岛礁防空作战战场环境模型设计*

战场环境是一个复杂的作战空间，虚拟逼真的战场环境模型需要处理海量的环境数据，往往具有较高的算法复杂度。为此以武器装备论证为目的，分析了岛礁防空作战战场环境在自然环境、电磁环境和空中威胁三个方面的模拟需求，并分别建立了相应的仿真模型。     

动态地形可视化算法－IDTRA

动态战场地形可视化主要研究动态战场地形仿真中动态地形实时三维渲染的方法。动态战场地形仿真能够提高战场环境仿真的可信度和逼真度。在DEXTER-ROAM算法的基础上提出了一种改进的动态地形ROAM算法－IDTRA,IDTRA把视景剔除阶段分两步来执行：第一步使用地形块进行粗剔除,第二步使用菱形进行细剔除。针对目前动态地形可视化实现方法的不足,基于OGRE渲染引擎设计了支持三维战场可视化的演示系统。最后通过炸弹攻击坦克分队的过程演示了动态弹坑的可视化,验证了算法的可行性。结果表明IDTRA算法,在显示速度和效果方面都能够满足动态战场地形可视化的要求。     

海上编队雷达网抗干扰优化部署算法

针对海上编队雷达网抗有源噪声压制干扰环境下部署的问题,讨论了编队雷达网对空及对海的残存可探测区面积、探测能力下降指数、责任区覆盖指数,建立了综合考虑多种限制条件下的海上编队雷达网抗动态干扰部署优化模型与算法.论文在动态干扰条件下进行了仿真分析,仿真结果验证了所建立模型的有效性.该模型与算法对未来海战场环境下舰队雷达网实际部署具有重要意义.     

基于EV-Globe的虚拟战场环境系统设计与实现

现代战场仿真对象、领域不断延伸、精细化层次要求不断提高,传统开发方法已经无法满足大规模虚拟战场环境系统复杂程度和开发效率的客观需求。针对这种情况,提出基于EV-Globe的虚拟战场环境系统设计与实现方法。通过分析确定系统的功能需求和性能指标,建立系统的功能、对象和动态模型,充分利用EV-Globe三维空间信息集成管理优势,减少了建模的范围和复杂度,改进了分析、设计质量;以EV-Globe作为二次开发接口,实施功能定制,缩短了虚拟战场环境系统的开发周期,提高了系统的可靠性和可扩充性。     

基于ROAM算法的动态地形可视化研究

地形可视化是战场环境可视化仿真系统的重要组成部分,动态地形可视化是动态战场环境可视化仿真的重要内容.介绍了现有的地形可视化算法及其思想,包括几种主流的多分辨率实时地形可视化算法.重点分析了ROAM算法的网格表示方法、网格连续性算法和误差度量方法.在现有的实时静态多分辨率算法中,ROAM算法是最易于扩展为实时动态多分辨率算法的算法.分析了动态ROAM算法[1]的思想,通过改进静态ROAM算法的网格表示,建立了一种适用于动态地形ROAM算法的半规则网格;通过引入过渡区,解决了动态半规则网格的连续性问题;建立了基于ROAM的动态地形可视化算法.最后通过一个动态壕沟的实例验证了算法的可行性.     

不确定条件下战时应急物资配送中心选址研究

应急物资配送中心是战时运送应急物资的重要枢纽,面对战场环境的不确定性,设计高效、可靠的战时应急物资配送网络具有重要战略意义。将需求不确定性和设施损毁同时纳入考量,建立了模糊需求和设施损毁场景下带容量约束的可靠性选址模型。设计了一种改进的免疫遗传算法对模型进行求解。算法中针对模型特点加入动态交叉变异算子和客户优先级算法,通过仿真实验验证了模型和算法的有效性,为可靠性选址问题提供模型和求解思路。通过数值实验分析了不确定水平和损毁概率对实验结果的影响,结果表明损毁概率对最终选址方案有更大的影响。     

基于UML的虚拟战场环境的设计与实现

为了建立具备通用性、可复用性以及可扩展性的虚拟战场环境系统,提出了将面向对象建模语言UML引入虚拟战场环境设计的方法.在确定系统开发目标的基础上,对系统进行了功能需求模型、静态模型、动态模型的设计,抽象出虚拟战场仿真系统的共同功能特征,最终进行了系统实现.实验结果表明,该方法增强了建模的直观性和易理解性,使得虚拟战场环境的开发具有可靠性高、模型重用性好、易于扩充和开发周期短等优点.     

基于粒子系统的战场环境特效仿真中云的模拟

基于粒子系统的特殊效果仿真是虚拟战场可视化仿真中的一个重要环节。本文以战场环境仿真为目的,阐述了粒子系统的原理,对自然环境中的云的物理特征进行了描述与分析,提出了基于粒子系统原理云模拟过程中的简化思路与模型,对云的动态方程进行改进分析,最终在Vega中根据简化模型实现了云的三维特殊效果仿真,并成功将其方法运用于某战场环境仿真系统中,最后给出了独立云团的效果图以及使用本文所研究的方法所得到的某战场环境仿真效果图。     

动态战场电磁环境分布式仿真试验系统

该文通过分析电子情报侦察机的仿真试验需求,选择“实物在回路中”的仿真试验模式,介绍基于此模式而设计的动态战场电磁环境分布式仿真试验系统的框架结构,阐述了各分系统的功能和内涵,文中重点说明同步仿真各分系统的方法和动态场景编辑的软件结构。该系统具有模拟近似实战条件下的动态战场电磁环境功能,可用于定量检验基于多种平台的电子情报侦察机的战术技术性能和作战适应能力。     

一种应用于分布式目标跟踪仿真系统的算法调用方法

应用HLA技术构建了分布式雷达目标跟踪仿真环境;为使得目标跟踪算法应用独立于仿真系统,按照仿真组件技术的思想,通过分析仿真系统的静态功能模型和动态应用过程,绘出了目标跟踪算法调用方法的设计与应用;在分布式目标跟踪仿真系统中,算法调用方法实现了系统程序结构与具体算法应用的分离,并可以动态适应用户的算法应用需求;实践结果表明,算法调用方法可满足复杂多变的算法仿真应用,且保证了仿真系统的稳定性.     

基于SEDRIS的综合战场环境数据表示模型

一致性的战场数据表示机制和无缝的数据共享机制是决定建模仿真可信度的关键因素,综合环境数据表示和交换规范SEDRIS为解决这个问题提供了很好的技术支持。本文首先归纳了SEDRIS的相关基本概念,分析了综合战场环境的必要的构成要素,在此基础上提出了一个包含自然和人文特征的环境要素和作战实体外部特征的概念模型,基于SEDRIS给出了两种代表性要素的数据表示模型,利用DRM模型对综合战场环境中的地形元素与坦克作战元素进行统一的无歧义的UML建模,最后提出了如何利用SEDRIS对概念模型进行有效描述,显示了SEDRIS模型在综合战场环境数据表示方面的效率性。     

基于Vega的虚拟战场对抗仿真应用研究

战场可视化是数字化战场的一种重要的表达方式,虚拟战场仿真是战场可视化的核心应用。本文通过模拟发生在一个虚拟小镇上假想的军事对抗过程,详细讨论了基于Vega的军事仿真应用方法、实现及其关键技术,重点讨论了自然环境模拟、动态视点控制、实时路径导航和基于粒子系统的特殊效果等问题。     

基于HLA的虚拟战场仿真联邦成员设计与实现

高层体系结构为虚拟战场提供灵活的战场仿真环境。论文简述HLA的组成和原理,分析了基于HLA的虚拟战场仿真系统的组成,详细阐述了雷达、指挥控制和导弹联邦成员的设计,构建雷达发现目标概率、目标威胁排序和导弹命中概率的数学模型,并设计其对象类和交互类,完成战场仿真的联邦成员设计。仿真实验结果表明了所设计仿真系统联邦成员的有效性,使仿真系统中双方打击过程的实时测试仿真达到较好的仿真效果。该仿真系统中的数据模型分析方法,对其它领域内基于HLA的仿真系统设计和开发具有参考价值。     

基于粒子系统的虚拟战场环境特殊效果模拟

作战系统在军事训练和军事演习的应用上具有经济性、科学性、实时性、交互性等其他训练模式无法比拟的优点,能够提高军事训练的效率,减少训练的成本,增加战士在训练过程中的安全性。虚拟战场环境是作战系统的一个非常基础的平台,值得研究探讨。在虚拟战场环境模拟中,对不规则动态形状物体建模的最有效的方法是粒子系统。而文中深入研究了粒子系统的基本原理,应用粒子系统的方法构建了一个战场爆炸模型来实现爆炸效果的具体实现过程,并分析爆炸粒子所受的动力来建立爆炸粒子的物理模型。实验结果表明这一模拟方法简单有效,逼真度和实时性效果较好。     

仿真在战术互联网效能评估中的应用

效能评估是战术互联网建设的重要内容,仿真是效能评估的关键技术.在分析战术互联网效能评估方法的基础上提出了基于HLA的战术互联网分布式仿真系统体系结构,基于战术互联网战场环境的特点建立了网络场景模型,并从对路由协议性能的影响方面与目前常用网络仿真环境模型进行了比较,仿真结果说明不同的网络场景模型将对战术互联网性能仿真产生较大的影响从而影响效能评估结果.文章所建立的战术互联网仿真系统体系结构和网络场景模型可以对战术互联网性能仿真和效能评估提供一定参考.     

水下战场环境虚拟仿真系统

针对水下战场环境对海军武器装备战斗力的影响,研究并提出基于虚拟现实和可视化技术的水下战场环境虚拟仿真系统总体结构,建立系统仿真模型,以海洋环境主要特征参数和水声模型为基础,实现对海洋地理环境、水文环境以及水声环境的综合仿真和可视化分析,从而为水下战场环境的认知、模拟训练以及作战应用提供有效手段。     

基于OpenGVS战场火焰烟雾的模拟

战场特效有助于虚拟战场环境气氛的烘托,其模拟质量直接影响着整个战场仿真的质量.对于战场上的烟雾、火焰等不规则物体,不能采用传统的几何方法建模,而只能采用粒子系统等复杂的数学模型进行模拟.但在战场环境模拟时,同一场景中常常会出现多处火焰、烟雾的情况,这时巨大的计算量势必大大影响场景仿真的实时性.文章对基于OpenGVS的特效实现方法进行了研究,提出一种基于OpenGVS开发平台,将粒子系统模型与二维纹理动画模拟相结合的实现方式,明显减少了模拟所需计算量.将此方法运用到某型高炮训练仿真器的场景模拟中,实际应用表明,保证实时性的同时使战场特效得到了高质量的模拟.     

基于多Agent的聚合级装备保障CGF系统研究

聚合级装备保障CGF系统提高了基于分布式战场环境的装备保障仿真训练的复杂度和逼真度，是装备保障仿真训练系统的重要组成部分。在分析聚合级CGF系统基本结构的基础上，提出了基于多Agent的聚合级装备保障CGF系统的体系结构，并对其系统运行进行了理论上的初步探讨。