基于HLA的直升机吊放声纳搜潜仿真系统

摘要

直升机吊放声纳是海军航空兵实施快速、机动反潜的主要战术装备，它装配在军用直升机上，可以及时、准确地搜索指定海域内的敌方潜艇。在实际使用中，直升机吊放声纳的搜潜范围受水声环境、目标的辐射噪声与回波特性、搜潜装备的性能等多种因素的影响，每一因素的变化都将影响搜潜效果。对直升机吊放声纳搜潜系统进行仿真研究可以为装备的改进和战术的制定提供很大的帮助。本文结合某型直升机吊放声纳搜潜仿真系统研制任务，对声纳信号处理算法及直升机搜潜战术进行了研究。主要的研究内容包括： 1．基于主动声纳信号处理过程提出了声纳信号处理仿真模型，对仿真模型的方位估计精度和实时性能进行了仿真分析。然后，从信号功率的角度，运用声纳方程、运动学方程等建立声纳功能仿真模型，解决了声纳信号处理仿真模型实时性较差的缺点。 2．在分析总结几种常用搜潜战术的基础上，提出了一种较为通用的直升机搜潜战术仿真实现方法。通过使用这种方法，对典型的直升机单机搜潜战术的搜潜效率和搜潜概率进行了仿真实验，确定了适合项目使用的直升机搜潜战术及其搜潜战术的关键参数。 3．研究学习HLA相关知识，给出了一种基于HLA的直升机吊放声纳搜潜仿真系统的框架设计。 4．给出了基于HLA的直升机吊放声纳搜潜仿真系统的直升机吊放声纳邦员仿真软件的静态结构设计和动态行为设计，详细介绍了其内部各个组成部分的功能和工作流程。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1概述

1.2主要问题及研究现状

1.2.1吊放声纳系统建模与仿真基本方法

1.2.2直升机搜潜方式

1.2.3分布交互式仿真技术与HLA

1.3本文内容安排

第二章吊放声纳建模与仿真

2.1声纳信号处理仿真模型

2.1.1阵元接收信号模型

2.1.2波束形成模型

2.1.3比幅法测向

2.1.4仿真实验与分析

2.2声纳功能仿真模型

2.2.1主动声纳方程

2.2.2目标判决方程

2.2.3传播损失TL计算

2.2.4目标距离方位输出

2.2.5仿真实验与分析

2.3本章小结

第三章直升机搜潜方式建模与仿真

3.1航空反潜概述

3.2直升机搜潜战术

3.3搜潜战术仿真实现方法

3.4搜潜效率计算

3.4.1搜潜效率定义

3.4.2搜索效率计算

3.5搜潜概率计算

3.5.1搜潜环境假设

3.5.2蒙特卡洛方法计算搜潜概率

3.5.3搜潜概率计算

3.6搜潜方式的选择

3.7本章小结

第四章基于HLA的直升机吊放声纳搜潜仿真系统设计

4.1项目背景

4.2 HLA概述

4.2.1 HLA规则

4.2.2 HLA接口规范

4.2.3 HLA对象模型模板

4.2.4联邦运行支撑环境RTI

4.3直升机吊放声纳搜潜仿真系统设计

4.3.1直升机吊放声纳搜潜仿真系统工作过程分析

4.3.2直升机吊放声纳搜潜仿真系统模块划分

4.3.3硬件环境

4.3.4系统联邦构成

4.3.5联邦FOM/SOM设计

4.3.6时间管理方式

4.3.7联邦成员的实现

4.4本章小结

第五章直升机吊放声纳邦员软件设计

5.1直升机吊放声纳邦员软件技术要求

5.1.2软件工作流程描述

5.1.3直升机模拟功能要求

5.1.4吊放声纳模拟功能要求

5.1.5人机界面要求

5.1.6数据通讯要求

5.1.7软件开发运行环境

5.2直升机吊放声纳邦员软件静态结构

5.3直升机吊放声纳邦员动态行为

5.4直升机吊放声纳邦员内部元素设计

5.4.1输入接口转换元素(InputInterface)

5.4.2输出接口转换元素(OutputInterface)

5.4.3声纳解算元素(Sxxx)

5.4.4直升机解算元素(Copter)

5.4.5控制元素(CtrlElem)

5.4.6声纳显示元素(SonarShow)

5.4.7直升机显示元素(CopterShow)

5.4.8通讯接口HLAPort

5.5本章小结

第六章仿真运行实例

6.1吊放声纳功能仿真验证

6.2直升机功能仿真验证

6.3本章小结

第七章全文总结

参考文献

硕士在读期间发表的论文

致谢