侦察卫星地面机动目标覆盖特性分析与仿真

针对当前军用目标机动过程中易被卫星侦察的问题,对处于不同位置的机动目标进行侦察卫星覆盖特性分析,仿真其覆盖侦察过程.利用卫星工具软件包STK(Satellite Tool Kit)中先进的航天器系统分析软件,建立多摄动条件下侦察卫星星座运动学模型,调用STK的覆盖分析和虚拟现实模块,对卫星地面机动目标的覆盖算法和可视化技术进行研究.覆盖分析仿真结果表明:地面目标在机动过程中,侦察卫星对其实时位置的覆盖数据与目前采用的区域覆盖数据有一定差异,利用仿真结果能够有效减小覆盖预警数据的误差,且仿真结果与实际观测数据拟合良好.所提的方法处理地面机动目标侦察卫星覆盖情况准确度高,侦察卫星作战仿真过程逼真,具有很好的军事应用价值.     

光学侦察卫星任务时效性评估研究

卫星任务时效性直接影响卫星的任务效益,针对光学侦察卫星任务流程,详细分析任务相关环节并建立了数学模型;从时间链上对侦察卫星姿态调节时间、过境时间、数据下传时间三个任务环节进行了仿真计算,并比较了多颗卫星对具体观测任务的相关时效差异以及相关影响因素,有效反映了侦察卫星任务效能,为光学侦察卫星任务时效性分析及效能评估提供了依据,对卫星观测任务方案时间任务效能分析预评估有重要的应用价值。     

基于ADC模型的侦察卫星效能评估研究

以美国工业界武器系统效能咨询委员(WSEIAC)提出的ADC模型为基础,对侦察卫星系统自身特点进行分析,建立了系统ADC效能评估模型,并以此为基础,针对系统效能评估ADC模型不能反映侦察卫星侦察过程动态变化的问题,给出了解决方案,建立了动态ADC模型.在动态模型中,引入侦察卫星老化的问题并进行分析,应用泊松过程对卫星老化率进行了建模,给出了卫星老化率模型.     

多卫星系统综合建模与仿真环境的设计与实现

解决复杂多卫星系统一体化设计、评价和优化问题的有效途径是建立综合性的仿真分析环境。以构建柔性仿真平台为目标,采用面向对象的思想方法及多种相关技术,并以对地观测卫星系统为主要研究对象,设计实现了“多卫星系统综合效能仿真分析软件(MSSE)”。该软件使用户能够以可视交互模式进行系统的层次化建模,灵活地进行仿真实验框架配置,迅速模拟任务想定并实施运行过程的全程监控,对系统总体性能和效能指标予以全面分析,并获得详尽的结果报告和逼真的二维、三维模拟空间视景。该文对软件的总体设计思想、构成和功能及其实现机制进行了阐述。     

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.     

现阶段侦察卫星生存能力评估方法研究

侦察卫星系统是军事航天系统的重要组成部分,利用侦察卫星系统可以获取全天时、全天候、大纵深、大范围、近实时的战场信息,是确保信息优势的重要环节和重要保证.研究侦察卫星生存能力评估方法具有重要的现实意义和实用价值.建立了评估侦察卫星生存能力的指标体系和评估方法.通过仿真计算,说明该评估方法可行.     

基于Agent的卫星体系效能评估仿真方法

利用仿真手段进行卫星体系效能评估具有可信度高、针对性强等优点.文中主要讨论卫星体系效能评估指标确定和效能评估仿真框架的建立问题.文章分析建立了卫星体系系统效能和作战效能两类度量指标,以系统、全面地描述卫星体系的作战能力.详细设计了由物理层、信息层、认知层构成的Agent仿真模型,抽象出了各种类别的Agent,并在此基础上构建了集运行仿真、作战仿真两种类型仿真为一体的卫星体系效能评估仿真框架,讨论了仿真框架的具体实现方案.该仿真框架能够较全面地计算各类效能度量指标,从而有效地对卫星体系进行效能评估.     

一种基于HLA的卫星分布式仿真系统研究及其应用

卫星系统的仿真是一个多因素、多学科、多节点的复合性问题,传统的仿真方法存在扩展性和重用性差等缺点。基于HLA体系规范,构建一个良好扩展性和重用性的仿真系统能够对卫星总体设计方案进行仿真演示和验证,进一步提高卫星总体设计方案的科学化水平。基于HLA的卫星分布式仿真系统的优点在于不需对仿真系统主题框架做任何更改的情况下,通过XML配置文件实现不同任务目标的卫星任务仿真系统,从而实现仿真组建的发展和重用,解决单机系统仿真大规模扩展困难和难以真实描述系统间数据交互的难题。     

海战场环境仿真系统的三维建模与实时仿真

＂海战场仿真系统＂作为舰艇编队作战仿真系统的显示模块,属于战术级的仿真应用,对仿真数据精度和视景特效有较高的要求,性能的优劣决定了作战仿真的逼真度和可信度。为解决上述问题,利用HLA的海战场环境仿真系统的功能和组成,提出了海战场地形和实体建模过程和具体可行的实现方法,并详细说明了三维视景显示台开发的关键技术和主要过程,有效解决了Vp线程的协调控制、目标实体的动态加载、多通道的海战场态势浏览和攻击特效的生成等技术问题,通过仿真实验表明,在PC图形工作站上实现了满足实时性要求的海战场综合环境仿真系统三维视景显控功能。     

基于Arena的卫星侦察地面系统仿真

侦察卫星地面应用系统仿真的目的,就是为了模拟控制数据的形成过程,以及有效载荷数据从接收、处理到按用户需要形成情报产品的流程,通过模拟系统的控制流和数据流,找出系统瓶颈并优化系统流程.通过讨论卫星侦察地面系统的组成和功能,分析系统工作原理,提出了将系统流程分成用户服务流程和数据接收处理流程两部分的思想.基于离散事件仿真软件Arena,设计并实现了卫星侦察地面系统的用户服务流程和数据接收处理流程.通过仿真结果分析,找出了系统瓶颈所在,提出了系统改进意见.     

区域侦察小卫星星座设计与仿真

为满足全球观测需求,传统遥感卫星星座通常采用玫瑰星座或Ω星座,而此类星座无法满足对特定区域进行连续重复观测的需求,且星座本身无法完成观测信息的及时回传。针对上述问题,设计了利用MEO中继卫星的太阳同步回归轨道模型和共地面轨迹轨道模型。通过仿真分析两种轨道模型,发现同步太阳轨道星座可以提供独特的周期重复观察特性,但同样高度下的太阳同步轨道星座对特定区域连续覆盖性能远远低于共轨迹星座。研究证明了基于MEO中继卫星的共地面轨迹星座可以满足对地连续重复观测及实时回传信息的需求。     

离散系统仿真技术在装备作战仿真中的应用

装备作战仿真系统是一个复杂的交互型混合动态系统,该文描述了一种基于离散事件系统仿真技术,即通过确定离散系统仿真的基本要素：随机离散事件、仿真时钟及其推进方式、未来时间表、随机数发生器等,并增加对连续系统的等技术,来实现装备作战仿真中连续及离散随机事件的仿真。通过试验,仿真效果满足需求,其成果对从事作战模拟开发研究工作者具有一定的借鉴作用。     

一种海上战场视景仿真系统的开发

为了逼真的演示海上多武器平台作战过程,设计并开发了一个基于Vega Prime的海上战场视景仿真系统,它是一个基于HLA的分布交互仿真系统的视景显示子系统.针对大量复杂三维实体建模中遇到的效率低下、难以有效管理的问题,首次提出引入基于增量模型的软件工程方法,以提高模型的可用性和可维护性,缩短开发周期.对于非视觉物理量可视化等Vega Prime中不具备的功能,通过在Vega Prime中嵌入OpenGL程序的方法加以实现,并解决了其中的关键技术.针对联邦时间推进造成的视景显示节点的画面不连续的问题,利用延迟一帧数据的方法予以解决.所开发的系统已在工程中得到应用,效果良好.     

战场环境的抽象化模型设计与仿真

战场环境是一个复杂、动态的信息空间,战场环境模型应能根据模拟需求,既反映战场环境的动态多变性,又具有一定的抽象性,减少计算量,满足实时性。为此以武器装备论证为仿真目的,分析了其战场环境模拟的需求,建立了关于地理环境的可视性和通行性模型、动态气象环境模型、电磁环境模型和目标运动特性模型,分析了作为仿真联邦组成的战场环境成员的内外部关系,采用基于推算定位算法（Dead Reckoning Algorithm,DR算法）的数据更新策略,调和了仿真精度和通信带宽的矛盾。     

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。     

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。     

基于OpenGL的海战场视景仿真系统

设计了基于OpenGL的三维海战场视景仿真系统,解决了地形环境和实体行为建模等技术,该系统在满足实时性的同时提供了逼真的视觉效果,增加了海战场环境视景仿真的沉浸感。