[发明专利]一种合成环境模拟平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成环境模拟平台。

背景技术

虚拟试验验证过程与试验环境有着密切的关系，试验环境会对整个试验过 程和结果产生重要影响，特别是在多系统综合试验条件下，多个系统和多种试 验环境的相互作用更加明显。在虚拟试验过程中，需要通过对环境进行通用、 准确、全面、权威的模型描述和相应的表示，并以此为基础构建标准的合成环 境数据库，从而实现试验对象和试验环境相互耦合。合成环境涉及的对象，包 括自然环境(大气、地形、电磁和红外)和试验对象的各类实体，需要综合考 虑试验验证应用对环境数据的交互性以及实时性的不同要求。试验对象和试验 环境的耦合方式种类繁多，往往需要读取大量环境数据，并根据环境数据进行 大量计算，甚至产生大量新的环境数据，这对虚拟试验的实时性保障提出了挑 战。以往的合成环境数据库不是部署在专用平台上，浮点运算能力、网络带宽 并不充裕，只能够满足非实时仿真等需求。即使将合成环境数据库部署为内存 数据库，往往也只能满足本机的实时海量数据访问，难以实现网络化虚拟试验 过程的实时海量数据访问需求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：针对现有技术的不足，提供了一种合成环境模 拟平台，从而实现了虚拟试验对象与合成环境模型相互作用的计算。

本发明的技术解决方案是：

一种合成环境模拟平台，用于在虚拟试验过程中为虚拟试验对象提供环境 数据，包括：基础环境数据库、场景想定环境数据库、运行环境数据库、场景 想定数据生成模块、运行环境数据生成模块、环境耦合模块，

所述基础环境数据库，包含标准化的环境数据信息，并与场景想定数据库 生成模块相连；

所述场景想定数据生成模块，用于在虚拟试验过程的开始阶段，根据虚拟 试验想定读取基础环境数据库中与虚拟试验对象的运行有关的环境数据信息， 并对将读取的环境数据信息输出到场景想定数据库，所述虚拟试验想定描述虚 拟实验过程中虚拟试验对象的部署方式、部署位置、运行时序、运动轨迹、活 动范围和运行方案的设计；

运行环境数据生成模块，使用BerkleyDB或ExtremeDB软件将场景想定数 据库的中用于进行环境耦合的场景想定数据读出，将读出的场景想定数据作为 运行环境数据组成运行环境数据库并存储于内存中；

所述环境耦合模块，对运行环境数据库中的运行环境数据进行调用，根据 虚拟实验对象对运行环境数据进行计算，将获得的交互结果输出到虚拟实验对 象。

所述基础环境数据库，根据虚拟实验过程中环境数据的需求选取环境数据 信息，并存储于硬盘驱动器中，所述环境数据信息包括标准化的地形信息、大 气信息、水文信息、地磁信息、RCS信息、红外特性信息、道路拓扑信息、重 力场信息；

存储有基础环境数据库的硬盘驱动器在虚拟试验开始前加载到所述合成环 境模拟平台上，并于虚拟试验结束后从所述合成环境模拟平台上卸载。

所述运行环境数据生成模块，将提取出的场景想定数据进行分类，并按照 类型将场景想定数据封装为类，存储于运行环境数据库中。

所述环境耦合模块集包括：受力计算模块、传输计算模块、成像计算模块 和单点查询模块。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

采用本发明可以将虚拟试验对象和合成环境模型之间的海量环境数据交互 在合成环境模拟平台上完成，交互结果输出给虚拟试验对象，解决了合成环境 模型与虚拟试验对象之间交互过程中，数据交换量大、计算量大，难以保证实 时性的问题。合成环境模拟平台的操作系统(linux或windows)、场景想定环 境数据库、运行环境数据库安装在随机易失存储介质上，解决了环境数据保密 问题。更加具体的优点表现如下：

(1)本发明将环境耦合计算和基础环境数据库部署到同一个合成环境模拟 平台之上，消除了环境耦合计算中，虚拟试验对象对环境数据海量读写对虚拟 试验网络造成的压力。

(2)本发明利用环境耦合模块对运行环境数据进行运算，如在实施例中， 利用GPU作为环境耦合模块并分别实现受力计算、传输计算和成像计算，从而 解决了环境耦合海量计算和虚拟试验实时性的矛盾。