分布式雷达系统仿真应用研究

论文摘要

采用计算机软件设计和实现方法建立新体制雷达系统的软件模型,通过场景生成、回波模拟、信号处理、资源调配、数据处理、目标识别、仿真控制、终端显控等仿真成员间的消息互递,模拟特定体制雷达的工作流程,实现对不同场景设定下雷达相关算法与技术的深入研究和探索。通用软件平台的搭建和扩展对采用软件模型进行数字闭环雷达系统仿真科学研究有着重要的经济价值和应用价值。本文首先概述了分布式系统特点,然后引出雷达系统仿真中的分布式思想。在分布交互仿真技术发展与研究现状中重点论述了分布交互仿真(DIS)和高层体系结构(HLA)。依据雷达系统组成特点,吸取上述两种仿真体系的优点和长处,提出适合于雷达系统仿真自身特点的分布仿真软件体系架构,并逐步研制和完善了XXX雷达数字仿真系统软件平台。论文中完成的主要研究工作有:1.概述了分布交互仿真技术的发展及研究现状,包括SIMNET、ALSP、DIS和HLA,重点对DIS和HLA进行叙述和对比,并引入了雷达系统仿真中的分布式思想;2.详细阐述了分布式雷达系统仿真体系,提出分层次划分的XXX雷达仿真系统设计思想及软件架构,进一步阐述了雷达仿真系统软件架构接口实现形式。3.详细阐述了雷达仿真系统显示层次的设计与实现形式。从功能性要求出发,设计了系统控制、终端显控模块;从显示全方位要求出发,设计了三维场景显示模块,对二维显控进行补充和丰富。同时,对Java3D技术应用于开发三维场景进行深入探讨,并归结出三维场景开发模式;4.详细阐述了雷达仿真系统数据层次的设计和实现。先是引入系统仿真数据接口归一化思想,然后在此基础之上分别从数据定义、数据描述、数据解析、数据组织与映射、数据生成、数据服务接口等方面对数据接口层次的设计和实现进行深入研究;最后对矩阵数据写入方法进行研究与测试,得出优化的写入方法;5.对仿真场景下雷达软件仿真系统进行联试,模拟雷达工作流程,并对跟踪目标全程监控显示,收集分析仿真实验数据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 分布式系统概述
• 1.2 雷达系统仿真中的分布式思想
• 1.3 分布交互仿真发展与研究现状
• 1.4 本论文的工作
• 第二章 分布式雷达系统仿真体系
• 2.1 仿真体系
• 2.1.1 DIS
• 2.1.2 HLA
• 2.1.3 雷达系统分布仿真体系
• 2.2 雷达系统仿真架构
• 2.3 消息中心执行机制
• 2.3.1 协议数据单元
• 2.3.2 传输协议及实现方法
• 2.3.2.1 UDP（用户数据报协议）
• 2.3.2.2 TCP（传输控制协议）
• 2.3.2.3 套接口编程
• 2.4 数据共享中心机制
• 2.5 显示层面多样化
• 2.6 小结
• 第三章 雷达仿真显控系统设计
• 3.1 终端显控模块
• 3.1.1 雷达参数管理
• 3.1.2 PPI显示器
• 3.1.3 RH显示器
• 3.1.4 信息列表
• 3.1.5 一次/二次航迹
• 3.1.6 区域放大
• 3.1.7 数据回放
• 3.1.8 显示扇区
• 3.1.9 消息触发机制
• 3.2 系统控制模块
• 3.2.1 数据管理
• 3.2.2 仿真场景
• 3.2.3 二维运行顺序图
• 3.2.4 运行监控
• 3.2.5 仿真过程控制
• 3.3 仿真场景三维显示模块
• 3.3.1 Java3D技术
• 3.3.2 高层 Java 3D类
• 3.3.3 光照模型
• 3.3.4 颜色模型
• 3.3.5 明暗模型
• 3.3.6 场景图
• 3.3.7 仿真数据场景图构造
• 3.3.8 场景开发步骤
• 3.3.9 场景开发模式
• 3.3.10 场景显示结果
• 3.4 小结
• 第四章 系统仿真数据接口设计
• 4.1 归一化数据访问接口
• 4.2 数据定制界面化
• 4.3 数据描述格式化
• 4.3.1 数据描述层次
• 4.3.2 数据描述方法
• 4.4 简单数据与矩阵数据
• 4.5 简单数据与矩阵数据的转化关系
• 4.6 Image数据类型与矩阵数据读写
• 4.6.1 Image数据类型
• 4.6.2 控制结构
• 4.6.3 矩阵数据读写
• 4.6.4 单 Image写入
• 4.6.5 多 Image写入
• 4.6.6 单 Image写入方法与多 Image写入对比
• 4.7 数据接口代码生成模块
• 4.7.1 数据结构
• 4.7.2 文件组织
• 4.7.3 文件解析器
• 4.7.4 底层封装服务
• 4.8 小结
• 第五章 系统联试
• 5.1 多目标场景测试
• 5.2 三维场景显示
• 5.3 雷达终端控制
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果