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基于JMASE的地空导弹联合建模与仿真

系统仿真学报 2007年第6期19卷 1189-1195页

作者：张卫华孙世霞李革黄柯棣国防科技大学机电工程与自动化学院长沙410073 陆军航空兵学院机载设备系仪表教研室北京101234

以六自由度地空导弹拦截仿真为背景,阐述联合建模与仿真环境(JMASE)的基本概念和功能描述,介绍基于JMASE-SIMULINK的工程级与交战级一体化联合建模与仿真方法,给出某地空导弹全系统模型及交战仿真结果。仿真实践表明:通过将SIMULINK模... 详细信息

以六自由度地空导弹拦截仿真为背景,阐述联合建模与仿真环境(JMASE)的基本概念和功能描述,介绍基于JMASE-SIMULINK的工程级与交战级一体化联合建模与仿真方法,给出某地空导弹全系统模型及交战仿真结果。仿真实践表明:通过将SIMULINK模型自动转换为JMASE兼容的C++模型组件,并在JMASE环境下组装、配置和运行,则获得SIMULINK工程级武器系统建模能力的同时,也获得JMASE提供的具有一致时空及环境效应描述的交战级仿真能力,既提高了建模与仿真的效率,又促进了模型重用和互操作,是实现工程级与交战级联合建模与仿真的有效方法。

关键词：工程级与交战级仿真联合建模与仿真环境地空导弹面向对象

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基于KD-JMASE的信号级雷达系统仿真

计算机仿真 2011年第9期28卷 18-21页

作者：栾磊王全民李革国防科学技术大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073

目前的雷达仿真系统,建模方法与接口标准不统一,模型重用性和互操作性差,这是雷达仿真领域的重点之一,也是难点。针对上述问题,利用联合建模与仿真环境(KD-JMASE)建模与仿真的良好的重用性和互操作性,并结合雷达信号处理的相关理论,分... 详细信息

目前的雷达仿真系统,建模方法与接口标准不统一,模型重用性和互操作性差,这是雷达仿真领域的重点之一,也是难点。针对上述问题,利用联合建模与仿真环境(KD-JMASE)建模与仿真的良好的重用性和互操作性,并结合雷达信号处理的相关理论,分析雷达系统各个模块间的信号过程,设计与实现了信号级雷达系统的模块化模型,并通过建立目标的运动模型,在信号层面上实现了对空警戒雷达完整工作过程的仿真,仿真结果表明:用KD-JMASE所建立的系统能够真实反映雷达的信号过程及特性,精度符合要求,且所建立的模块化模型具有良好的重用性与互操作性,非常便于模型后期的修改,替换与扩展,不但满足不同环境下的仿真要求,还能大大提高建模与仿真的效率。

关键词：联合建模与仿真环境信号级雷达系统重用于与互操作性

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联合仿真试验引擎事件调度服务研究与实现

联合仿真试验引擎事件调度服务研究与实现

作者：张翔国防科技大学

学位级别：硕士

现代战争联合作战趋势的不断深入发展,单武器系统的测试和仿真结果无法全面地表达在现实中多武器系统协同条件下的作战效能。论文在多层次、多粒度、跨域防空导弹多武器系统联合仿真支撑环境的课题背景下,研究和设计了具有一定通用性的... 详细信息

现代战争联合作战趋势的不断深入发展,单武器系统的测试和仿真结果无法全面地表达在现实中多武器系统协同条件下的作战效能。论文在多层次、多粒度、跨域防空导弹多武器系统联合仿真支撑环境的课题背景下,研究和设计了具有一定通用性的联合仿真试验引擎体系结构框架,并分别对仿真引擎的事件调度服务、时间同步管理和基于DDS的数据通信的实现方案进行研究。为解决联合仿真试验环境中离散事件仿真系统和半实物或实装实时仿真系统之间的事件调度问题,研究联合仿真试验引擎的事件调度算法,并设计和实现了支持事件实时调度的实时离散事件仿真引擎。论文重点围绕仿真引擎中的事件实时调度服务功能,提出了基于帧的实时离散事件同步算法,在联合建模与仿真环境（JMASE）离散事件仿真引擎的基础上增加实时事件调度服务功能模块,使仿真引擎能够以超实时或者实时这两种模式运行。为提升仿真效率和性能,在仿真引擎中实现了基于POSIX的事件多线程调度服务,并在事件优先级队列的基础上研究实现负载均衡算法,提高CPU使用率以及仿真执行效率,缩短总的仿真执行时间。最后通过实验对仿真引擎事件调度的功能检验:在超实时离散事件调度实验中,事件优先级调度能很好地根据优先级处理事件,多线程调度能够明显提高仿真的运行效率,负载均衡算法能够减少仿真时长,提高CPU的利用率;在实时离散事件调度实验中,仿真引擎在实时事件调度模式下正确执行事件的调度,帧溢出值满足实时调度的要求。论文研究成果为异构仿真系统加入联合仿真试验支撑环境的理论基础具有一定推动作用,在联合仿真试验引擎事件调度服务以及武器装备系统的联合仿真试验提供一定的参考和借鉴意义。

关键词：联合仿真试验仿真引擎事件调度多线程联合建模与仿真环境负载均衡

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光电/红外环境仿真系统研究

光电/红外环境仿真系统研究

作者：梁书忠国防科学技术大学

学位级别：硕士

光电／红外环境是指战场状态下各种目标对象所处的光电／红外辐射环境，包括太阳辐射、目标自身辐射以及其它背景辐射。对于红外系统而言，其性能指标主要取决于目标本身的红外辐射特征和周围复杂环境的红外辐射特征以及它们之间的对比... 详细信息

光电／红外环境是指战场状态下各种目标对象所处的光电／红外辐射环境，包括太阳辐射、目标自身辐射以及其它背景辐射。对于红外系统而言，其性能指标主要取决于目标本身的红外辐射特征和周围复杂环境的红外辐射特征以及它们之间的对比度，而这些因素又会受到地理位置、气象条件和季节以及一天中的具体时间的影响。利用计算机对光电红外武器系统进行仿真，不仅可用于系统的设计、分析、训练、测试和评估，而且具有方便、安全、低耗等优点，在科研和生产中都具有重要作用和意义。联合建模与仿真环境(Joint Modeling and Simulation Environment，JMASE)是一个建模与仿真支撑环境，它提供了灵活易用而且功能强大的工具集以及一系列的公共服务方便模型的开发，极大地促进了模型与仿真的重用以及互操作。本课题在JMASE的基础上，根据当前红外仿真系统的需求，开发了一套用以仿真红外辐射环境效应的通用模型，并且还实现了与JMASE的集成。论文研究了国内外红外仿真技术发展情况以及红外辐射和红外系统的基本理论知识，并且从JMASE的特点和功能出发，对光电／红外环境仿真系统原理进行了研究，根据当前红外仿真系统的实际需求提出了系统的设计目标和设计方案，利用组件式建模方法开发了一套能够用于计算红外辐射大气传输效应的通用模型以及方便用户对目标和传感器建模的统一框架。在课题研究过程中，重点解决了目标、传感器、环境三大模块及它们之间的接口的设计以及目标和背景红外辐射大气传输效应的计算等问题，并且实现了对仿真场景的红外成像显示。论文还通过一个仿真实例演示了光电／红外环境仿真系统中各仿真模型的开发过程，并且通过对仿真结果的分析，对系统性能进行了验证。

关键词：红外辐射联合建模与仿真环境环境仿真模型

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地面射频效应建模与仿真研究

地面射频效应建模与仿真研究

作者：王全民国防科学技术大学

学位级别：硕士

射频环境仿真是雷达电子战仿真系统的重要组成部分,而射频环境效应仿真是射频环境仿真的主要内容之一。射频环境效应可以分为由地面产生的效应、由大气产生的效应以及气象效应。论文主要研究地面环境对射频信号传播的影响,包括三个方面... 详细信息

射频环境仿真是雷达电子战仿真系统的重要组成部分,而射频环境效应仿真是射频环境仿真的主要内容之一。射频环境效应可以分为由地面产生的效应、由大气产生的效应以及气象效应。论文主要研究地面环境对射频信号传播的影响,包括三个方面的内容:地杂波效应、多路径效应和衍射效应。地杂波是由地面散射引起的对目标探测无用的信号;多路径是由电磁波在地面反射所引起的干涉;衍射则是电波绕射传播到遮蔽区的现象。论文分析了杂波的产生机理和杂波的建模方法,重点分析了杂波统计模型的建模方法,分析了林肯实验室的杂波数据和地面类型的划分方法,阐述了地面单元的划分和遮蔽区的计算方法,阐述了使用ZMNL方法产生杂波序列的方法,并提出了一种工程上可实现的杂波建模与仿真方法。研究了多路径和衍射的产生机理,分析了不同地面时路径差的计算方法,分析了地面反射系数的计算方法以及衍射区和过渡区方向图传播因子的计算过程,最后阐述了过渡区的判断方法。最后给出了这两种效应模型的实现。论文还详述了射频环境仿真模型(射频环境类)的设计和实现,射频环境仿真模型是建立在JMASE平台的基础上的为支持完整的雷达电子战系统的仿真而设计的。射频环境设计和实现采用面向对象的方法,具有模块化、接口简单、可扩展性、易于效应模型的添加和替换等特点。杂波模型和多路径、衍射模型作为两个子模型封装在射频环境模型中。最后建立了几个典型的仿真剧情,运行仿真并分析了仿真结果,验证了仿真模型的正确性。

关键词：射频环境射频效应杂波多路径衍射仿真联合建模与仿真环境

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JMASE在分布实时仿真系统中的应用研究

JMASE在分布实时仿真系统中的应用研究

作者：许怀阳国防科学技术大学

学位级别：硕士

分布实时仿真是当前实时仿真领域的研究热点，主要用于平台级系统(如飞机、导弹、潜艇等武器系统)的人在回路和/或硬件在回路的实时仿真。它可以大大增加实时仿真系统中计算机的数目，并提高实时仿真系统解决更复杂问题的能力。KDRTSS... 详细信息

分布实时仿真是当前实时仿真领域的研究热点，主要用于平台级系统(如飞机、导弹、潜艇等武器系统)的人在回路和/或硬件在回路的实时仿真。它可以大大增加实时仿真系统中计算机的数目，并提高实时仿真系统解决更复杂问题的能力。KDRTSS是国防科技大学军用仿真实验室开发的分布实时仿真系统，它采用反射内存作为实时网络，使用数据库存储并管理仿真模型、仿真试验配置及仿真结果，具有“集中管理，分布运行”等优点。 JMASE(Joint Modeling and Simulation Environment，联合建模与仿真环境)是国防科技大学军用仿真实验室开发的基于面向对象技术的建模与仿真支撑环境，主要用于构建分析和测试领域所需的工程级和交战级的数字系统模型和仿真系统。JMASE提供了一系列标准、服务和工具集，方便了模型的开发与重用。将JMASE作为一个仿真节点加入分布实时仿真系统，可以将二者的优点结合起来，对于实时系统仿真具有重要意义。论文以KDRTSS为平台，研究如何将JMASE作为一个仿真节点应用到分布实时仿真系统中。在深入分析JMASE及KDRTSS的体系结构、调度策略及工作流程的基础上，论文提出了JMASE节点工作流程设计方案，研究如何改造JMASE工作流程以使其与KDRTSS保持一致。基于该方案，确定了JMASE节点程序概要设计方案，即在JMASE节点运行两个程序，节点管理程序及JMASE仿真应用程序，论文对两个程序进行了概要设计。论文重点研究了两个关键技术：第一是JMASE节点调度技术与策略，它研究JMASE节点如何在保证自身离散事件调度的前提下，接受KDRTSS的统一调度。第二是JMASE节点与其它节点间的数据同步技术，这个技术的核心思想是固定演员更新周期以保证数据同步。针对以上方案及关键技术，论文给出了设计与实现细节，并设计了一个测试仿真实例用于验证以上工作。仿真测试结果证明了系统设计及实现是正确、有效的。

关键词：联合建模与仿真环境分布实时仿真离散事件系统仿真反射内存

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KD-JMASE在分布式仿真中的应用研究

KD-JMASE在分布式仿真中的应用研究

作者：栾磊国防科学技术大学

学位级别：硕士

联合建模与仿真环境(Joint Modeling and Simulation Environment, KD-JMASE)是基于面向对象技术的建模与仿真支撑环境,主要用于构建分析和测试领域所需的工程级和交战级的数字系统仿真模型和仿真系统,对武器装备进行复杂电磁环境下的... 详细信息

联合建模与仿真环境(Joint Modeling and Simulation Environment, KD-JMASE)是基于面向对象技术的建模与仿真支撑环境,主要用于构建分析和测试领域所需的工程级和交战级的数字系统仿真模型和仿真系统,对武器装备进行复杂电磁环境下的试验与评估。分布式仿真是仿真研究的重点与热点,广泛用于武器装备的半实物仿真与数学仿真。反舰导弹干扰对抗信号级数学仿真是一类复杂的仿真系统,单台计算机处理能力有限,无法满足复杂的仿真要求。因此论文选择使用分布式仿真方法,将KD-JMASE作为独立的仿真节点加入到分布式仿真系统中,利用KD-JMASE的优势能将武器装备置于作战条件下进行仿真试验与评估。论文在深入分析KD-JMASE的体系结构、工作流程的基础上,为KD-JMASE节点接入分布式仿真进行了工作流程改造,并对KD-JMASE节点进行了设计,包括光纤网读写模块、KD-JMASE平台控制管理模块与演员配置文件与剧情文件生成模块。论文设计并实现了反舰导弹干扰对抗信号级数学仿真系统,包括导弹演员、导引头演员、舰船演员、环境演员与干扰演员。并以该系统为实例,验证KD-JMASE接入分布式仿真系统的设计是否满足要求。此外为提高仿真效率,对环境演员进行了多线程并行化改造。仿真结果表明系统及模型(演员)设计实现是正确、有效的。

关键词：联合建模与仿真环境分布式仿真电子对抗试验与评估

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基于JMASE的雷达系统建模与仿真

火控雷达技术 2006年第2期35卷 90-95页

作者：张卫华王全民李革黄柯棣国防科技大学长沙410073

联合建模与仿真环境(JMA SE)是一个面向武器系统开发、测试与评估领域的建模与仿真支撑环境。JMA SE通过定义一系列标准、服务和模型接口以及面向对象的设计方法,极大地促进了不同领域仿真模型的可重用性和互操作性,并提供一组功能强大... 详细信息

联合建模与仿真环境(JMA SE)是一个面向武器系统开发、测试与评估领域的建模与仿真支撑环境。JMA SE通过定义一系列标准、服务和模型接口以及面向对象的设计方法,极大地促进了不同领域仿真模型的可重用性和互操作性,并提供一组功能强大的工具借以帮助用户实现模型开发与分析过程的标准化。首先介绍JMA SE的设计思想和体系结构,然后讨论雷达系统仿真的基本原理及其仿真架构,最后给出一个地面简单脉冲搜索雷达仿真实例及其仿真结果。

关键词：联合建模与仿真环境 JMASE 雷达系统仿真

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仿真空间服务原理与实现

计算机仿真 2007年第3期24卷 1-5,38页

作者：张卫华王春财黄柯棣国防科技大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073

随着现代仿真技术领域的不断扩展和先进分布式仿真技术的兴起,仿真系统的规模和复杂性与日俱增。面向过程的建模与仿真方法,由于实体、过程和环境之间的相互耦合,已无法满足像电子战这种实体众多、时空交互关系错综复杂的大型系统仿真... 详细信息

随着现代仿真技术领域的不断扩展和先进分布式仿真技术的兴起,仿真系统的规模和复杂性与日俱增。面向过程的建模与仿真方法,由于实体、过程和环境之间的相互耦合,已无法满足像电子战这种实体众多、时空交互关系错综复杂的大型系统仿真的需求。面向对象建模与仿真以公共仿真服务的形式为所有仿真对象提供统一的时间、空间描述和一致的自然环境效应,是实现交战级仿真的有效途径。仿真空间服务是空间一致性在仿真中的实现,负责维护和管理仿真中所有空间对象的运动状态和对象之间的空间关系。文中介绍空间服务的基本原理、数学描述及工程实现,最后给出一个基于空间服务的“飞行表演”仿真实例。

关键词：公共仿真服务空间服务建模与仿真体系结构联合建模与仿真环境