基于HLA的卫星轨道机动仿真研究

针对STK(Satellite Tool Kit)在联合作战仿真中实时互操作能力的不足,提出了一种灵活的基于HLA(High Level Architecture)的卫星轨道机动仿真系统设计方法。建立了圆轨道之间平面内霍曼转移、平面外单脉冲和双脉冲轨道转移三种轨道机动模型,设计了多视图可视化表现子系统和仿真对象模型(Simulation Object Model,SOM)。与STK的仿真结果对比表明了该方法的可行性和模型的有效性。     

卫星移动通信星座系统的建模/仿真

卫星移动通信系统常采用星座的方式构建,能够实现真正意义上的全球覆盖。它是一个复杂的系统,其核心星座系统部分的设计过程中需考虑时间、空间覆盖特性,进行链路和成本分析等,单纯的数学计算难以集成化地对设计过程的各方面以及设计方案进行全面、直观的分析,因此采用现代仿真技术,基于HLA/RTI和STK,建立卫星移动通信星座仿真系统,通过XML方式灵活的存取数据库中的模型数据和配置方案,进行星座系统设计,并对设计方案进行实时或超实时的仿真运行,得到全面的分析、评估结果,仿真系统具有直观的二维、三维场景和曲线、报表显示功能,可为卫星移动通信星座系统的设计提供一个集成化、可视化的仿真试验平台,并可在一定程度上支持其他卫星星座设计。     

基于HLA的森林灭火仿真系统的关键技术研究

针对虚拟森林灭火仿真需要多种不同要素同时参与灭火仿真的功能需求,提出了一种基于HLA的可扩展的分布式森林灭火仿真体系结构。由于涉及大范围三维场景仿真,系统同时需要实时逼真的显示效果。从项目需求出发,就系统设计、开发过程中的关键技术,如FOM/SOM设计、联邦成员框架结构设计,联邦成员内部的多线程软件设计等分别作了深入研究,在此基础上实现了森林灭火仿真原型系统的设计与开发。     

卫星移动通信系统星座设计仿真软件的研制

星座设计是卫星移动通信系统设计一个非常关键的内容,直接关系到系统的性能与成本,软件仿真是星座设计一个行之有效的方法,本文介绍了卫星移动通信系统星座设计仿真折设计方案,对软件的有关功能进行了介绍,该软件界面友好,具有丰富的地图操作内容,是军用及民用卫星移动通信系统星座设计仿真,演示的有效工具。     

卫星星座及其覆盖问题建模与可视化仿真

为了便于对卫星星座及其覆盖特性进行研究,笔者独立开发了一套卫星星座可视化仿真软件,该软件可以动态演示星座的三维几何构型、卫星的姿态运动以及相应的卫星星下点和覆盖区。该软件由存储、计算和结果显示模块组成。存储模块使用了数据库技术来对相应的初始参数进行操作;结果显示模块使用了OPENGL和简单GIS技术来演示星座运行、卫星姿态以及星下点轨迹和覆盖圆情况。并给出了计算模块所使用的轨道动力学模型、姿态模型以及覆盖模型。轨道动力学模型考虑了大气阻力和J2项摄动,并使用Cowell法建立轨道运动微分方程,利用Adams线性多步法进行求解,以保持较高的计算精度。姿态模型主要使用姿态四元数建立相应的姿态运动。覆盖模型则针对稀疏星座对固定目标的重访时间进行了建模,提出了数值法与解析法求解重访时间的方案。最后给出了程序运行效果与仿真算例。     

基于HLA的潜艇分布式作战仿真系统改造研究

潜艇分布式作战仿真系统是为作战系统开发、调试及验证提供较真实作战环境的大规模仿真系统。随着技术发展，如何将其改造成基于HLA，成为摆在人们面前的一个迫切问题。本文研究了基于HLA的改造方法，包括改造方案及关键技术。通过将原有基于UDP/IP的CAPI通讯接口替换为基于HLA的CAPI通讯接口，以及基于普通PC和地理信息系统Mapx开发全新导演台，成功实现了基于HLA的潜艇分布式作战仿真系统改造。     

HLA架构下数值仿真与视景仿真集成方法的研究

以国产CZ系列运载火箭为研究对象,开发了基于HLA体系架构的全数字飞行仿真系统.通过建立运载火箭控制系统的数值仿真模型,围绕"模型实时驱动"这一核心功能设计了运载火箭全数字飞行仿真系统的框架结构并对其实现方法进行了描述,开发了Matlab-RTI中间件和OGRE- RTI适配器,较好地解决了数值仿真与视景仿真在HLA体系中的集成并保证了系统的实时性.应用集成方法完成的火箭飞行仿真系统已应用于西昌卫星发射中心的测发训练中,取得了较好的应用效果.     

跟踪与数据中继卫星系统星座构形的仿真初探

本文概述了跟踪与数据中继卫星系统的定义与优越性,分析了影响我国数据中继卫星网星座构形的主要因素,提出利用卫星工具包(STK)软件实现仿真分析数据中继卫星网星座构形的方法与步骤,并设计了高、中、低三种轨道中继卫星与用户卫星之间的可见性分析仿真实验,最后,初步分析了仿真实验获得的数据,并根据仿真结果提出了我国跟踪与数据中继卫星系统星座构形的初步设想。     

基于HLA的Petri网分布式仿真中的数据过滤方法

在应用Petri网对大规模复杂系统建模和仿真时,Petri网模型可能出现组合爆炸的现象,从而占用大量的计算资源。考虑到Petri网的并发特性,可将Petri网模型分解为若干子网,进行并行或分布式仿真。在基于HLA的Petri网分布式仿真中,各联邦成员之间需要进行大量的数据交换,从而实现令牌(token)在子网之间的流动。因此,减少冗余数据的传输是提高分布式仿真性能的一种有效途径。对基于HLA的Petri网分布式仿真中的四种数据过滤方法进行了分析和研究,并通过仿真实验比较了它们去除冗余数据的有效性。     

基于HLA的森林灭火仿真系统的研究

针对虚拟森林灭火仿真需要支持多种不同要素可同时参与灭火仿真的功能需求，提出了一种基于HLA的可扩展的分布式森林灭火仿真体系结构，基于这种结构，仿真用户可以通过目标系统重组的方式构建具体的联邦应用系统，并就系统设计、开发过程中的关奠技术，如FOM／SOM设计、联邦成员框架结构设计，仿真运行机制，时间策略设王等分别作了深入研究，在此基础上完成了森林灭火仿真原型系统的设计与开发。     

全球导航卫星系统的星座可见性研究

在GPS和GLONASS(GlobalNavigationSatelliteSystem)的应用研究中 ,为保证系统正常工作 ,导航星座应满足一定的可见性要求。因此 ,首先对提出的最小可见性要求进行了原理性阐述 ;之后 ,基于卫星对地面的覆盖特性 ,给出了导航卫星的可见性定义 ,并推导了一种可见性判据 ;最后 ,针对一种通用的全球导航卫星系统星座 ,用仿真的方法给出了地面和某一海拔高度对该星座的可见性结果 ,确定了海拔高度同星座中可见卫星数目之间的关系 ,从而为全球导航卫星系统在外层空间的应用设计提供了依据。     

全任务航海仿真系统的评价方法及关键技术研究

全任务航海仿真系统是一种典型的人在回路中的仿真系统,也是当今虚拟现实研究的重要应用领域.评价全任务航海仿真系统性能的优劣,主要用三个真实感:行为真实感、环境真实感和物理真实感来衡量.行为真实感由所采用的船舶运动数学模型所确定,环境真实感主要由视景系统所确定,物理真实感主要由所采用的仿真驾驶台及仪器设备所确定.详细介绍全任务航海仿真系统所涉及的关键技术;体系结构及和三个真实感衡量标准所对应的船舶运动数学模型、视景系统和仿真设备.     

导航系统服务性能仿真中的模型集成研究

服务段仿真(Service Volume Simulation,SVS)主要用于导航系统服务性能的分析与评估,是导航仿真系统的重要组成部分.在分析了导航系统SVS的特点后,建立了导航系统服务性能分析模型之间的数据流关系,采用SMP2.0(Simulation Model Portability)的基于组件的模型设计方法,提出了面向SVS的仿真模型框架,并基于此框架和SMP2.0的集成方法进行了导航系统SVS的模型设计、开发和集成.该框架包含空间段、环境段、用户段以及分析记录等模型、接口和组件,并通过面向导航系统的SVS仿真应用环境检验了该框架的合理性和可移植性.     

基于高层体系结构的计算机生成兵力关键技术研究

为了研究基于高层体系结构（HLA，High Level Architecture）的分布交互仿真系统的开发，设计了一个基于HLA的计算机生成兵力（CGF，Computer Generated Force）系统。首先介绍了HLA的结构特点，然后介绍了CGF仿真系统结构的组成以及开发的关键技术，分析了开发基于HLA的CGF系统的关键技术。最后提出了一个基于HLA的CGF仿真系统的原型系统，该原型系统的开发对于今后的进一步研究和应用有很大意义。     

一种基于双桥接器的分布仿真跨协议互连方法

基于分布交互仿真（Distributed Interactive Simulation,简称DIS）和高层体系结构（HighLevel Architecture,简称HLA）的跨协议互连技术是最近的研究难点和热点。讨论了DIS和HLA在分布交互仿真应用方面的特点,针对基于DIS和HLA的仿真系统间的互连问题,提出了一种基于双桥接器和Socket通信的分布交互仿真跨协议互连方法,其中包括DIS演练和HLA联邦间的实体协议转换、事件协议转换和时间管理策略等。应用结果表明,该方法在处理分布交互仿真系统的跨协议互连方面是可行的。     

基于XML的仿真想定标记语言SSML

想定管理是仿真系统中的重要组成部分，想定管理的目标是实现想定与仿真相分离的处理机制，保持想定数据的独立性。本文提出的基于XML的仿真想定标记语言SSML，利用XML的Schema定义想定数据的约束规则并进行语法检查。通过SSML所提供的中间访问层实现想定处理与想定数据库存储模式的分离。利用XML所提供的Xquery标准和Xpath标准实现想定数据的可伸缩性、动态裁减和重组。     

基于HLA的鱼雷武器性能仿真系统及其VV&A研究

讨论了高层体系结构(HLA)技术应用于鱼雷武器性能仿真的需求和关键技术以及该仿真系统的VV&A:(1)建立精确的武器系统仿真模型;(2)解决实时性问题;(3)建立有效的VV&A技术保障。在基于HLA的鱼雷武器性能仿真系统的FEDEP开发过程中利用Labworks工具集辅助进行FOM/SOM校核、互操作性校核以及联邦测试等VV&A过程,采用主观判断分析、软件测试和频谱分析等方法对鱼雷控制系统模型、弹道模型和自导系统模型进行了校核与验证,提高了HLA仿真试验结果的可信度。     

基于HLA的舰艇电子战反导训练仿真系统设计

针对水面舰艇电子战系统模拟训练需求,进行了基于HLA分布式体系结构的训练仿真系统设计。以单舰电子战反导作战为仿真对象,从应用角度分析了舰艇电子战反导训练仿真系统的设计思路、组成和功能,并对其中一些关键问题提出解决方法。本系统主要用于舰艇电子战指挥员的指挥决策训练及指挥员与舰载电子战装备操作手的协调配合训练。