基于SKyline的战场态势系统研究与实现

论文摘要

战场态势系统作为反应战场环境、体现作战人员行动、表现战斗形势的综合性作战系统,是现代指挥自动化系统(C~4ISR)的重要组成部分,其地位和作用在部队作战和训练是不可缺少的。对于战场态势系统的研究一直以来受到世界各军事大国的重视,随着信息时代的到来,战争的样式也由机械化战争发展为信息化战争,表现战场态势的技术和手段也越来越先进和多元化。但总体基于二维数字地图的态势系统在表现战场环境的三维空间性、作战单元的动态性以及战场元素的真实性等方面还存在着很大的不足。本文研究并设计实现的战场态势系统以Skyline TerraExplorer Pro为平台,综合运用Oracle数据库技术、ArcGIS Engine组件技术、Multigen Creator建模技术等,完成了基于三维真实场景的战场态势系统的建立,实现了战场态势数据库的创建、二维数字地图的态势标绘和三维战场场景的态势展示。在实现对战场态势数据的访问查询中,结合态势数据的空间特性和存储形式的不同,给出了基于空间实体的层次网格空间索引查询算法和基于“Project信息树”的遍历查询算法的设计和实现;同时,为满足查询的高效率,完成了以场景规模的大小来切换不同查询算法的系统设计。在态势展示过程中,为达到多角度、全方位的描述战场的综合态势信息,在充分研究统一模型、消息驱动的二三维联动技术的基础上,针对态势系统的新要求,研究并设计实现了数据驱动方式的二、三维联动技术,使二维态势标绘与三维态势展示达到显示同步、数据同步、操作同步,从而更加全面准确地描述战场态势信息,为平时作战训练与战时指挥决策提供综合、有力的技术参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 基于OpenGL战场态势系统
• 1.2.2 MAK PVD表现的战场态势
• 1.2.3 基于Creator/Vega的战场仿真系统
• 1.2.4 基于ArcGIS的战场态势系统
• 1.3 研究内容
• 1.3.1 课题组现有的研究基础
• 1.3.2 本文的研究工作和创新
• 1.4 论文组织结构
• 第二章 理论基础和技术支持
• 2.1 地理信息系统
• 2.1.1 地理信息系统概述
• 2.1.2 地理信息系统发展
• 2.1.3 ArcGIS Engine
• 2.2 Skyline TerraSuite软件结构及功能
• 2.2.1 Skyline TerraSuite软件综述
• 2.2.2 Skyline TerraSuite平台组件总体结构
• 2.2.3 Skyline TerraExplorer Pro的相关接口
• 2.3 Google Earth与3DGIS
• 2.4 Multigen Creator建模技术
• 2.4.1 设备、武器平台的建模
• 2.4.2 自然及人文景观的建模
• 2.4.3 大规模地形的建模
• 2.4.4 贴图处理
• 2.5 本章小结
• 第三章 战场态势数据库设计与态势数据的查询算法研究
• 3.1 战场态势系统总体架构
• 3.2 态势数据库的设计与实现
• 3.2.1 数据库的创建
• 3.2.2 数据库的连接与访问
• 3.3 态势数据创建
• 3.3.1 二维数字地图加载
• 3.3.2 三维战场场景构建
• 3.4 态势数据的查询算法研究与实现
• 3.4.1 基于Oracle数据库的查询
• 3.4.2 基于空间实体的层次网格空间索引查询算法
• 3.4.3 基于Project信息树的遍历查询算法
• 3.4.4 查询算法分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 二、三维联动技术研究与实现
• 4.1 二、三维联动技术需求及表现
• 4.1.1 二三维联动的需求
• 4.1.2 二、三维联动的表现
• 4.2 二、三维联动技术分析
• 4.2.1 统一模型
• 4.2.2 消息驱动
• 4.2.3 二种联动技术分析
• 4.3 数据驱动的二、三维联动技术研究与实现
• 4.3.1 数据获取与传递
• 4.3.2 数据转换
• 4.3.3 响应联动
• 4.3.4 数据驱动方式实现
• 4.4 二、三维联动技术分析总结
• 第五章 原型系统实现
• 5.1 系统组成及运行环境
• 5.1.1 系统组成图
• 5.1.2 系统运行环境
• 5.2 系统运行界面
• 5.2.1 初始化界面
• 5.2.2 场景管理界面
• 5.2.3 目标控制界面
• 5.2.4 二、三维态势展示控制界面
• 5.3 三维真实场景展示
• 5.3.1 地形因素影响体现
• 5.3.2 作战范围影响体现
• 5.4 三维战场态势系统一般性功能研究与实现
• 5.4.1 三维场景漫游功能实现
• 5.4.2 目标查询和定位
• 5.4.3 目标追踪与高亮显示
• 5.5 战场态势变化过程控制技术研究与实现
• 5.5.1 控制窗口设计
• 5.5.2 导弹飞行开始的实现
• 5.5.3 暂停、继续功能实现
• 5.5.4 飞行中的加速、减速控制
• 5.5.5 导弹飞行的结束控制
• 5.5.6 三维态势变化过程
• 5.5.7 二维态势显示过程
• 5.6 本章小结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果