虚拟高炮训练仿真系统的设计与实现

虚拟高炮训练仿真系统的设计与实现

张传富[1]2002年在《虚拟高炮训练仿真系统的设计与实现》文中提出从近期发生的几场高技术局部战争来看,空袭和反空袭作战将是未来我军的一种重要的作战模式,为了适应未来作战的要求,必须立足于我军现有的武器装备,提高部队的训练水平。论文《虚拟高炮仿真训练系统》正是为了适应未来作战的需要,以国防科大机电工程与自动化学院的《“新叁打叁防”模拟训练系统》和《雷达模拟器训练系统》课题为背景产生的,其主要是旨在利用现有装备,弥补部队现有训练手段的不足,为部队提供贴近实战的防空训练装备。 论文分析和研究了高炮的模型和高炮的训练方式,以目标运动轨迹分析、火控系统的平滑与滤波、相遇问题原理、高炮射击原理、射表等为基础利用分布交互仿真技术(DIS)完成了虚拟高炮的设计与实现。论文主要完成了高炮火控系统的设计与实现;高炮虚拟交互训练场景的显示;高炮弹道轨迹仿真;训练效果评估;虚拟高炮与其它仿真训练器集成时的同步控制与数据交换。

姜昕宇[2]2008年在《操炮手训练效果的算法研究及实现》文中研究指明从近期发生的几场高技术局部战争来看,空袭和反空袭作战将是未来我军的一种重要的作战模式,为了适应未来作战的要求,必须立足于我军现有的武器装备,提高部队的训练水平。因此现代战场不仅对武器性能有严格要求,对操炮手的素质也有越来越高的要求,操炮手在现代防空作战中具有重要作用。操炮手能否熟练操作跟踪装置迅速捕捉目标不仅关系到自身的安全,还会影响到整个战局。论文正是为了适应未来作战的需要,针对操炮手建立一套完善的误差评定准则,用其来考核操炮手的射击成绩。本论文《操炮手训练效果的算法研究及实现》分析和研究了高炮的模型和高炮的训练方式,以目标运动轨迹分析、火控系统的平滑与滤波、相遇问题原理、高炮射击原理、射表等为理论基础,利用OpenGL编程技术完成了虚拟高炮的设计与实现,并着重于在有人参与的火控系统的背景下,建立了一套误差评定准则,从而为训练器提供了参考价值。论文主要完成了高炮火控系统的设计与实现;视觉下操炮手模型的建立:高炮训练场景的显示;训练效果评估。

朱元昌[3]2004年在《分布式防空武器系统仿真平台及关键技术研究》文中研究指明本文将建模与仿真技术引入防空武器系统研究,建立了防空武器系统仿真平台,为防空武器系统的试验、评估、训练和使用提供了主要的分析方法和工具。 防空武器系统仿真平台是指通过对各种型号高炮武器系统的分析,根据它们在功能上具有相同性、主要装备在结构上具有相似性的特点,以其主要功能而不是以具体型号为仿真研究对象的系统。该系统将防空武器系统的主要功能分布在由微机组成的实时分布式计算机网络的节点上,通过分布式网络实现信息传递和处理,而将主要装备功能的仿真分配在以网络计算机为核心节点的主从式计算机结构中,构成一个功能模块可以根据不同装备模型改变、人机交互界面相对稳定的仿真试验系统。 本论文主要研究内容包括: 一、从构建防空武器系统仿真平台的需求出发,论述了建立通用实时分布式仿真平台的必要性和可行性。建立了可适应“分离式”、“两位一体”等多种火控系统模式的仿真系统结构,并对仿真系统内部的仿真运行控制和仿真实验等建立了信息模型。建立了以解析方式表达的典型目标运动航迹模型和网络仿真环境下的射击评估模型,并对仿真平台的可信性检验方法进行了研究。 二、对分布式仿真基础架构涉及的基于TCP/IP协议和Socket编程的设计方法以及基于HLA/RTI的设计方法进行了研究和系统设计。针对基于HLA/RTI开发仿真应用,采用对象模板技术,在RTI基础上设计了HLAFacility,提高了仿真应用的开发效率。 叁、分析了叁维图形实时成像技术的机理,阐明了影响其实时性的因素。针对基于瞄准镜视景的单柄跟踪激光测距系统的仿真问题,提出了一种通用的瞄准镜视景仿真模型,并完成了系统设计与实现。针对小口径高炮系统直接瞄准时的模拟问题,提出了一种基于计算机叁维图形实时成像技术的通用跟踪训练与评估系统的设计方法,建立了虚拟火炮以及射击命中模型。对影响图形图像实时生成与显示的主要问题,即仿真对象的建模、操作系统多任务并发处理等进行了系统分析。 四、以通用雷达装备大系统为研究领域,从领域工程和应用领域工程两个方面,首次提出并构建了通用雷达装备模拟系统的体系结构。采用PLSE思想和方法,开发出可系统地、策略地重用的雷达装备模拟训练领域公共资源,构建了面向通用雷达装备模拟训练领域的模拟训练系统开发平台,并建立了基于平台的应用工程模型。 五、提出了一种多模式跟踪系统仿真的设计思想,并以一种集电视跟踪系统、激光测距系统和电磁波发射接收系统为一体的典型火控雷达为对象,采用多机并行处理技术,解决了多模式跟踪系统仿真时的同步问题。 关键词防空武器系统:仿真平台;足瞬.:图形图像生成;多模式

刘航冶[4]2007年在《基于虚拟战场环境的高炮训练模拟系统研究》文中研究说明随着现代战争节奏的加快和军事科技的日新月异,利用基于虚拟战场环境的训练模拟器/系统来对士兵和指挥员进行训练的方式,正成为部队进行训练的一种重要的现代化手段。本文在分析和概括军事训练模拟系统国内外研究现状的基础上,对军事训练模拟系统中涉及的模型建立、碰撞检测以及特效生成等关键技术进行了研究。本文主要进行了以下几个方面的工作;1.在实现了高炮训练模拟系统地形建模和实体建模的基础上,重点研究了高炮训练模拟系统中实体运动模型的建立,设计并构建了高炮和飞机目标的运动模型。2.介绍了碰撞检测的定义和分类,讨论了训练模拟系统中的碰撞响应问题,重点研究了训练模拟系统中涉及的叁种碰撞检测问题;弹丸与目标碰撞、模型拾取和地形匹配,并针对弹丸的碰撞检测,提出一种优化的碰撞预测策略,提高了场景中碰撞检测的效率。3.对战场特殊效果生成中广泛用到的粒子系统技术进行了介绍,研究了战场火焰和烟雾的生成方法,提出了一种模拟导弹尾焰的粒子系统。4.设计了具有对抗和联合协同训练功能的高炮训练模拟系统,实现了高炮武器系统的协同训练模拟。文章最后对本文的主要工作进行了总结,并提出了需要进一步研究的内容。

敦怡, 江涛, 陈自力, 董海瑞[5]2004年在《无人机训练仿真系统中面向对象技术的应用》文中研究说明该文研究了虚拟训练仿真系统开发中面向对象建模技术的应用问题。文章结合无人机虚拟训练系统的开发 ,以控制导航系统为例 ,从对象模型、动态模型和功能模型叁个方面讨论了OMT方法在具体应用的实现方法。设计完成的虚拟训练系统既可用于训练无人机操纵人员操纵技术 ,也可以作为大型分布式训练仿真系统的一个子模块参与合成训练。

张军宝, 张立豹[6]2008年在《高炮训练仿真系统的部分功能设计分析》文中研究表明针对我国高炮训练的落后现状,在应用虚拟现实技术的基础上,本文将OpenGL在叁维实体建模、场景管理及视景渲染中的优点和微软MFC在编程方面的优越性进行了有机结合,在微机平台上,通过Visual C++6.0调用OpenGL(Open Graphhics Library开放图形库)链接库,利用MS-Windows和OpenGL的混合编程为高炮仿真训练系统构造了一个交互式的虚拟叁维视景。

赵庆陆[7]2004年在《基于HLA空地对抗视景仿真系统研究》文中认为随着现代防空作战发展,高技术防空武器装备不断涌现。如何将新的作战方法和武器装备应用到战场上进行实践,如何在有限的条件下提高防空兵部(分)队的作战和训练水平从而提高其战斗力,是新的历史时期我们面临的一个重大课题。计算机仿真技术在作战训练上的应用非常广泛,但使用分布式的仿真系统提高仿真的规模和效果是当前作战仿真技术的一个难点和重点。本文以防空群与空袭飞机群对抗作战为背景,着重分析和设计了可用于训练和战法研究的分布式空地对抗视景仿真系统,对防空作战仿真概念模型和数学模型建模进行了研究,提出了构建和实现相关成员的方法。主要研究工作可归纳如下: 1.基于HLA空地对抗视景仿真系统的分析与设计。在提出仿真需求的前提下,分析与设计了构建这一系统的组成结构,对每一子系统进行研究,讨论了它们实现的功能。 2.防空作战仿真建模研究。依据联邦设计与开发的步骤,对防空作战仿真进行了建模,提出了相关的概念模型和数学模型。 3.防空方成员的设计与开发。针对防空作战特点和原则,设计了可用于防空兵训练的操作界面,开发了防空方的相关成员。 4.实时视景成员开发。实时视景成员为防空作战提供训练和显示战场环境的叁维虚拟场景,实时性是其必然的要求,论文对建立实时视景成员进行了详细的研究,提出了开发的步骤和方法。 5.系统实现。在一定的想定条件下,设计了空地对抗系统的框架结构,对相关关键技术进行了研究的基础上,实现了这一系统并进行了演示。

杜梅[8]2005年在《火控雷达操作手训练仿真系统的研究与设计》文中进行了进一步梳理计算机仿真技术应用于军事训练是当前国防领域的一项重要课题。由于现代化武器装备中的科技含量越来越高,使得武器系统装备部队后真正形成战斗力的周期较长,开发与之配套的训练仿真设备不仅可以降低装备的训练损耗,可以对重要的电磁参数保密,而且可以大大提高训练效率,因此具有非常重要的军事意义。 本文通过分析沈阳军区某高炮旅的需求,针对雷达训练仿真器目前的研究状况,建立了相对完整的火控雷达操作手训练仿真系统的基本模型,给出了系统定义、功能描述以及系统结构描述。在此基础上,重点解决了雷达控制台面板仿真的问题。文中首先介绍了在对作为操纵对象的系统控制台面板进行建模仿真时的理论与技术背景,并利用面向对象模型对雷达控制台面板进行分析和建模。随之,根据需求分析的结果,对控制台面板进行组件抽象设计、构建以及装配,也对实现过程中遇到的一些细节性的技术问题进行了探讨并给出了解决方法。此外,对雷达扫描的计算机模拟、运动目标航迹的存储、目标场景的绘制以及其他附属功能模块做了分析与设计,进而从软件上搭建起一套基本的火控雷达操作手训练仿真环境,为实现雷达操作手完整的虚拟训练环境奠定了基础。 在初步搭建起来的仿真训练平台上,雷达操作手可以熟悉部件的位置和使用方法,能够了解设备的工作方式,可以随机抽取运动目标航迹开展雷达基本训练项目,也可以查看目标场景等。

王欢[9]2006年在《分布式高炮武器训练系统仿真平台的研究与实现》文中研究表明随着计算机技术的迅速发展,仿真技术的应用在深度和广度上都达到了很高的水平,在军事领域中,运用仿真技术建立武器系统的仿真平台是近年来的研究热点。本文以实现高炮武器训练系统中的火控系统的实时仿真为基础,运用仿真技术、网络通信技术、虚拟现实技术,设计并构建了一个基于以太网的分布式自行高炮武器模拟训练系统通用数字仿真平台,既可用于模拟训练系统的研究和实现,还可和实际装备集成以组成半物理的仿真系统,进行实际系统的原理性验证实验。本文首先概括地介绍了高炮火控系统的基本组成和功能,同时对在火控仿真过程中的重点和难点问题,例如滤波问题、跟踪线独立问题进行了详细的阐述。然后,分析研究了OpenGL图形函数库,运用基于OpenGL的视景仿真技术开发视景仿真系统。针对模型逼真度与系统仿真实时性之间的矛盾,提出了解决方案,有效提高了目标模型绘制速率,实现了视景系统的实时仿真。同时,根据仿真平台的功能要求,提出了基于以太网的仿真平台的总体结构设计,并对各子系统的实现原理和过程进行了详细的介绍。最后,本文对火控仿真系统的跟踪误差和射击提前量进行分析研究,通过对比分析变化曲线,提出了几点减小误差的解决措施,有效提高了跟踪精度。

宫健[10]2016年在《针对“低慢小”目标的高炮训练系统设计与实现》文中研究指明目前,高炮部队对“低慢小”目标射击存在射击误差大、射击偏差修正量难计算的问题。而且高炮部队平时在营区无法实施实弹射击,指挥员的指挥决策水平很难得到提高。近年来,军事领域的模拟训练系统深入发展,因此可以将高炮射击“低慢小”目标与模拟训练系统有机结合,研发一种针对“低慢小”目标的训练系统,达到提高训练水平的目的。本课题的设计对象是59式57mm高炮和瞄-12型雷达武器系统。文章阐述了59式57mm高炮武器系统的射击原理、大部构件、使用规则。根据传统射击方法难以计算射击偏差修正量的弊端,创新性提出“现在点修正射击法”计算射击偏差修正量,结合相关建模方法,构建“现在点修正射击法”的数学模型。课题根据兵器装备的结构特点,结合高炮、雷达等装备的具体数据和图片信息,利用CorelDraw X5和Photoshop CS5处理模型表面贴图。利用3ds Max 2013的独特功能建立兵器装备叁维模型,在虚拟现实引擎Unity 3D中将该叁维模型导入,让指挥员在虚拟环境中操作兵器装备并能够第一人称漫游,同时实现高炮对“低慢小”目标的模拟射击。本课题的研究设计,使指挥员能够和虚拟战场环境交互,从而不需要实弹演习,只需在训练系统上就能如同在战场上操作,提高了指挥员的训练效益,为后续研究提供了参考经验。

参考文献:

[1]. 虚拟高炮训练仿真系统的设计与实现[D]. 张传富. 国防科学技术大学. 2002

[2]. 操炮手训练效果的算法研究及实现[D]. 姜昕宇. 南京理工大学. 2008

[3]. 分布式防空武器系统仿真平台及关键技术研究[D]. 朱元昌. 南京理工大学. 2004

[4]. 基于虚拟战场环境的高炮训练模拟系统研究[D]. 刘航冶. 解放军信息工程大学. 2007

[5]. 无人机训练仿真系统中面向对象技术的应用[J]. 敦怡, 江涛, 陈自力, 董海瑞. 计算机仿真. 2004

[6]. 高炮训练仿真系统的部分功能设计分析[J]. 张军宝, 张立豹. 新技术新工艺. 2008

[7]. 基于HLA空地对抗视景仿真系统研究[D]. 赵庆陆. 国防科学技术大学. 2004

[8]. 火控雷达操作手训练仿真系统的研究与设计[D]. 杜梅. 沈阳工业大学. 2005

[9]. 分布式高炮武器训练系统仿真平台的研究与实现[D]. 王欢. 北京工业大学. 2006

[10]. 针对“低慢小”目标的高炮训练系统设计与实现[D]. 宫健. 天津大学. 2016

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