基于HLA的SAR发射与回波仿真技术研究

论文摘要

分布交互仿真是当今仿真领域的前沿和热点之一,高层体系结构（High Level Architecture,HLA）是分布式交互仿真的标准协议框架,它以促进分布式仿真应用的互操作性和仿真资源的可重用性为目的。合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）仿真系统已成为SAR系统设计和性能评估的重要手段,设计基于HLA的SAR分布式仿真系统,对提高SAR仿真系统的计算效率,互操作能力和动态仿真性能有重要意义,同时可进一步推广建立可重用的雷达分布式仿真系统框架。本文对基于HLA的SAR发射与回波仿真技术进行研究,主要研究内容有:⑴介绍HLA的基本概念,从总体描述了HLA的接口规范,并简单介绍一种实现HLA接口规范的服务程序——运行支撑环境（Run-Time Infrastructure,RTI）。⑵分别描述SAR的发射信号数学模型,SAR的点目标回波数学模型以及SAR的分布式目标的回波数学模型。⑶结合HLA技术标准,设计实现了发射与回波联邦成员,详细阐述了该成员仿真程序框架各步骤的功能。针对回波计算数据量大,计算速度慢的特点,将多核平台上的多线程技术应用于回波计算中。采用数据分解方式尽可能减小线程之间的通信开销,提高多线程回波计算的速度。对发射与回波联邦成员进行了测试。⑷讨论基于Vega的视景仿真技术,建立SAR成像场景模型,并将成像场景渲染成RCS图,从中提取目标RCS信息建立场景目标数据库。⑸通过主控、平台、发射与回波、干扰机、接收仿真信号处理联邦成员的联合调试,给出了整个系统的测试结果,验证了整系统及各联邦成员的设计和实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 分布交互仿真发展现况
• 1.2 选题背景
• 1.3 论文主要工作和组织安排
• 第二章 高层体系结构（HLA）技术框架
• 2.1 HLA 基本概念
• 2.1.1 HLA 的组成
• 2.1.2 HLA 的基本思想
• 2.1.3 HLA 的主要特点
• 2.2 HLA 规则
• 2.3 HLA 接口规范
• 2.3.1 联邦管理
• 2.3.2 声明管理
• 2.3.3 对象管理
• 2.3.4 时间管理
• 2.3.5 所有权管理
• 2.3.6 数据分发管理
• 2.4 HLA 对象模型模板
• 2.5 运行支撑环境
• 2.6 本章小结
• 第三章 SAR 的发射信号和回波信号模型
• 3.1 SAR 发射信号模型
• 3.2 SAR 回波模型
• 3.2.1 SAR 的空间几何关系
• 3.2.2 SAR 的点目标回波模型
• 3.2.3 SAR 分布目标回波模型
• 3.3 SAR 目标和场景仿真技术
• 3.3.1 仿真软件简介
• 3.3.2 视景生成原理
• 3.3.3 SAR 目标和场景的建模和视景仿真
• 3.4 本章小结
• 第四章 发射与回波联邦成员的设计实现
• 4.1 SAR 仿真系统总体框架简介
• 4.1.1 SAR 仿真系统架构
• 4.1.2 仿真系统的同步机制
• 4.1.3 SAR 仿真系统层次结构
• 4.2 发射与回波联邦成员设计
• 4.2.1 发射与回波联邦成员计算仿真层的类结构
• 4.2.2 发射与回波联邦成员运行流程
• 4.3 发射模块的设计
• 4.3.1 发射模块类结构
• 4.3.2 发射信号计算流程
• 4.3.3 信号发射模块测试
• 4.4 目标RCS 数据库的建立
• 4.5 SAR 回波模块设计
• 4.5.1 SAR 回波模块类结构
• 4.5.2 目标类的设计
• 4.5.3 SAR 回波单线程算法的实现
• 4.5.4 SAR 回波多线程算法的实现
• 4.5.5 单元测试
• 4.6 本章小结
• 第五章 仿真运行实例与结果
• 5.1 仿真环境简介
• 5.2 仿真结果
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间的研究成果