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。     

基于空间结构的战术通信网络建模

针对目前通信网络模型对网络空间结构和节点异质性考虑不足的问题，结合战术通信网络的特点，将网络节点分为骨干节点、接入节点和用户节点，提出了一种综合考虑网络节点空间位置和节点多样性的战术通信网络演化模型，解析计算了演化模型的度分布。对网络的聚集系数、特征路径等进行的仿真分析结果表明，模型生成网络的特征路径长度随网络规模的增大反而不断减小，具有良好的连通能力。此外，生成网络更加均匀化并表现出明显的层次结构，具有战术通信网络的基本特点。     

基于复杂地形的化学仿真环境建模研究

环境仿真是模拟训练系统建设中的一个重要内容.由于目前化学仿真环境没有考虑地形因素的影响,在模拟训练的导调控制、仿真交互与裁决评估等方面存在诸多问题.在经典高斯扩散模型的基础上,通过地形高程修正、扩散参数修正、质量守恒修正,得到复杂地形条件下的化学仿真环境,设置的化学危害区域与复杂地形大气扩散规律比较吻合,且计算速度快、...     

面向复杂电磁环境的体系作战仿真平台设计

战争模拟可划分为战略、战役、战术和技术4个层级。国内外现有战役战术级体系作战仿真平台无法驱动技术层电磁设备专用模型，导致其战场复杂电磁环境仿真逼真度受限。借鉴柔性分析建模与训练平台(flexible analysis modeling and exercise system,FLAMES)系统模型体系架构，基于离散事件仿真系统(a discrete event system simulator,ADEVS)引擎模拟库，设计开发了一套融合战役、战术和技术3个层级，支持系统、实体和组件三级独立仿真步长设置且动态可调的柔性作战仿真平台柔性作战仿真平台(flexible operation simulation,FOSim)。通过驱动技术层专用模型，该平台可将更细粒度电磁设备模型纳入体系作战仿真回路，从而在大规模的战役战术级体系作战仿真中实现高逼真度的复杂电磁环境生成和电磁环境影响效应模拟。     

电视制导导弹武器系统通信区域仿真研究

通信区域是电视制导导弹武器系统的重要战术参数之一。它由图像和指令的正常通信范围的交集组成,受导弹武器系统和多种外界因素的影响。根据导弹、飞机的空间位置关系,以及图像/指令传输系统的无线数字通信链路公式,建立了导弹武器系统的通信区域模型。通过仿真计算,可以得出飞机与导弹武器系统的最大、最小通信距离,以及飞机偏离弹载天线的角度范围。实践证明,利用该仿真模型得到的通信区域满足战术技术指标要求,具有良好的应用价值。     

基于CDT空间剖分的虚拟角色全局路径规划

针对大范围复杂虚拟城市环境中虚拟角色的自主导航问题,研究了虚拟城市环境的环境建模以及基于层次道路图的改进A*算法。用自适应剪切平面切割三维地物几何模型,把三维城市空间投影到2D平面空间,利用约束Delauny三角化方法剖分城市自由空间,通过调整约束边的长度调整提取道路图的精度,并构建顾及地形起伏特征的层次道路拓扑图;为适应基于层次道路图的路径搜索,对传统A*算法进行了改进。实验结果表明:该方法可以快速完成虚拟角色在虚拟城市环境中的全局路径规划,且环境建模需求空间小,路径搜索效率高并顾及了地形环境的起伏特征。     

Vega虚拟环境避碰技术在潜水器仿真中的应用

基于软件平台Multigen Creator和Vega开发出的深海潜水器近海底作业视景仿真系统，能实现虚拟环境下的避碰要求；利用Vega中所提供的碰撞方式对象、在潜水器模型上安装碰撞矢量，使其能够在虚拟的复杂海底地形环境中成功地规避其作业路径上的障碍和预知其作业路径上的起伏。仿真结果表明，虚拟环境避碰技术能显著提高潜水器水下作业仿真过程的效果和逼真性。     

体系对抗仿真系统中通信连通性建模方法研究

针对基于武器平台的体系对抗综合仿真系统中通信连通性功能的实际需求,给出了通信连通性模块的组成、功能及仿真流程,对其中的关键模型进行了分析研究,重点阐述了路径损耗计算和视野(FOV,Field Of Hew)判断模型.结合实例进行了仿真实验,仿真结果充分验证了模型和方法的有效性.通信连通性模块的研究开发为体系对抗仿真系统的实现奠定了基础,也可为电子信息系统及装备分析研究、研制与试验评估以及建模仿真等提供参考.     

基于动态路径规划的物流仿真控制技术

针对传统的静态路径规划与车间复杂的物流网络不一致的问题,提出了基于动态路径规划的物流仿真控制技术.通过对物流运行过程的分解,建立了基于物流的装载、运输和卸载等动作传感器触发的物流仿真控制逻;利用轨道选择规则和工件选择规则,实现了物流运行的调度控制;以轨道交叉点的计算为基础,利用Dijkstra算法实现了最短路径计算;通过在动态传感器中加入路径规划算法,实现了基于动态路径规划的物流仿真控制.最后通过建立物流仿真模型,验证了上述方法的有效性.     

复杂场景散射中心模型化与雷达成像应用

在复杂场景中, 目标与环境之间的耦合散射会造成雷达图像特征的干扰, 这一问题给雷达目标自动识别与跟踪技术带来了困难, 成为雷达、电磁领域持续关注的热点研究问题。目前, 使用传统的电磁数值计算方法对复杂场景散射问题进行仿真, 所需计算资源巨大, 耗时很长, 而且多限于针对单一类型复合目标, 难以满足实际工程应用需求。针对此问题,提出了复杂场景散射中心模型化的方法, 集成散射中心模型、物理光学法、积分方程法、四路径模型、射线追踪等方法为一体, 实现了复杂场景、群目标雷达成像快速仿真。本文给出了三种有代表性的复杂场景的逆合成孔径雷达成像仿真结果, 验证了本文方法的可行性及泛用性。     

低空突防中战场模拟仿真平台研究

为了模拟低空突防中飞行器面临的武器威胁、地形环境和大气环境等情况,需要建立一套完整的战场模拟仿真平台。在仿真平台结构分析的基础上,研究了低空条件下的威胁模型和环境模型,其中,着重描述了武器威胁各因素的自身特性,讨论了几种威胁形式的计算方法,提出利用地形组合、地形拼接的方法来处理地形数据以形成需要的战场地形,还考虑了大气环境对低空飞行的影响,最后结合实例说明生成的虚拟战场数据可以作为背景数据提供给低空突防航迹规划和导航、控制。     

月球漫游车仿真系统研究

介绍了一个用于研究、开发月球漫游车系统的测试与仿真平台，它适用于各种不同结构的漫游车，可以检验漫游车的结构设计，对控制、传感器等子系统进行调试。该仿真平台提供了用于创建地形模块的地形组件编辑器，并提供了环境编辑器以便利用预先创建的地形模块搭建虚拟月面环境。月面环境仿真系统的实现采用了COM技术，使得该系统可以接纳各种不同结构、功能的漫游车进行仿真，同时，该仿真系统是一个分布式的仿真系统，月面环境仿真系统和漫游车系统可以运行于以网络连接的不同计算机中。     

水下航行器一体化、分布交互仿真环境设计与实现

基于一体化仿真方法进行了局域网下五个仿真节点组成的水下航行器分布交互仿真环境的设计，利用Winsock2．0完成了网络通讯接口——专用通讯接口协议数据单元的开发，应用SQL Server完成了仿真数据库的设计，实现了潜-舰、潜-潜多武器平台作战对抗仿真功能。所完成的一体化分布交互仿真环境具有以下优点：集仿真建模、实验、结果分析全过程的一体化；利用人机界面可以对各仿真平台的系统模型及随机误差参数进行设置、修改和存储；通过设置不同的航路和仿真次数能够重复地进行分布交互仿真并获得统计结果。该项研究成果已在某航行器系统战技指标评估研究项目中得到应用。     

一种海底地形和海流虚拟生成方法

提出了一种用于AUV视景仿真的海洋环境中海底地形和海流的虚拟实现方法。海底地形不但考虑了离散点电子海图数据，而且也将某些特征数据考虑在内，从而生成相对精度较高的海底地形。海洋中的海流采用两个层次的方法进行模拟：建立海流数据库方法以及水动力软件计算方法。该方法的研究对于AUV自主地形导航技术以及避碰策略等研究具有极为重要的意义，并且上述方法生成的海洋环境已经在AUV数字仿真平台中得到了应用。     

大区域虚拟战场环境中仿真平台的设计

针对大区域虚拟战场环境中作战仿真的特点，为联邦开发者提供了建立在RTI之上的仿真平台，该平台将RTI的部分接口函数和通用仿真实体模型封装到一起，实现了联邦成员之间自动数据通信和实体模型与通用实体数据结构之间的通信接口功能，大大减少了联邦开发所需要编写和维护的代码量，降低了开发新的联邦成员的复杂度，并成功的应用于防空作战仿真系统中。     

基于战术互联网环境的自组织网络路由协议性能仿真与评估

战术互联网条件下的网络应用环境与民用网络相比，具有其特定的拓扑连接关系、移动方式和流量特征，而上述特点对于路由协议性能评估结果影响较大，针对应用背景结合路由协议评估体系，对自组织网络路由协议性能进行了仿真与评估，并得到如下结论：战术互联网环境下，移动性对路由协议的影响小于网络负载对协议性能的影响；同时，先应式路由协议比反应式路由协议更适合在网络负载较大的战术互联网环境中使用。     

一种通用的层次化人群疏散仿真框架

为建立一个具备高扩展性的人群疏散仿真可视化统一平台,对不同人群疏散模型进行动态环境下的人群仿真,探讨了人群仿真系统的拓展性问题。通过分析并改进现有仿真框架Menge,在其基础上设计了环境层、战略层、战术层、操作层和可视化层相结合的层次结构,并在各层次设计了拓展接口,以用户自定义的形式添加不同模块来实现各层次具体功能拓展。该仿真框架可以有效支持用户设计并实现各种人群疏散仿真实验,对比较不同人群疏散仿真模型的差异具有重要作用。     

多机空战战术机动专家系统与决策支持系统研究

应用专家系统基本理论和方法,系统论述建立多机空战战术机动专家系统和决策支持系统的具体步骤和方法,突出知识库创建、知识表示方法和决策支持系统建立,形成具有专家水准的多机空战战术机动自动决策仿真机制,成为研究多机空战战术和进行空战武器效能论证的良好平台     

自主式水下潜器导航仿真系统研究

基于Windows网络平台用VC 语言开发出了自主式水下潜器(简称AUV)导航仿真系统,论述了仿真系统的体系结构、网络通信和数据交换;详细介绍了仿真系统中运动载体计算机和导航设备计算机的软件实现方法和关键技术;对重力匹配和地形匹配算法也作了相应的介绍;对仿真平台进行了仿真验证分析。结果表明,该仿真系统结构合理可靠,各子系统采用的数学模型和仿真算法正确可信。该仿真系统可作为演示、验证和评估AUV导航系统正确性、有效性和实用性的先进手段和科学方法,并已得到实际应用。     

列车运控系统视景仿真的设计与实现

研究了一种基于虚拟现实技术的视景仿真系统,并将其应用于地铁列车运行控制仿真系统中。设计了基于数值分析的通信数据的拟合算法,很好的解决了视景输出的实时性问题。从视景仿真模块与列车运行仿真平台间的通信、场景模型的建立和简化、视景仿真程序等方面对该系统进行了介绍,并给出了视景仿真结果。该仿真系统已应用于北京地铁环线基于通信的列车控制（CBTC）实验线路的研究与开发。