基于地理信息系统的虚拟战场态势显示

以分布交互仿真中的虚拟战场态势显示为需求背景，基于地理信息系统(GIS)的理论和相应的软件工具，在虚拟战场态势显示中引入GIS技术，实现了基于GIS的虚拟战场态势二维与三维、静态与动态的显示，以及战场数据的添加与查询，计算机生成兵力的初始化及实时驱动、飞机地形高程匹配飞行的三维仿真。开发了一个具有统一集成环境、二维与三维态势显示相对应等特点的原型系统。 并介绍了其组成、功能和特点。     

预警机指挥引导编队协同对海作战系统建模与仿真

从大系统的角度出发,对预警机指挥引导有人机/无人机编队协同对海作战系统进行了闭环设计,实现从作战方案装订到任务完成后返航整个作战过程的建模与仿真。整个过程提出了多种新的算法及思想,其中包括纯追踪、平行接近、捕获法3种自动引导模型和引导员手动引导模型,以消除僚机与长机的〖JP2〗相对位置偏差为思想设计的编队队形变换模型,以禁飞区对编队具有排斥力为思想设计的威胁规避模型等。最后通过Visual C++对各模型进行仿真实现,通过具有强大图形显示功能的二维仿真软件MapX和三维仿真软件Vega Prime实〖JP〗现战场态势可视化,并通过二维/三维显示模块之间的通信实现二维/三维视景显示的同步及实时切换。仿真结果表明,整个系统设计合理有效。     

虚拟海战场态势三维显示系统设计与实现

对战场态势显示系统所需要显示的要素进行了详细的分析;给出了建立的战场综合态势显示系统的功能需求;建立了操控接口、通信接口、数据处理、操作控制和渲染显示等5个功能模块,设计了以HLA/RTI为底层通信协议,以GIS为前端显示的虚拟海战场三维态势显示系统,提供海战场地理环境、自然环境、电磁环境、作战兵力、特效等环境在内的战场三维环境描绘、显示;最后给出了实现结果和结论。     

基于HLA的海战场综合环境仿真系统的开发

海战场综合环境仿真系统是作战仿真系统的一个核心组件和关键子系统,在作战系统仿真中起着提供环境支撑和运行控制的功能,其性能的优劣决定了作战仿真的逼真度和可信度.在HLA的体系框架下,对海战场综合环境仿真系统的特点、功能、软硬件结构、开发流程等作了详细说明,提出了具体可行的实现步骤,并对其中用到的几项关键技术,如UML 软件建模、综合环境数据表示与交换规范、地理信息系统、三维场景实时显示、计算机生成兵力进行了研究和演示验证.     

三维战场态势表达中符号模型的分类研究

在基于三维环境的战场态势表达中,符号模型作为一种信息载体,扮演着非常重要的角色,但其往往数量众多且种类繁杂。重点研究如何从多角度对态势表达系统中的各种符号模型(包括直观的和抽象的)进行科学合理的分类,分别从建模方式、定位方式和组织方式对符号模型进行了分类。并在上述分类结果的基础上,基于C++模板设计并实现了一种简洁、清晰的分类实现方法,解决了使用多继承所带来的冗余、复杂的问题。     

一种基于网格控制的三维MGIS符号动态建模方法

三维MGIS符号的动态建模是虚拟战场及军事地理信息系统的重要内容,对提高战场态势的直观性,增强辅助决策能力具有重要意义。提出了一种基于网格控制的三维MGIS符号动态建模方法,使用贝塞尔网格和DEM网格控制MGIS符号的三维形状。在建立MGIS符号层次数据结构的基础上进行空间剖分,形成空间逼近线段;通过空间曲面约束,有效控制空间形态;最后进行Delaunay三角网重构,从而得到三维空间中的动态模型。实验结果表明,该方法能够很好地控制三维MGIS符号的平面与空间形态,并能有效实现DEM地形跟随。     

虚拟战场环境生成系统设计与研究

虚拟战场环境是军事仿真应用的可视化平台。结合具体应用系统的研制开发，对虚拟战场环境生成系统的构成进行了论述，对虚拟现实技术应用于虚拟战场环境的关键技术进行了分析、探讨，包括基于复杂度的三维实体建模方法，三维地形的快速生成与漫游控制、多窗口与多视口、人机交互等技术的实现。文中所述及的系统已成功应用于某大型网上战役训练和作战指挥系统。     

分布式战场态势可视化系统研究

在明确仿真需求的基础上,利用可视化技术,实现对战场态势的实时直观表示,对于理解仿真过程具有重要作用.针对目前仿真应用系统中态势可视化普遍存在的通用性、可重用性较差的问题,提出了解决方案--通用战场态势可视化系统,并通过初步实践证明了可行性.     

战场态势信息数据模型研究

战场态势信息数据模型是战场态势可视化系统的基石,但对它的研究还处于起步阶段,因此迫切需要系统地研究战场态势信息的数据模型.提出了物理数据模型和逻辑数据模型的概念,将战场态势信息数据模型分为两个层面:通过将数据库结构分为基本表、控制表、动态表三部分,设计了一个支持动态扩展、多用户并发访问等特性的静态、动态态势目标一体化存储的物理数据模型;通过提出并引用"快照"的概念,在逻辑层面消除了静态与动态态势目标的区别,设计了内存结构一致的高效逻辑数据模型.具体分析了在模型实现与系统开发中的几项关键技术,并在实际工程应用中验证了该模型的可行性与合理性.     

防区外导弹攻防对抗分布交互式仿真研究

采用分布交互式仿真方法对防区外导弹攻防对抗系统进行仿真研究.应用面向对象建模方法建立了防区外导弹攻防对抗系统中各个模块的数学模型,在局域网中构建了防区外导弹攻防对抗分布式交互仿真系统,并为系统提供了二维整体态势和三维虚拟视景.仿真系统具有良好的可扩展性,可根据不同的战场想定对对抗过程进行模拟,从整体和局部细节把握整个攻防对抗交战过程,并可通过对多次蒙特卡洛仿真结果的统计,得出攻防对抗作战效能的相关指标.     

基于小波变换和ANFIS模型的不规则海浪组合预报

利用小波变换对不规则海浪进行多尺度一维小波分解与重构,得到相对简单、规则的准周期分量信号,然后建立了各信号的多输入、单输出自适应神经模糊推理系统(ANFIS)预报模型,最后对预报结果进行集成。基于Matlab语言的仿真结果表明,该方法不仅降低了预报的难度,而且具有较高的预报精确度。此方法亦可用于船舶横摇、纵摇、艏摇运动的预报。     

舰载超视距雷达背景杂波统计特性分析

海杂波的统计特性对于岸基与舰载表面波雷达目标检测算法的设计非常重要。岸基雷达测试下海杂波的统计特性已有论述 ,主要阐述舰载雷达情形下背景海杂波的理论与数学统计模型 ,并提出了海杂波序列的参数自回归模型 ,对海杂波的重要统计参数如相关性进行了统计分析 ,最后得出了舰载雷达情形下一阶与二阶海回波皆为正态分布的结论 ,为在舰载雷达情形下进行信号检测奠定了理论基础。     

二维线性与非线性海面电磁散射特性比对研究

二维线性和非线性海面模型与低阶小斜率近似（small slope approximation, SSA）法相结合,对比研究了不同海面的统计特征及其电磁散射特性。研究表明：非线性海浪比相应的线性海浪具有更尖锐的波峰和更为平坦的波谷,虽然其高度均方根保持不变,但斜率变大,且偏离高斯分布;相应地,非线性海面归一化雷达散射截面（normalized radar cross section, NRCS）在远离镜面反射方向上略高于线性海面的NRCS,其后向散射系数也有所提高,并且该差异在小擦地角下更为显著。     

热带气旋高风速下南海海流和海浪的数值仿真

采用海流和海浪数值模式,对热带气旋高风速作用下南海的海流和海浪进行了数值仿真.在海流仿真中采用了含波陡参数的风应力拖曳系数参数化方案和波浪辐射应力梯度作用,在海浪仿真过程中考虑了海流的作用.观测资料对数值仿真的结果验证表明,该数值模式对热带气旋高风速下的南海海流和海浪的数值仿真是可行的;海流的数值仿真与海面风拖曳系数参数化方案有关;考虑海流作用后,海浪的数值仿真更合理.     

基于Hough变换的低可观测海面运动目标检测

针对一般信号检测方法无法检测低可观海面运动目标的问题,提出了运用Hough变换方法对海杂波背景下运动目标进行检测的方法。首先,用无记忆非线性变换法模拟海杂波,在此基础上模拟海面微弱运动目标的雷达回波;然后通过Hough变换对模拟所得的雷达回波数据进行处理;并根据处理结果进行了检测目标。另外用蒙特卡罗方法对Hough变换目标检测进行仿真,讨论了检测概率与雷达回波信噪比(SNR)及其它一些参量的关系。仿真结果证明了用Hough变换方法进行目标检测的可行性。     

Application of pre-whitened-constrained-MUSIC in ship-borne radar

In ship-borne radar, because of the influence of interference factors such as the correlation of background array noise and the coherence of targets and so on, the performance of high-resolution algorithms such as MUSIC is degraded. In this document by pre-whitening of background array color noise, de-correlation of coherent targets, compensation of amplitude-phase mismatch, pre-whitened-constrained-MUSIC algorithm in ship-borne radar effectively resolutes ship target and first-order sea echo. Furthermore, the algorithm performance is compared with other algorithms, result shows that pre-whitened-constrained-MUSIC can be applied effectively in high-resolution processing in ship-borne radar.     

Constrained-MUSIC算法在高频地波舰载超视距雷达中的应用

在舰载超视距雷达检测时 ,由于载舰运动所造成的一阶海波谱展宽 ,遮蔽了舰船目标 ,造成目标检测的困难 ,采用空域超分辨处理 ,将目标与展宽的一阶海波谱分开是非常可行的。Constrained -MUSIC算法的分辨性能不受相干目标的影响 ,且在舰载超视距雷达中 ,由于展宽的一阶海杂波谱相应的空间方位是可计算出的 ,Con strained-MUSIC算法可以充分利用这一已知的方位信息 ,将与一阶海浪谱同频 ,但处于不同空间方位的船目标分辨出来 ,有效地实现了高频地波舰载超视距雷达检测下的空域超分辨处理 ,对在舰载雷达情形下有效地进行目标检测提供了一个良好的距离 -速度 -方位分辨后的三维检测背景平台     

海杂波的混沌特性分析

介绍了相关维数、Lyapunov指数等用于描述混沌动力系统的重要概念及其计算方法,并对雷达采集的实际海杂波时间序列数据进行了计算分析。结果表明,海杂波具有有限的相关维数和正的最大Lyapunov指数,说明海杂波信号具有混沌系统的典型特征。     

基于统计模型的时-空相关海杂波仿真

工作于海洋环境下的雷达面临较严重的海杂波的影响,海杂波统计模型的研究对最优检测算法设计和雷达性能预估有重要作用。基于海杂波的复合散射理论,分析了海杂波非高斯幅度分布的特性、时间相关性及空间相关性。讨论了采用球不变随机过程产生时间和空间相关的海杂波仿真方法。对算法中散斑分量和纹理分量的参数估计,时间相关性和空间相关性的引入方法进行了分析。设定仿真环境仿真产生了具有时间和空间相关性的非高斯型海杂波数据,结果表明采用该方法的有效性。     

现代海战的决策、行为模式与复杂性

为深入认识现代海战的复杂性本质,根据现代海战过程的特点,运用系统理论及数学手段,归纳了海战中兵力行为的特点,阐述了行为模式对于指挥员决策的重要意义,分析了海战过程中兵力行为的分岔现象以及行为之间的非线性关系.得出结论:掌握战场上的行为模式对取得现代海战的胜利至关重要.