基于高层体系结构（HLA）通信导航仿真系统的设计实现

论文摘要

随着信息技术、电子技术、计算机技术的发展,仿真技术和航空电子技术也得到了飞速的发展。仿真技术发展的方向之一是分布式实时仿真系统和高层体系结构。高层体系结构作为建模仿真领域的通用技术框架,已经成为分布式实时仿真系统的核心,在军事、工业等大型复杂系统仿真中得到了大量成功应用。HLA的核心思想是互操作和重用,其显著特点是通过运行支撑环境,提供通用的、相对独立的支撑服务程序,将仿真应用同底层的支撑环境分开,即将具体的仿真功能实现、仿真运行管理和底层通信传输三者分离,隐蔽了各自的实现细节。航空电子技术的发展导致系统及设备的更新换代的周期大大缩短,为了对飞机整体效能和发展未来型号飞机进行有效的评估,开展了飞机效能仿真和型号论证仿真系统项目。本论文中以飞机效能仿真和型号论证仿真系统中机载通信导航仿真系统的设计与实现为主线,主要开展了以下内容的研究:1.仿真系统的现状及国内外发展趋势研究;2.分布式仿真系统及高层体系结构的特点及关键技术研究;3.机载通信导航系统组成、基本原理及发展趋势研究;4.通信导航系统在飞机效能仿真和型号论证仿真系统中的需求研究;5.在高层体系结构下采用面向对象的设计方法进行通信导航仿真系统的建模、仿真软件实现和运行测试。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及选题依据
• 1.2 国内外现状及发展趋势
• 1.2.1 机载通信导航技术
• 1.2.2 仿真技术的现状及发展趋势
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 论文组织结构
• 第二章 仿真技术
• 2.1 概述
• 2.1.1 仿真定义
• 2.1.2 仿真的基本原理
• 2.1.3 仿真模型的建立方法
• 2.1.4 仿真模型的校核、验证与验收（VV&A）
• 2.2 分布式仿真系统（DIS）
• 2.2.1 DIS 系统的特点及关键技术
• 2.3 高层体系结构（HLA）
• 2.3.1 基本概念
• 2.3.2 相容性规则
• 2.3.3 对象模型
• 2.3.4 运行时间支撑结构（RTI）
• 2.4 HLA 与DIS 的主要区别
• 2.5 面向对象的分析设计方法与仿真的关系
• 2.6 本章小节
• 第三章 通信导航系统的仿真需求
• 3.1 仿真目标
• 3.2 仿真范围及基本原则
• 3.3 仿真对象
• 3.4 仿真对象的基本工作原理
• 3.4.1 通信系统基本工作原理
• 3.4.2 导航系统的基本工作原理
• 3.5 仿真基本功能性能要求
• 3.5.1 仿真目标系统功能
• 3.5.2 仿真评估支持功能
• 3.5.3 目标系统技术性能及参数仿真要求
• 3.5.4 仿真软件性能要求
• 3.6 建模
• 3.6.1 概述
• 3.6.2 无线电信道模型
• 3.6.2.1 无线电信道模型的特点
• 3.6.2.2 常规无线电信道模型
• 3.6.2.3 抗干扰无线电信道数学模型
• 3.6.3 通用设备仿真模型
• 3.6.4 设备仿真物理模型
• 3.6.5 仿真建模需考虑的其他因素
• 3.7 用例（USE CASE）图
• 3.7.1 系统级Use Case
• 3.7.2 部件级Use Case
• 3.8 数据流
• 3.9 本章小节
• 第四章 通信导航仿真系统架构
• 4.1 设计原则
• 4.2 全系统仿真系统
• 4.2.1 组成及架构
• 4.2.2 仿真模型实现接口设计及集成
• 4.2.2.1 模型的I/O 端口
• 4.2.2.2 ISimModel 接口
• 4.2.2.3 仿真模型的构建方法
• 4.3 通信导航仿真系统的架构设计
• 4.3.1 类包结构及关系设计
• 4.3.1.1 类包结构
• 4.3.1.2 通信导航模型类包
• 4.3.1.3 通信功能类包
• 4.3.1.4 导航功能类包
• 4.3.2 数据库
• 4.4 本章小节
• 第五章 通信导航仿真系统详细设计
• 5.1 通信导航模型类包
• 5.1.1 基本模型类（CCNIMain）
• 5.1.1.1 基本模型类的用途及设计约束
• 5.1.1.2 基本模型类设计
• 5.1.2 外部接口类（CCNIInterface）
• 5.1.2.1 外部接口类的用途及设计约束
• 5.1.2.2 外部接口类设计
• 5.1.3 设备类（CDevice）
• 5.1.3.1 设备类的用途及设计约束
• 5.1.3.2 设备类设计
• 5.1.4 数据库类（CDataBaseRead）
• 5.1.4.1 数据库类的用途及设计约束
• 5.1.4.2 数据库类设计
• 5.2 通信仿真类包
• 5.2.1 通信仿真类（CCommunication）
• 5.2.1.1 通信仿真类的用途及设计约束
• 5.2.1.2 通信仿真类的设计
• 5.2.2 通信仿真设备类
• 5.3 导航功能类包
• 5.4 外部接口
• 5.5 本章小节
• 第六章 实现与运行测试
• 6.1 实现
• 6.2 运行状态
• 6.2.1 运行状态图
• 6.2.2 建立仿真模型对象
• 6.2.3 初始化仿真模型对象
• 6.2.4 仿真模型对象仿真推进过程
• 6.2.5 仿真结果分析处理
• 6.3 独立运行测试和系统测试
• 6.3.1 独立运行测试
• 6.3.2 系统联试
• 6.4 本章小节
• 第七章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献