气象海洋作战仿真环境复杂性评估及分级方法

气象海洋作战仿真环境的影响评估是检验仿真环境与模拟训练难度一致性的关键问题.现有气象海洋作战仿真环境评估方法主要用于分析静态环境要素对武器装备、作战平台等的影响作用,不适用于对模拟训练中的动态复杂仿真环境进行综合评估.为了有效评估仿真环境的复杂程度,本文首先明确了气象海洋作战仿真环境复杂度的内涵,并对复杂度评估及分级层次结构进行了分析;然后,提出了复杂度评估指标,基于矩阵型灰色关联理论,建立了环境复杂度评估模型;随后,提出了复杂度分级原则,基于灰色聚类方法,建立了环境复杂度分级模型,并对可能度函数进行了改进,从而得到动态仿真环境的复杂度等级.通过模拟训练实例对本文方法验证,表明该方法能够对动态仿真环境复杂度等级做出合理评估,有助于构建符合模拟训练难度要求的仿真环境.     

无人侦察机实时仿真系统

无人侦察机实时仿真系统用于进行地面控制站的模拟训练。衡量模拟训练仿真系统优劣的重要指标是模拟的真实性，技术核心是飞行控制系统仿真和视景仿真实现方法的运用。利用MATLAB/SIMULINK环境对已知的飞行控制系统进行仿真，通过实际飞行数据对仿真结果进行最小二乘曲线拟合，修正飞行参数方程，实现模拟飞行的真实性；介绍了贴近真实场景的视景仿真方案的选择。仿真系统具有重要的理论价值和应用价值，为无人机模拟训练系统开发提供了借鉴思路。     

防空模拟训练系统中空袭模块的实现与分析

由于客观条件的限制，用真实装备进行操作训练花费巨大而且适用范围有限，运用模拟训练系统能高效地完成武器装备操作训练任务，提供逼真的空袭实体和对现代战场必然存在的电子对抗进行仿真是防空模拟训练的重要环节，论文以我们研制的陆军防军模拟训练系统为背景，较详细地介绍了其中空袭目标模拟模块的系统构成及信息交互机制，借助3DEM地地形环境生成技术，空袭兵器行为控制和空袭航路仿真及电子对抗仿真的建思想和实现技术。     

新型驱护舰作战系统仿真设计与实现

仿真训练对于促进新装备战斗力的快速形成具有重要作用。针对新型驱护舰作战模拟训练的迫切需求,通过对仿真系统进行需求分析和概念建模,采用"通用加专用"的设计思想,解决了多型舰作战系统仿真兼容的问题,并设计了新型驱护舰作战系统仿真体系结构。分析了仿真系统的组成和功能,重点阐述了复杂电磁环境仿真、故障模拟等关键技术。系统实现了多型驱护舰的单舰和编队作战模拟训练,已在部队安装,训练效果良好。     

一种复杂环境下的战术通信信道仿真方法

现代战场复杂的地形环境和电磁环境是影响战术通信性能的主要因素。针对这些因素,在建立不规则地形环境模型、战术通信设备模型的基础上,构建了复杂环境下的战术通信信道仿真平台,研究和探讨了战术无线通信信号在此环境中的传播路径、接收功率和路径损耗等特性,并给出了仿真分析结果。     

基于深度强化学习的履带机器人摆臂控制方法

摆臂式履带机器人具有一定的地形适应能力,实现摆臂的自主控制对提升机器人在复杂环境中的智能化作业水平具有重要意义。结合专家越障知识和技术指标对机器人的摆臂控制问题进行马尔可夫决策过程(Markov decision process,MDP)建模,基于物理仿真引擎Pymunk搭建了越障训练的仿真环境;提出一种基于D3QN(dueling double DQN)网络模型的深度强化学习摆臂控制算法,以地形信息与机器人状态为输入,以机器人前后四摆臂转角为输出,能够实现挑战性地形下履带机器人摆臂的自学习控制。在Gazebo三维仿真环境中将算法学得的控制策略与人工操纵进行了对比实验,结果表明：所提算法相对人工操纵具有更加高效的复杂地形通行能力。     

某型飞机失速尾旋模拟训练系统关键技术研究

针对国内某型飞机失速尾旋模拟训练需求,研制了某型飞机失速尾旋模拟训练系统。系统由多通道球幕视景系统、半实物仿真座舱以及操纵力控制加载系统等组成,采用分布式仿真技术,构建了逼真的人在回路模拟训练环境。针对失速尾旋仿真,对多源气动数据进行了综合处理,构建了大迎角非定常气动力模型,采用大载荷数字电动控制加载技术进行失速尾旋交变力和抖振特性仿真,实现了人在回路的失速尾旋模拟训练。     

基于仿真技术的潜艇作战训练模拟系统

潜艇是一个功能设备多、技术密集、操作岗位分散、相互协作要求较高的作战整体,其作战训练周期长、过程复杂.以仿真理论、计算机技术、自动控制原理为基础构建的潜艇作战训练模拟系统,为潜艇操作人员提供了一个安全、经济、可控的训练环境.通过各种训练想定,模拟训练系统既能满足常规作战训练,又能培养艇员处理各种事故的应变能力.     

基于ROAM算法的弹坑实时可视化系统设计

基于复杂的虚拟战场环境仿真及三维游戏的高逼真度要求，多分辨率动态地形的实时可视化，近年来在国内外得到了普遍的重视和研究。在前期初步研究动态地形的表示及动态地形多分辨率实时可视化的基础上，基于ROAM静态地形算法的动态扩充，设计了弹坑实时可视化系统的仿真管理。并初步实现了战场环境中弹坑的实时可视化。     

雷达脉冲电波环境构建方法研究

简要分析了雷达脉冲电波环境.针对准确预测雷达脉冲电波在不规则地形与复杂大气条件下的衰减特性这一问题,提出了一种雷达脉冲电波环境构建方法.该方法基于抛物方程、数字高程模型,通过卷积加和抛物方程计算得出的雷达脉冲频谱电波场,能够科学地预测在实际地理环境与复杂大气条件下的雷达脉冲电波衰减特性.应用该方法基于福建沿海某地实际地理环境与气象条件进行了仿真实验,实验结果与电波传播理论吻合.得出结论:该方法具有科学性与实际应用价值.     

基于改进型生成对抗网络的指挥信息系统模拟数据生成算法

针对指挥信息系统模拟训练数据缺乏的问题,提出一种基于改进型生成对抗网络的模拟数据生成算法,构建指挥信息系统履行使命任务支撑能力指标体系,同时提出指挥信息系统非结构化信息处理的映射方式和拟合度因子,修正损失函数,从而提高优化水平。仿真结果表明,所提算法能够生成与原始数据分布相似度较高的数据集,为指挥信息系统全元素的模拟训练提供数据支撑。     

基于DVR的装甲合成分队战术对抗模拟训练系统设计

装甲合成分队战术对抗模拟训练系统是将战术训练仿真和装备操作仿真集成于一体,实现合成分队战术训练与专业技术训练相结合的仿真训练系统.以该系统开发为背景,介绍了运用分布式虚拟现实技术进行模拟训练系统设计的方案.分析了系统的组成结构、信息流程以及视景系统的软硬件构成,提出了基于多线程技术融合视景仿真与HLA程序开发的视景系统程序设计方案,最后对系统设计开发中运用的关键技术进行了介绍.系统的研制成功,对于开发高质量的模拟训练系统以提升军事训练效果具有重要的借鉴和现实意义.     

高含硫天然气管道泄漏扩散过程CFD建模

针对复杂地形条件下高含硫天然气管道泄漏扩散问题,建立基于Fluent的综合CFD仿真模型:计入管道瞬态泄漏质量和气体喷射对扩散的影响;利用DEM数据和曲线拟合方法建立三维地形模型;采用分区域的网格划分方法和近地面网格加密手段划分出全区域结构体网格;使用大涡模拟对气体扩散过程进行模拟.算例表明,该模型能够有效用于高含硫天然气管道泄漏扩散的精细分析,确定人员就地庇护范围、危险区域分布等重要参数,对于我国高含硫气田开发管道安全措施的制定具有良好的参考价值.     

基于ITM的复杂电磁环境并行计算方法

针对复杂电磁环境仿真中算法复杂、计算量大的特点,构建了一种基于不规则地形模型(irregular terrain model, ITM)电波传播模型的复杂电磁环境并行计算方法。该方法采用三维标量场的数据组织方式描述复杂电磁环境。在并行计算关键的任务分配阶段依据ITM模型的计算特点和三维标量场的数据组织方式,采用了以标量场列为基本单位的静态任务分配方法,有效地避免了地形提取的冗余计算,保证了节点间的负载平衡。经实验验证,该算法并行效率较高,能够有效地满足不规则地形条件下的复杂电磁环境快速计算的需要。     

基于GMMSTS的协同机制研究

分析了在广域网环境下进行大规模分布仿真时海量异构资源难以协同的问题,提出了一种基于网格的多用户多任务仿真训练系统(GMMSTS).详细研究了GMMSTS中存在的多种协同关系,定义了基于用户和基于联邦的两类协同机制,并讨论了具体实现方案,完成了复杂协作关系的有效管理.GMMSTS已应用到某雷达模拟训练器中,其中的协同管理模块成功地实现了多任务,多用户的协同,取得了良好的效果.     

复杂电磁环境下虚拟现实模拟训练系统的开发

针对模拟复杂电磁环境下的装备训练及联动操作,设计与实现了一种将虚拟现实技术与分布式仿真技术相结合的模拟训练系统.采用分布式虚拟仿真技术实现了整个武器系统之间的交互与联动,完成了从单个战车内成员的单独操作训练到全武器系统综合作战演练的全过程.针对几类典型电磁干扰,设计了一系列训练中使用的电磁干扰策略,给出了电磁干扰的模拟方式.采用"虚实结合"的思想,利用仿真实物键盘配合眼镜式显示屏的方式,建立了训练操作的虚拟现实环境,具有较高的沉浸感.实际的训练操作表明,系统能够满足日常操作训练及模拟特殊电磁环境下的训练需求.     

基于真实地形数据的虚拟直升机低空飞行仿真

直升机的作战环境和运用特点要求直升机主要在低空或超低空飞行,因此在直升机飞行仿真中必须考虑地形因素的影响。本文研究虚拟战场环境中计算机生成直升机的自治运动仿真,实现了用于虚拟直升机低空飞行仿真的地形数据处理、路径规划、路径跟踪、实时避障以及与动力学模型的集成。     

动态地形仿真研究

动态地形仿真主要研究动态地形和军事系统之间的相互作用,这些作用直接影响着作战仿真过程和结果的逼真度和可信度。从动态地形仿真需求与原理出发,研究了动态地形仿真的两个关键技术：时序一致性和多态一致性,并基于综合环境数据表示与交换规范（SEDRIS）和高层体系结构（HLA）技术设计实现了一个动态地形仿真联邦,该联邦具有动态生成弹坑、反坦克战壕和阵地等军事实体的功能,能满足对动态地形有一定要求的作战仿真。     

基于支撑平台的船舶动力模拟训练系统研制

设计了一种基于仿真支撑平台软件的船舶动力装置模拟训练系统的研制方案,论述了利用MINIS仿真支撑系统、Intouch组态软件、X3D技术、现代CAD技术和网络技术开发其全工况模拟训练系统的方法,并结合应用实例介绍了系统的软件组成及其特点.实践证明,该方案在保证仿真精度的同时降低了系统的开发成本,缩短了研制周期,是研制船舶动力装置训练模拟系统的理想选择.     

电磁环境仿真与可视化研究综述

电磁环境仿真与可视化研究在民用通信及电子战领域的应用不断发展.在介绍了电磁环境基本概念和分类的基础上,较为系统的阐述了电磁环境建模与仿真的理论方法与技术.分析了国内外电磁环境仿真与可视化的研究现状,包括仿真系统框架设计、复杂环境下电磁仿真的现状、并行计算在电磁仿真中的应用、电磁环境仿真相关软件以及电磁环境可视化研究情况等五个方面.最后对未来的研究方向进行了展望.