信息化海战作战实验仿真系统的研究与实现

摘要

作战实验是依托作战实验室，采取建模仿真手段，构建信息化战场环境，使人们身临其境感受信息化条件下海上作战的全过程。作战实验通过设置战场信息环境，确定作战兵力，在一定的作战背景条件下，对信息化战争形态下的作战力量、作战时间、作战空间、作战环境、指挥控制、作战方法等要素进行研究，探索信息化条件下海战的特点、规律和作战指导，验证作战新概念、新思想。 而作战实验仿真系统是实现作战实验的一个重要平台，本文在分析作战实验基本过程和要求的基础上，研究并实现了用于作战实验的想定生成系统、态势显示和指挥控制系统、过程记录与回放系统。 本文完成的工作和主要取得的成果包括： 结合本职工作对课题研究的军事应用背景进行了大量深入的调查研究工作，掌握了大量第一手资料。总结了作战想定、作战模拟等重要概念，对多种作战想定生成工具以及态势显示系统进行了分析对比，总结出一套适合于目前海军院校教育以及战法检验的作战实验的概念模型。 提出和建立了面向多层次的作战想定模型。通过分析作战想定的一些基本要素，并抽取其基本特点，提出了基于XSD的作战想定生成系统，建立了基于XSD的作战想定生成系统的整体框架模型。最后在分析模型的基础上，开发实现了这一作战想定生成系统。该系统可以高效地支持军事人员在作战实验中建立双方兵力的部署、战场的环境等，使用效果良好。该系统的特点是面向多层次的作战想定的需求，军事人员可以自由修改作战想定的模型格式，系统能自动适应模型的修改，并生成符合修改后模型的作战想定。 针对作战实验的特点和需求，本文研究了在虚拟战场中出现对象，并对这些对象进行了建模，设计并实现了基于数字海图的二维战场态势显示及指挥命令系统。该系统显示接收实验过程中的态势信息，和处理发生的交互事件，在二维海图上表现作战实验仿真过程中双方兵力实体的运动过程以及变化，并发送指挥人员的干预命令。 研究并实现了作战实验仿真过程的记录与回放。仿真过程的记录与回放是作战实验仿真的重要功能之一，是作战实验结束后进行作战实验过程再现和作战能力评估的基础。本文分析了记录的过程和方法，实现了集中式的记录与回放。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1课题的研究背景

1.2课题研究的目标、意义

1.3本文的研究成果

1.4论文的结构

第二章 作战实验概述

2.1作战实验的产生与发展

2.2作战实验的基本方法

2.3作战实验的实施过程

2.4作战实验按时间推进的工作流程

2.5作战实验仿真系统的特点

2.6小结

第三章 作战想定生成

3.1作战想定概述

3.2作战想定要素分析

3.2.1战场环境

3.2.2实体

3.2.3作战编成

3.2.4武器装备性能

3.2.5作战任务

3.3作战想定的数据模型

3.3.1基于XML Schema的作战想定

3.3.2使用XML Schema来描述需要的内容

3.3.3作战想定的XSD模型

3.4作战想定生成的设计实现

3.4.1基于XSD的作战想定数据模型

3.4.2数据模型的实现

3.4.3一个基于XSD应用的例子

3.4.4系统的处理流程

3.4.5作战想定生成的过程

3.5小结

第四章 态势显示与指挥控制的设计与实现

4.1态势显示和指挥控制综述

4.1.1态势显示和指挥控制的内容

4.1.2态势显示和指挥控制的过程

4.1.3态势显示和指挥控制的系统模型

4.1.4电子海图

4.2通信管理

4.2.1基于HLA/RTI的通信

4.2.2联邦对象模型FOM

4.2.3成员对象模型SOM

4.3态势的绘制

4.3.1图上对象的模型

4.3.2作战实体

4.4指挥控制

4.4.1指挥控制的行为分析

4.4.2指挥控制的模型分析

4.5作战事件驱动机制

4.5.1两种态势更新机制的比较

4.5.2事件驱动的处理

4.5.3指挥命令的处理

4.6军标绘制的实现

4.6.1实现原理

4.6.2数据结构

4.7小结

第五章 过程记录与回放

5.1过程记录与回放概述

5.1.1过程记录

5.1.2过程回放

5.2过程记录与回放的设计实现

5.2.1两种记录方式

5.2.2过程记录的内容格式

5.2.3过程记录的设计

5.2.4过程回放的设计

5.2.5回放的实现

5.3小结

第六章 结束语

6.1本文的工作总结

6.2工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间获得的成果