[发明专利]Windows操作系统环境下的飞行模拟系统

说明书

本发明公开了一种Windows操作系统环境下的飞行模拟系统，包括：组件化节点部分，其用于为飞行模拟器中各节点程序提供统一的管理和注册方式；内存数据库部分，其用于为组件化节点部分内数据提供一种快速索引、查找方式；通信部分，其为内存数据库部分提供统一的读写数据接口，用于为内存数据库部分屏蔽底层通信细节的复杂性，提供统一的抽象，提高飞机模拟系统部署环境的灵活性。本发明解决模拟器节点间数据管理、共享的问题，满足飞行模拟器在各种使用场景下的需求，实现了代码的可重用、可移植。

技术领域

本发明涉及飞行模拟技术领域，更具体地说，本发明涉及一种在Windows操作系统下的飞行模拟系统。

背景技术

随着数字计算机的出现和发展，自20世纪80年代起，数字技术逐渐被应用到飞行模拟器的开发研究中，目前数字式飞行模拟器已成为国内外众多知名飞行模拟器研究机构和生产厂商的主要研究对象。

国外从事飞行模拟器研制的公司主要有：加拿大的CAE公司和Mechtrontix公司，英国的Thales公司、美国的Flight Safety公司和Frasca公司以及法国Thomson公司等。国外众多的大学和科研机构也纷纷开展了高逼真度飞行模拟器的研究工作，著名的有荷兰Delft大学的Simona研究所、荷兰NLR航空实验室和加拿大多伦多大学等，这些研究机构为飞行模拟器提供了从仿真软件体系结构、运动系统设计到模拟座舱设计等多方面具有前瞻性和基础性的研究工作。

与国外相比，我国飞行模拟器的研究工作起步较晚，研究技术尚不成熟。仅有极少数公司能够从事飞行模拟器的研制工作，如北京航空模拟器公司和北京蓝天航空模拟器公司等。1993年北京航空模拟器公司联合北京航空航天大学研制成功的运七-100飞机飞行模拟器，它是国内首台采用数字计算机技术研制而成的飞行模拟器，其性能已达到了国外80年代末先进水平，对国内飞行模拟器的发展具有里程碑意义。2003年北京蓝天航空模拟器公司研制成功的新舟-60飞机飞行模拟器，它是国内首台获得民航总局C级认证的飞行模拟器，代表了国产飞行模拟器的最高水平。新舟-60飞行模拟器的主仿真计算机系统是基于VME总线的X86单板计算机构建出的并行多处理器，采用共享内存机制、Vxworks嵌入式实时操作系统和信号灯机制等完成了对并行执行仿真任务的时钟控制、数据流控制和接口控制。同时它还具备完善的航电设备模拟系统，视景系统和运动系统等。对飞行模拟器开展研究的国内大学和科研机构主要有北京航空航天大学、西北工业大学、哈尔滨工业大学、空军军训器材研究所和空军哈尔滨仿真技术研究所等，其中比较有代表性的飞行模拟器是空军哈尔滨仿真技术研究所研制成功的Y12-M飞机飞行模拟器和伊尔-76飞机飞行模拟器。

传统的飞行模拟器依赖单个计算机对模拟系统中节点进行调度和运算，而单机性能难以大幅提高，因此传统基于单机的飞行模拟系统性能受限于单机性能。同时单机的系统故障会导致整个整个模拟系统的运行异常，因此基于单机的飞行模拟系统健壮性较差。

现有基于分布式的飞行模拟器通常节点间通信采用对整块共享内存进行分段存储的方式，每个节点的内存块映射到整个共享内存中的一段，没有对数据进行有效管理，存在数据索引困难、查找速度慢的问题。此外现有飞行模拟器分布式通信主要依赖GE公司的VMIC反射内存卡，GE公司反射内存卡在Windows操作系统下不开放源代码，因此存在安全性上的问题。若需要搭建基于VMIC反射内存卡的星形网络，还需搭配专用交换机，组网成本较高。另外分布式程序开发与调试较单机困难。现有飞行模拟器各节点模型无统一的抽象模型，造成了代码冗余、不规范的问题，不利于软件开发和后期维护。

发明内容

本发明的一个目的是解决上述至少一个问题或缺陷，并提供后面将说明的至少一个优点。