STK中可视化实体模型的设计与运动控制

卫星工具包(SatelliteToolKit,STK)被广泛应用于针对航天任务的可视化仿真系统中。为了满足具体的仿真任务对于可视化场景的要求,需要建立基于特定的用户需求的模型。STK软件中包含了大量具有复杂几何外观的实体,这些实体除造型之外,还具有许多与仿真过程密切联系的属性。在介绍STK中模型文件组成内容的基础上,讨论了STK中实体模型设计、构造的一般方法、模型运动控制的有关问题,并简要说明了模型转换软件LwConvert的使用。     

卫星在轨运行视景仿真

针对卫星在轨运行系统演示的需要,将建模与仿真技术引入视景演示系统联邦成员,提出了基于HLA的卫星在轨运行视景演示系统,开发相应的联邦成员。利用卫星在轨运行仿真系统的总体方案,设计了视景演示系统的总体结构;引入了先进视景仿真软件Creator和Vega Prime对卫星在轨运行仿真系统中视景仿真联邦成员进行可视化仿真和建模实现,建立了卫星和星空恒星模型,可以用OpenGL的星空背景加速实现;最后结合HLA、OpenGL和Vega Prime建立仿真框图。仿真结果证明,设计的仿真系统满足系统真实的实时性、准确性要求,具有良好的沉浸感和较高的可信性。     

基于STK的卫星系统设计优化研究

随着小卫星技术的发展，卫星系统的结构和功能也越来越复杂。为了降低卫星系统的造价，提高卫星系统的性能，需要对卫星系统进行设计优化。该文针对目前通用设计软件的不足，提出在STK和ModelCenter的基础上。开发卫星系统设计优化平台，详细阐述了基于STK仿真环境的卫星系统设计优化过程。为实现卫星系统的设计优化，应在任务分析的基础上定义STK场景，确定卫星系统的性能评价指标和设计变量，对设计变量进行敏感性分析，选择关键的设计变最，确定优化目标函数和约束条件并进行优化求解。最后给出了一个卫星系统设计优化的应用实例。     

STK在空间作战系统仿真中的应用

卫星工具包(STK)是广泛应用于航天工程全过程的先进卫星系统分析软件.文中首先提出空间作战系统的概念,在建立空间作战系统模型的基础上,利用STK软件的通信连接功能和三维演示功能,对作战系统的轨道设计、任务规划、作战控制等方面的仿真演示进行了设计和实现.在仿真过程中采用了基于多个端El的分布式仿真,通过仿真结果,验证了空间作战系统任务规划后拦截方案的可行性,并为以后武器系统的相关仿真实验提供了更多的借鉴与参考.     

近地卫星电源系统能量的仿真分析

该文针对近地轨道卫星,以HXMT天文卫星为研究对象,对其电源系统进行仿真分析。利用轨道设计分析软件STK卫星工具包获取轨道数据以及卫星参数,并基于Simulink技术,着重考虑天文卫星运行过程中姿态变化、不同负载的运行等对电源系统的影响,对卫星的具体能量变化进行计算并建模。最终形成了一个电源系统能量平衡的仿真系统,对电源系统的能量变化给出实时的仿真,并给出了相应的仿真结果。可以判断系统达到平衡的状态,给出蓄电池容量变化,以及充放电等情况的曲线,显示直观效果。     

基于HLA的卫星自主导航仿真系统设计

该文根据卫星自主导航技术研究的需要，设计了基于HLA的仿真系统。在分析卫星自主导航技术基本原理的基础上规划设计了系统的仿真场景，根据任务功能需求提出了基于高层体系结构的卫星自主导航仿真系统框架，在对仿真系统中的卫星成员、恒星成员和控制成员等主要联邦成员的行为进行建模后，详细设计了相应的成员类，并对整个仿真系统的时间推进机制和时间管理策略进行了设计和说明。根据上述设计方案构建的仿真系统，可以对卫星自主导航技术进行仿真试验，从而完成其体制演示和关键技术验证。     

MATLAB/STK联合仿真方法研究及GUI设计

详细介绍了MATAB(矩阵实验室)与STK(卫星工具箱)软件互联的方法;STK提供了相应的二次开发接口,可供MATLAB等软件进行二次开发;利用MATLAB和STK软件组合搭建仿真环境,以某Walker星座的设计与优化算法为例,具体介绍了联合仿真步骤流程及GUI界面的设计方法,并综合考虑了卫星轨道、传感器以及卫星编队等相关参数对星座最优设计的影响;结果表明,利用MATLAB和STK组合仿真能够以图像及数据列表的形式方便直观的给出最优结果,通过联合仿真,较大程度上减小了MATLAB的编程工作量,同时通过GUI界面的设计,以可视化的形式对主体程序进行集成,只需输入参数,便可快速进行相应的轨道仿真与数据输出,避免了在进行卫星星座设计时需反复对STK参数进行调整的工作;在对卫星星座设计与运行轨道的问题分析中,MATLAB/STK联合仿真相较于使用单一软件进行问题分析而言,要更加便利、形象直观。     

卫星编队飞行仿真中STK-RTI中间件的研究

卫星在编队飞行任务分析与可视化动态场景仿真,能使多颗卫星保持相对协同工作,但与外界交互集成能力较差。为了能够成为HLA(高层体系结构)的联邦成员,设计并实现了连接STK与RTI的中间件。通过相关分析设计了STK-RTI中间件的功能结构,采用服务转换机制建立了STK/Connect模块功能函数和RTI标准服务之间的映射关系,实现了STK和其它联邦成员之间的交互,并在编队飞行仿真中对中间件的可行性进行了验证,拓展了STK的使用范围。     

基于STK的侦察卫星预警系统设计与仿真

侦察卫星可以全方位全天候的对全球进行侦察,对侦察卫星的预警是有必要的.文中首先基于Access数据库建立了侦察卫星数据库,主要针对光学成像卫星、雷达成像卫星以及电子侦察卫星三类;通过STK(卫星工具包)的STK/Connect模块实现了侦察卫星数据库与STK的连接,基于STK平台实时的显示了侦察卫星的在轨运行以及对地覆盖情况.文中通过VC来生成系统界面,首先通过界面来操作数据库信息,然后把卫星载入到STK平台,通过界面设定仿真时间,设定特定区域,仿真设定的时间段内卫星的运行及对区域的访问情形,通过STK的报告生成功能可生成卫星在此时间段内对区域的访问报告,根据报告可对访问该区域的侦察卫星进行预警.     

基于HLA的电力市场仿真系统设计

以HLA为计算机仿真标准，针对单一买方电力市场模式，构建了电力市场仿真系统模型，设计了整个系统的实现框架。在分析电力市场的体系结构基础上，开发了仿真系统中的对象类、交互类以及联邦成员，设计了联邦运行的整个流程。整个电力市场仿真系统是一个联邦，由3个水电公司、一个火电公司以及一个电网公司5个联邦成员组成，各联邦成员之间通过公布／订购对象属性和发送交互仿真了整个电力市场的运行。利用HLA技术对电力市场进行仿真研究是一种可行的方法。     

基于网络的森林灭火仿真系统研究

针对森林灭火需要多要素可同时参与的复杂性,提出基于局域网构建虚拟森林环境及其灭火仿真环境的原型系统体系结构。描述森林灭火仿真系统的联邦模型、联邦对象类、交互类和联邦成员的设计和开发过程,并就仿真系统的仿真过程及其采用的“既时间控制又时间受限”的时间管理策略作了分析。采用高层体系结构,以面向对象的编程语言VC++及OpenGL图形库为平台,完成具有可交互的森林灭火仿真原型系统的研发。     

基于HLA和UML的光电对抗系统仿真研究

根据当前的仿真技术发展和面临的光电对抗系统的实际需求,设计了一个以光电对抗仿真为背景,基于HLA技术的可扩展的开放式仿真体系结构,着重研究基于FEDFP模型的联邦开发过程、联邦设计及运行流程.并用UML分析设计联邦成员用例图、类图、活动图,进一步增强了建模的直观性和易理解性.该系统实现了一个可重用、具有互操作性的光电仿真"支撑平台" ,为战术应用研究和论证提供先进的技术途径和管理运作方式,对光电仿真的继续研究提供参考.     

基于HLA技术框架和Vega的程序设计方法研究

分布式仿真系统的程序流程控制方法是仿真系统开发的关键。深入分析了HLA技术框架和Vega视景仿真的程序流程控制机制,基于Vega仿真应用和HLA联邦执行过程的程序结构,在多线程环境中利用面向对象分析与设计技术、数据库技术和Windows消息响应机制,提出了一种以Vega仿真循环为主、优先执行联邦成员功能的程序设计方法,充分满足了Vega视景仿真和联邦成员交互控制的功能需求,减小了系统程序设计和开发的难度,并保证了较好的运行效率。     

基于HLA的空间光学探测仿真系统设计

为支持星载光学相机的设计论证以及更好的发挥其在空间探测领域的应用需求,设计了一种基于HLA的分布式空间光学探测仿真体系.在对仿真任务进行分析的基础上,进行仿真系统各模型的建模,并以组件重用性和系统可扩展性为目标,运用HLA分布式技术设计了系统的体系结构,最终实现了整个联邦的开发.该系统能够为不同类型的光学载荷、不同轨道姿态控制方式的卫星平台、不同类型目标及背景环境等提供仿真服务.最后,以探测目标卫星为例,表明了该仿真平台的可行性,为进一步研究星载光学相机以及其在空间探测领域的应用提供了良好的仿真支撑环境.     

基于HLA的仿真程序设计研究

高层体系结构HLA以其突出的互操作性和可重用性,成为当今分布式交互仿真系统结构标准,研究基于HLA的仿真程序设计方法对于分布式交互仿真系统的开发具有重要意义。该文从联邦创建到联邦退出,以程序设汁的角度,详细地剖析了联邦执行的整个生命周期过程,还分析了联邦执行的整个生命周期中联邦执行的各种状态以及联邦成员、联邦执行、RTI这三者之间的关系。根据联邦执行的生命周期过程,给出了联邦成员的应用程序框架,并且举例说明了HLA仿真程序设计的步骤和一般方法。     

基于HLA的反舰导弹突防仿真系统研究

目前对反舰导弹突防航母编队的仿真研究势在必行,已成为我们主要研究的课题,而高层体系结构（HLA）是新一代仿真体系结构,在军用仿真中已得到了广泛的应用.该文在分析了反舰导弹突防系统的功能和特点基础上,依据HLA的基本概念、方法和原理对分布式反舰导弹突防仿真系统进行系统设计,建立了系统体系结构,为联邦成员进行分类、确立具体的联邦成员,并介绍了仿真系统的FOM/SOM设计,详述了仿真系统的联邦成员和RTI的接口的实现过程.     

HLA作战仿真的VV&A过程

介绍了HLA作战仿真的基本情况及其联邦结构。以某作战仿真为例，将校核、验证与确认(VV&;A)过程作为研究的重点，把VV&;A过程分为7个步骤，分别对每一步进行研究。结果表明，该作战仿真达到了可信度要求，是可以接受的，对它进行VV&;A研究，对联邦的开发和系统的改进有一定的帮助，能够在一定程度上起到提高联邦可信度的作用。     

基于HLA的某型导弹模拟训练仿真系统的开发

基于HLA的分布式模拟训练仿真系统开发是当前大型导弹训练仿真器的一个重要研究方向.文章分析了基于HLA的仿真开发过程.在联邦开发和执行过程模型(FDEPM)基础上,结合开发经验,通过系统分析、联邦设计、FOM/SOM开发和联邦集成四个步骤探讨了某型导弹训练仿真的开发过程.整个仿真系统为实际装备的功能测试和复杂操作模拟提供了一个高效费比的仿真平台.通过应用,取得了良好的综合效果.     

基于HLA的分布式舰潜对抗仿真系统设计

针对水面舰艇与潜艇对抗仿真系统及其作战环境,提出了基于高层体系结构(HLA)的仿真系统设计方案,设计了由舰艇、潜艇、直升机、鱼雷等成员组成的分布式舰潜对抗仿真系统,并给出了组成联邦的各成员功能和OMT的设计方法及联邦成员的实现方法.采用此种设计方案有效地解决了不同仿真器、模型之间的互操作及仿真组件的可重用性问题.在舰潜对抗仿真系统的开发中证明该设计是可行的,本项研究对其它领域内基于HLA 的仿真系统构建和开发具有参考价值.     

基于HLA的武器对抗仿真系统开发研究

高层体系结构HLA建立一个能用的仿真框架，以解决不同仿真器，模型之间的互操作及仿真组件的可重用性问题。该文首先介绍了基于HLA的武器对抗仿真的结构，然后介绍了基于HLA的仿真应用系统的开发过程，最后，以飞机突防作战仿真为例，从应用的角度分析了基于HLA的武器对抗仿真系统开发过程和方法，同时，介绍了在HLA联邦中数据记录器的三种实现方法。