基于HLA的低空虚拟战场视景仿真系统.pdf

282 2003 全国系统仿真学术年会
基于 HLA 的低空虚拟战场视景仿真系统


薛锋,欧阳中辉,谢晓方
(海军航空工程学院军械工程系,山东烟台,264001)


摘要该文首先介绍了基于 HLA 的分布式低空虚拟战场的基本结构,接下来阐述了大面
积地形生成的实时调度、细节层次以及纹理映射技术,然后针对低空虚拟战场视景仿真的特
点提出了几种仿真方法。最后,利用 VC++编程和 Vega API 函数驱动完成了低空虚拟战场视
景的仿真,分析了系统的实时性能。

随着精确制导武器和无人机飞行控制技术的飞速发展,低空、超低空突防正在成为
降低敌方发现概率、提高飞行器生存能力的主要手段之一。在基于低空突防技术的低空
虚拟战场仿真论证过程中,三维实时的可视化仿真正在成为低空突防仿真系统重要的组
成部分。低空虚拟战场可以为低空飞行对抗提供直观、安全、有效的仿真环境。
1 基于 HLA 的分布式系统结构
本系统将整个虚拟战场的视景仿真分为两个联邦(Federation),即双方飞行编队对
抗联邦和战场环境联邦,每一联邦负责管理各自所辖的若干相互作用的联邦成员,而运
行支撑环境 RTI 将各联邦成员连接在一起,管理各邦元的运行,构成一个开放的分布式
低空虚拟战场视景仿真系统。
双方飞行联邦
飞行联邦的红方成员包括:我方机群飞行邦元、飞行控制邦元和动态航路规划邦元。
我方机群飞行邦元控制飞行煸队的队形,决定作战的协同规划、攻击规划以及生存规划
策略。飞行控制邦元负责选择我方编队的飞行控制方式,接收动态航路规划邦元的地理
信息,或外部输入设备的状态信息,为编队在视景程序的每一帧的飞行位置提供定位坐
标。
飞行联邦的兰方成员包括:敌方机群邦元和地对空威胁目标邦元。敌方机群邦元使
用人工智能(AI)技术进行自治运动,并根据红方飞行邦元的状态进行机动对抗。地对
空威胁目标邦元则根据其威胁范围(火力范围),影响红方动态航路规划的运算结果。
战场环境联邦
动态地形地貌联邦成员包括:地形邦元,天气邦元以及静态地面特征邦元。地形邦
元负责地形场景模型的管理,将当前视野内的相关地形场景模型加载入内存,无关模型
从内存中卸载;天气邦元主要用于管理各种气象云的模型,负责整个虚拟战场内的天气
系统的实时生成,并演示天气变化过程;静态地面特征邦元则根据地形邦元的位置,实
DIS/HLA/SBA 及集成仿真环境 283
时生成各种类型的静态地面特征,例如道路、桥梁以及战略目标等。
RTI 运行支撑环境
RTI 用于说明低空虚拟战场联邦间信息的交互的问题。“RTI 犹如软总线”将各联邦
成员一起构成一个开放的分布式低空虚拟战场仿真系统,使整个系统具有扩充性[1]。它
的接口规范,用以实现各联邦及联邦成员之间高效的信息交换,并为低空虚拟战场开发
提供仿真管理功能,同时向下提供网络接口,屏蔽了网络通信的复杂性,本系统使用
MAK 提供的免费 RTI,仿真整个低空虚拟战场攻防对抗的过程。


图 1 系统结构图
2 大面积地形的生成技术和实时调度技术
对于基于大面积地形的低空虚拟战场,减少实时系统加载的多边形数,平衡视景系
统实时性