基于HLA和VR的大型导弹虚拟训练系统的设计与实现

摘要

大型战略导弹是保证我国核反击战略实施的首要武器，也是核威慑战略的重要组成部分，部队对于大型战略导弹的虚拟训练需求越来越高，但是传统的战略导弹模拟训练模式由于其自身固有的缺点已经不能够满足目前部队训练要求，因此很有必要研究新的战略导弹虚拟训练模式。
　　 本文将高层体系架构（HLA）和虚拟现实技术（VR）应用于大型战略导弹虚拟训练系统中，对大型战略导弹虚拟训练系统进行了设计和实现，构建了高逼真度一体化的大型战略导弹虚拟训练系统。该系统可以在任意的复杂战场环境下，取得廉价的、近似实战环境的训练效果，为大型战略导弹武器装备虚拟训练提供了一种新的途径和方法。构建基于HLA和VR技术的大型战略导弹虚拟训练系统，有着广泛的使用范围和良好的应用前景，可以得到很高的战略导弹训练效费比。
　　 本论文的主要研究内容和贡献为：
　　 一、对大型战略导弹虚拟训练系统进行总体设计，并对该系统进行了功能设计。着重对导弹虚拟训练分系统进行了软件框架设计，提出了系统的结构，分别对客户端、服务器端和视景模块进行了设计，并提出电脑代替操作号手自动执行的思想。
　　 二、通过对基于HLA的大型战略导弹虚拟训练系统的设计方法和开发过程研究，设计了基于HLA的导弹训练系统的系统结构和RTI体系结构。
　　 三、基于作者的前期研究和实践，应用本文中的设计框架和结构，分别实现了HLA导弹训练联邦、导弹虚拟设备客户端和导弹虚拟训练服务器端，并将虚拟现实技术中的场景管理应用在导弹虚拟操作视景中，实现了实时交互式3D导弹虚拟训练场景。由导弹虚拟设备客户端、服务器端和视景模块共同构建了某型战略导弹虚拟训练系统，该系统为大型战略导弹的训练提供了一个低风险、低成本、高逼真度的一体化虚拟训练平台。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

第一节 课题来源和本文研究目的

1.1.1 论文选题来源

1.1.2 研究目的

第二节 国内外研究现状综述

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 问题的提出

第三节 论文研究内容及组织架构

第四节 本章小结

第二章 基于HLA和VR的导弹虚拟训练系统总体设计

第一节 大型导弹虚拟训练系统概述

2.1.1 系统功能

2.1.2 系统特点

第二节 大型导弹虚拟训练系统功能设计

第三节 导弹虚拟训练分系统软件框架设计

2.3.1 导弹虚拟训练系统结构

2.3.2 导弹虚拟设备客户端设计

2.3.3 导弹虚拟训练服务器端设计

2.3.4 导弹虚拟操作视景模块设计

2.3.5 导弹虚拟训练系统中需要解决的问题

第四节 本章小结

第三章 基于HLA导弹虚拟训练系统结构设计

第一节 基于HLA大型战略导弹虚拟训练的系统设计方法

3.1.1 设计思路

3.1.2 设计方法

第二节 基于HLA大型战略导弹虚拟训练系统的开发过程

3.1.3 FDEPM模型

3.2.1 开发过程

第三节 基于HLA大型战略导弹虚拟训练系统的系统结构

3.3.1 导弹虚拟训练系统联邦成员系统结构设计

3.3.2 大型战略导弹虚拟训练系统RTI结构设计

第四节 本章小结

第四章 基于VR的导弹虚拟操作视景实现

第一节 导弹虚拟训练系统视景模块程序框架

4.1.1 导弹操作虚拟场景视景仿真框架

4.1.2 导弹操作视景程序流程

第二节 导弹虚拟训练系统视景模块中的场景管理

4.2.1 场景管理

4.2.2 导弹操作虚拟场景组成

4.2.3 二叉树算法实现场景管理

第三节 导弹视景模块中导弹发射车实现

4.3.1 发射车层次结构

4.3.2 加载导弹的层次结构

4.3.3 通过网络通讯实现对导弹的操作

第四节 本章小结

第五章 基于HLA和VR某型导弹虚拟训练系统的实现

第一节 基于HLA导弹虚拟训练系统联邦的实现

5.1.1 系统分析

5.1.2 确定联邦成员,设计联邦

5.1.3 开发FOM/SOM

5.1.4 集成导弹虚拟训练联邦

第二节 导弹虚拟设备联邦成员实现

5.2.1 导弹实体设备建模

5.2.2 导弹实体设备逻辑关系实现

5.2.3 导弹实体设备操作实现

5.2.4 导弹操作号手虚拟操作环境实现

第三节 导弹虚拟训练系统服务器端管理邦员实现

5.3.1 导弹虚拟训练仿真管理实现

5.3.2 导弹操作判断实现

5.3.3 计算机自动操作实现功能实现

第四节 系统应用分析

第五节 本章小结

第六章 总结与展望

第一节 论文的主要工作

第二节 论文的创新点

第三节 本文下一步需要做的工作

参考文献

致 谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果