根据多模复合精确末制导技术的特点,提出了用户需求分析和性能要求,并根据功能对系统进行联邦成员的划分。其次,在构建了多模复合精确末制导仿真系统框架的基础上,结合MAKRTI软件开发环境和VR-Link开发工具,详细论述了联邦成员创建演练、设定状态、使用交互、数据交换等功能的实现,并对系统性能进行了验证。最后,本文对多模复合精确末制导仿真系统中的关键技术进行了进一步的探讨。时间一致性需要解决分布式仿真系统中各仿真节点的时钟同步问题,本文在分析了常用时钟同步方法的基础上,结合多模复合精确末制导仿真系统的特点,提出了联邦成员注册同步点的同步方法。为了克服因坐标系不同而造成的空间不一致,本文给出了一种在HLA/RTI中实现坐标转换的机制。讨论了坐标转换的必要性及转换方法。研究了多模复合精确末制导仿真系统中所用坐标系之间的转换关系,给出了转换公式。对仿真数据进行管理是仿真系统中必不可少组成部分,本文从全局应用的角度出发,提出了分布与集中相结合的数据管理结构,实现全局数据的完整性和一致性。在动态三维显示中引入航路推算定位技术,有效的解决了显示中航路跳变的问题。本文所完成的多模复合精确末制导仿真系统具有开放性、可扩展性及可重构性,较好地解决了不同仿真应用之间的集成问题。本文提出的基于HLA的联邦成员系统结构设计模式和一致性实现机制具有一定的通用性。研究结果对建立分布式仿真系统有一定的借鉴和参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景与意义
• 1.2 国内外研究现状与发展方向
• 1.3 分布式交互仿真技术与 HLA
• 1.3.1 分布式交互仿真
• 1.3.2 高层体系结构 HLA
• 1.3.3 HLA与 DIS的比较
• 1.3.4 HLA在军事仿真中的应用
• 1.4 论文研究的主要内容
• 第2章 基于HLA的制导仿真系统分析
• 2.1 高层体系结构技术分析
• 2.1.1 HLA的基本概念
• 2.1.2 HLA的基本内容
• 2.1.3 HLA的基本思想
• 2.2 基于 HLA的制导仿真系统开发模型建立
• 2.2.1 定义联邦目标
• 2.2.2 开发联邦概念模型
• 2.2.3 设计联邦
• 2.2.4 开发联邦
• 2.2.5 集成和测试联邦
• 2.2.6 运行联邦和分析结果
• 2.3 本章小结
• 第3章 基于HLA的制导仿真系统设计
• 3.1 制导仿真系统需求分析
• 3.2 制导仿真系统的性能要求
• 3.3 制导仿真系统的联邦成员划分
• 3.3.1 联邦成员的划分
• 3.3.2 联邦成员的功能
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于 HLA的制导仿真系统的实现
• 4.1 MAK RTI软件环境
• 4.1.1 VR-Link工具简介
• 4.1.2 VR-Link的主要功能
• 4.2 联邦成员的功能实现
• 4.2.1 创建演练连接接口
• 4.2.2 使用交互
• 4.2.3 本地实体应用
• 4.2.3 远程实体应用
• 4.2.4 联邦成员间通讯结构的构建
• 4.3 系统运行结果
• 4.4 系统性能验证
• 4.5 本章小结
• 第5章 制导仿真系统中的关键技术研究
• 5.1 时空一致性的研究
• 5.1.1 时间一致性
• 5.1.2 空间一致性
• 5.2 分布式仿真中的数据管理
• 5.2.1 分布式仿真中数据管理的内容
• 5.2.2 典型的分布式数据管理结构
• 5.2.3 多模复合精确末制导仿真演练中的数据管理结构
• 5.3 数据一致性控制
• 5.3.1 DR算法的基本原理
• 5.3.2 DR模型及算法
• 5.3.3 DR算法在多模复合精确末制导系统中的实现
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢