综合自然环境(SNE)建模与仿真

自然环境是地形、海洋、大气和空间四个领域物理状态、特征和影响的总合，对军事系统的性能有着重大的影响。综合自然环境(SNE)就是在建模与仿真系统中对这些环境因素的描述。概述了国内外有关SNE建模与仿真研究的状况，阐述了SNE建模与仿真的各项关键技术，以CGF应用为例设计了一个SNE仿真原型系统，从工程实现的角度提出了SNE仿真系统的开发过程。最后，简要介绍了这个SNE仿真原型系统在某型巡航导弹攻防对抗仿真系统中的应用。     

综合自然环境建模仿真平台的研究

综合自然环境建模与仿真是分布复杂仿真系统中的重要组成部分,提出了分布复杂仿真系统支撑环境中综合自然环境（SNE）建模仿真平台,其中将开发环境和运行环境两部分分开,在开发环境部分按照SEDRIS标准建立环境数据库,为环境数据的共享打下了良好的基础;在运行环境部分采用联邦成员的方式,兼顾了环境数据量庞大的特点。对所提出的SNE建模仿真平台涉及的关键技术进行了阐述和实现,并给出了具体的开发步骤。     

综合自然环境数据库开发的研究

基于SNE数据海量的特点和仿真运行时对实时性的要求,将SNE数据库分为SEDRIS标准环境数据库和运行环境数据库,给出了SNE数据库的开发过程。分析了如何基于SEDRIS标准,依靠其五项核心技术即数据表示模型（DRM）、环境数据编码规范（EDCS）、空间参考模型（SRM）、应用程序接口（API）及SEDRIS传输格式（STF）实现环境数据的表示并完成对环境数据的标准化,建立SNE数据库,并对数据库建立过程中的相关技术进行了探讨。最后建立了层次化的大气环境数据库。     

用于实时弹道仿真的低空风切变复合模型

风切变是一种形成概率高、危害范围广的气象现象,对弹箭飞行具有较大影响。针对几种典型低空风切变的流动特点,基于位势流动理论,分别建立了微下击暴流涡环模型、过山气流圆柱绕流模型和低空急流平面壁面射流模型。在此基础上,以发射坐标系为基准,提出一种考虑天气和地形的低空风切变复合模型。以某122 mm火箭弹为例,进行算例仿真。仿真结果表明:所建立的低空风切变复合模型具有良好的三维特性,能够合理描述典型风切变现象的气体流动特点。应用于实时弹道仿真中,可有效反映出复杂环境下不同种类低空风切变对弹箭飞行的影响规律。     

一种改进的紊流风模型及其仿真算法

从提高飞机飞行动力学系统仿真的逼真性出发，提出了一种新的大气紊流模型，并研究了模型的仿真实现技术。该模型是在Dryden模型的基础上改进的。通过比较．Dryden模型与Von Karman模型的功率谱，提出了改进的紊流风模型的形式，采用参数优化方法对模型参数进行优化，得到了一种更为接近Von Karman频谱的紊流风模型。在此基础上推导出该模型仿真实现的计算公式，从而形成对该模型的仿真算法。通过在频域的分析比较和时域的仿真计算验证了模型的合理性和算法的正确性。本文给出的紊流风模型及其仿真实现算法，可用于飞行模拟器的实时仿真，也能用于飞行动力学系统的非实时数字仿真计算。     

大气环境仿真建模方法研究

大气环境仿真模型是大气环境仿真试验及大气环境仿真系统建设的基础和前题,是综合自然环境仿真的重要组成部分。阐述了大气环境仿真模型的三种设计方法,即理想化模型、统计特征模型和数值模型,并着重以统计特征模型为例,提出了统计建模的具体步骤和方法,最后指出了大气环境仿真模型的关键技术及其发展中应注意的问题。     

在复杂大气条件下的飞机自动着陆控制器设计与仿真

对飞机整个自动着陆过程的控制进行了设计,主要采用逆系统方法设计控制律,并用神经网络对控制律进行了鲁棒补偿,神经网络的学习规则为带有死区的关于神经网络灵敏度的线性函数。对于在自动着陆过程中可能遇到的紊流和风切变等几种典型大气情况进行了分析,并将所设计的着陆控制律在上述复杂大气条件下进行了仿真验证。仿真结果表明,所设计的自动着陆系统对复杂大气条件具有鲁棒性,着陆过程中实际飞行高度与期望飞行高度的误差在合理的范围之内。     

复杂工程的建模仿真方法

提出了一种针对复杂工程的建模和仿真方法。比较复杂工程和复杂系统的异同，以及复杂工程仿真和一般工程仿真的区别，由此总结出复杂工程仿真的特点和要求。提出根据面向人员以及所用方法论的差异，将复杂工程的建模分为两个阶段，在第一个阶段中采用层次化的任务建模方法，面向实际工程人员，第二个阶段中采用模块化的实体行为建模，面向仿真技术人员。通过对仿真建模任务的区分，由各自擅长的人员完成，并通过层次化和模块化方法的采用，降低复杂工程仿真建模的复杂度，形成一种适合于复杂工程的仿真方法。     

基于UML的复杂工程仿真方法

针对三维复杂工程施工仿真，提出了一种基于UML技术的仿真方法。对仿真的全过程，包括仿真系统分析、模型设计、工程流程设计、三维仿真实现、仿真结果的评估、仿真的修改维护等进行管理。最后结合一个实际的复杂工程做了一个仿真实例，证明提出仿真方法的高效性。     

大气环境中的亚轨道飞行器再入轨迹仿真

针对亚轨道再入飞行器的高精度轨迹仿真问题,采用了国际上最新的NRLMISISE00大气模式、HWM93水平风场建立了大气参数模拟系统,比较分析了不同模式下影响飞行器运动特性的各种大气参数的区别;利用查普曼公式建立了大气环境中亚轨道再入飞行器的运动方程;结合美国X-33演示验证实验样机,仿真分析了各种大气参数对亚轨道再入飞行器运动参数的影响.研究表明,大气环境对于再入飞行器的影响不容忽略,在实际应用中应该根据具体的任务需求来选择合理的大气模型.     

声呐数据合成与环境仿真研究

研究了被动声呐数据合成与环境仿真的系统结构和水声合成信号的生成﹑建模与仿真试验。以水中运动目标为例,给出了水声环境下,合成信号、环境噪声、海洋声学的数学模型和合成环境系统仿真实验。该研究可用于水下探测系统和水声对抗系统的环境模拟,及水声设备的性能评估。     

虚拟自然环境计算模型的研究与实现

虚拟自然环境的构造方法是虚拟现实技术的重要组成部分。本文从气象、地形和水文三个方面给出了虚拟自然环境的快速构造方法,在此基础之上,提出了一种可以实时估算各种环境因素动态变化的计算模型。这种基于离散时间段的环境因素计算模型,既保证了虚拟自然环境的实时性能,又使环境因素的动态变化能够影响仿真实体的决策和运行,从而提高了系统仿真的逼真程度。     

基于模型库/数据库的面向对象综合仿真环境框架

随着仿真技术和软件技术的发展,仿真系统已经发展成为一个功能完善的仿真环境。本文论述了一个综合仿真环境的原型系统,这个系统基于ＤＥＶＳ形式化描述和ＵＭＬ面向对象可视化建模语言,可以有效地重用模型库中的模型和数据库中的数据,快速生成仿真系统原型,从而将仿真系统开发纳入软件工程的范畴。     

DIS综合环境及其相关技术

论述了分布式交互仿真综合环境及其相关技术。在阐述了ＤＩＳ综合环境的概念及其在ＤＩＳ系统中的作用和性能需求的基础上,重点讨论了面向对象技术、数据库技术以及信息融合技术在综合环境的建模、集成和效应生产中的应用。最后对ＤＩＳ综合 发展趋势进行了展望。     

舰装鱼雷报警声纳合成环境仿真研究

在研究了鱼雷报警声纳合成环境系统结构的基础上,建立了合成环境保护的模型,并完成了系统仿真及性能评估。经实测数据验证,利用本文的方法和模型可以产生供鱼雷报警声纳性能调试及评估所需的全环境数据,从而使本文的研究具有一定的军事和经济价值。     

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.     

分布式虚拟环境中的综合地面环境研究

详细阐述了分布式虚拟环境中综合地面环境研究的各个方面。首先介绍了采用多种地理数据生成综合地面环境数据库的过程 ;然后提出了一种大规模三维地形环境管理方法和一种通用的实时调度算法 ;最后给出了一种支持动态地形环境一致性的动态地形环境体系结构