[发明专利]空天地一体化的大数据战场环境半实物仿真系统

说明书

本发明公开了一种空天地一体化的大数据战场环境半实物仿真系统，包括虚拟战场仿真系统、半实物仿真系统和桥接组件，采用联邦方式，虚拟战场仿真系统、半实物仿真系统的子系统作为联邦成员，通过RTI请求服务加入联邦，桥接组件采用代理联邦成员，半实物仿真系统中增加光纤反射内存网，光纤反射内存网上设置有数据节点，代理联邦成员接入所述数据节点，并通过RTI接入虚拟战场仿真系统。本发明将虚拟仿真网络与半实物仿真真实网络有效连接在一起，构建了一套综合仿真系统，运行于真实设备上的真实应用可以实时参与到虚拟网络中，通过接入真实网络和真实节点，提高了虚拟仿真的保真度。

技术领域

本发明涉及综合仿真系统技术领域，具体的说，是一种空天地一体化的大数据战场环境半实物仿真系统。

背景技术

现代战场仿真对象、领域不断延伸、精细化层次要求不断提高，传统开发方法已经无法满足大规模虚拟战场环境系统复杂程度和开发效率的客观需求。随着虚拟现实技术、半实物仿真技术和地理信息系统的快速发展，一种可测量、可体验、多维度、大场景、充分考虑逼真情景的虚拟战场环境半实物仿真系统研制已成为可能。它能够用于武器系统性能验证和作战方案推演，同时可联合半实物交互设备改进系统给人临场感觉，促进训练、试验的不断提高，推动军事作战、训练模拟在概念和方法上的飞跃。目前存在的仿真系统和方案，均存在不同的局限性，没有形成高集成度的综合仿真系统。国内针对虚拟战场仿真已有一定基础，取得了不小的成绩，但是立足半实物仿真系统，组建更高集成度综合仿真系统的方法很少，特别是针对异构系统集成没有给出很好的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空天地一体化的大数据战场环境半实物仿真系统，用于解决现有仿真系统单一、扩展不强、不能满足大场景、大规模空天地战场环境的需求的问题。

本发明通过下述技术方案解决上述问题：

一种空天地一体化的大数据战场环境半实物仿真系统，包括综合仿真系统，所述综合仿真系统包括虚拟战场仿真系统、半实物仿真系统和桥接组件，所述综合仿真系统采用联邦方式，所述虚拟战场仿真系统、半实物仿真系统的子系统作为联邦成员，通过RTI请求服务加入联邦，所述RTI用于通过以太网与所述虚拟战场仿真系统、半实物仿真系统的子系统进行信息交换，所述桥接组件采用代理联邦成员，所述半实物仿真系统中增加光纤反射内存网，所述光纤反射内存网上设置有数据节点，代理联邦成员接入所述数据节点，并通过RTI接入虚拟战场仿真系统。

采用高层体系结构(High Level Architecture，HLA)技术进行异构集成，组建成分布式仿真网络。它由虚拟战场仿真系统和半实物仿真系统两大部分组成，将整个综合仿真系统作为一个联邦，半实物仿真系统和虚拟战场仿真系统的子系统作为联邦成员。联邦成员通过运行支撑环境RTI(Run Time Infrastructure)请求服务加入联邦，RTI作为各个联邦成员子系统的程序实时接口，通过以太网与其他各个子系统进行信息交换。联邦成员加入联邦后生成各自的对象实例，由RTI实现对整个仿真系统的联邦管理、声明管理、对象管理、所有权管理、时间管理和数据分发管理，达到综合仿真的效果。各个联邦成员都是独立的系统，可以随时加入或从联邦中删除。为了实现半实物仿真系统与虚拟战场仿真系统的实时性和互操作性，增加了一个桥接组件。为了节约成本、尽量少的改动和编制应用程序，采用了代理联邦成员的方法。在半实物仿真网络中增加一个光纤反射节点，用于获取半实物系统中的所有数据，称此光纤网络节点为数据节点。代理联邦成员仿真机接入实时反射内存网的数据节点，同时通过网口接入虚拟战场仿真系统的以太网。代理联邦成员通过数据节点获取半实物仿真中的位置、速度、姿态等信息，通过网口调用RTI服务公布半实物运动信息到虚拟战场仿真系统中，其他联邦成员通过RTI获取到这些信息；同时代理联邦成员通过RTI服务订购虚拟战场仿真系统中各子系统的外部信息，通过光纤发送到实时反射内存网的数据节点上，供半实物仿真系统调用。

进一步地，所述虚拟战场仿真系统的子系统包括指挥控制系统、空天地战场环境系统、目标仿真系统、作战对象仿真系统、记录与评估系统、大数据大场景组织绘制系统和态势显示与可视化系统，其中：