航海模拟训练仿真系统集成及应用研究

摘要

航海模拟训练仿真系统是中国卫星海上测控部“船舶驾驶模拟训练系统功能拓展项目”工作的集成、应用。
　　论文围绕基于HLA的航海模拟训练仿真系统的集成和应用，在分析航海模拟系统组成、功能基础上，构建了航海模拟训练仿真系统的仿真架构。立足各子系统功能、工作流程，应用面向对象的分析设计思想，采用UML用例描述了航海模拟训练仿真模型。对整个仿真系统联邦的设计、开发和实现过程进行了理论探讨，开发了联邦的FOM/SOM表，提出了系统集成及在RTI接口上的可扩展性，并特别对视景仿真建模、渲染关键技术和OSG-RTI接口设计、联邦开发、实现作了深入研究，解决了视景仿真逼真度、模型精细度以及仿真训练可重用性等方面存在的问题。
　　提出了航海模拟训练仿真的应用框架。采用三维仿真技术，基于运筹学优化算法，建立了运用多属性决策知识的评价体系对航海模拟训练仿真平台的测量工况方案进行评价与优化，并对航海模拟训练仿真系统的实现、应用及仿真效果做了详细介绍。
　　航海模拟训练仿真系统的集成和应用，为海上测控提供了一个低成本、低风险，扩展性强、交互性强的训练手段和平台。该系统在测量船上应用效果显著，对相关的仿真系统的研究具有一定的借鉴价值和意义。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题来源、背景及意义

1．1．1 课题来源

1．1．2 课题背景

1．1．3 课题意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 论文主要内容

1．4 论文结构安排

2 航海模拟训练仿真系统功能设计

2．1 航海模拟训练仿真训练系统需求分析

2．1．1 航海模拟训练仿真系统功能特性

2．1．2 航海模拟训练仿真系统设计目标

2．2 高层体系架构(HLA)概念研究

2．3 航海模拟训练仿真系统总体设计

2．3．1 航海模拟训练仿真系统总体功能设计

2．3．2 航海模拟训练仿真系统总体结构设计

2．4 航海模拟训练仿真系统详细设计

2．4．1 导演监控子系统

2．4．2 综合显控子系统

2．4．3 电子海图子系统

2．4．4 导航雷达子系统

2．4．5 视景仿真子系统

2．5 航海模拟训练仿真系统数据交互分析

2．6 小结

3 基于HLA的航海模拟训练仿真系统联邦设计

3．1 基于HLA航海模拟训练仿真联邦设计与集成

3．1．1 航海模拟训练仿真联邦成员设计

3．1．2 航海模拟训练仿真剧情想定设计

3．1．3 航海模拟训练仿真联邦结构集成

3．2 航海模拟训练仿真联邦概念模型

3．2．1 联邦概念模型

3．2．2 对象模型模板

3．3 航海模拟训练仿真联邦开发

3．3．1 航海模拟训练仿真联邦对象类和交互类的设计

3．3．2 航海模拟训练仿真联邦开发

3．3．3 航海模拟训练仿真联邦RTI实现

3．4 小结

4 视景仿真联邦开发与实现

4．1 视景仿真联邦设计需求

4．2 视景仿真联邦构建

4．2．1 视景仿真联邦模块组成

4．2．2 视景仿真联邦成员设计

4．3 视景仿真联邦开发

4．3．1 视景仿真联邦建模关键技术

4．3．2 视景仿真联邦渲染关键技术

4．4 基于HLA的视景仿真联邦实现

4．4．1 视景仿真联邦数据库实现

4．4．2 视景仿真联邦开发过程

4．4．3 视景仿真联邦开发实例

4．5 小结

5 航海模拟仿真训练系统的应用

5．1 航海模拟训练仿真系统的应用设计

5．1．1 航海模拟训练仿真系统应用目标

5．1．2 航海模拟训练仿真系统应用流程

5．2 测量工况方案优化实现

5．2．1 测量工况优化方案模型构建

5．2．2 测量工况优化方案指标体系建立及指标分析

5．2．3 测量工况优化方案指标权重确定方法

5．2．4 测量工况优化指标获取及规范化处理

5．2．5 测量工况优化方案TOPSIS法模型

5．2．6 任务算例实现

5．3 航海模拟训练仿真系统的应用实现

5．3．1 航海模拟训练仿真系统界面

5．3．2 航海模拟训练仿真应用功能模块

5．4 小结

6 总结与展望

6．1 论文总结

6．2 前景展望

致谢

参考文献