基于hla航天测控训练仿真系统探究

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1、基于HLA航天测控训练仿真系统探究　　摘要：为了提高仿真系统的可重用性，提出采用HLA作为仿真体系框架，利用HLA把航天测控训练仿真系统设计为一个联邦，分析其系统组成并按功能划分为若干联邦成员，以便进行分布式仿真。阐述了基于HLA的航天测控训练仿真系统联邦的设计方法和思路，深入探讨了联邦成员的划分及对象模型的设计，并给出了仿真流程与三维显示的实现过程。关键词关键词：航天测控；HLA；仿真系统中图分类号：TP301文献标识码：A文章编号：16727800（2014）0020029030引言高层体系结构HLA（HighLevelArchitecture）的显著特点是通过运行

2、支撑环境RTI（RunTimeInfrastructure）提供通用的、相对独立的支撑服务环境，将仿真应用层同底层支撑环境功能分离开，将具体的仿真功能实现、仿真运行管理和底层传输三者分离，隐蔽了各自的实现细节，从而使各个部分可以相对独立地开发，支持各种同构或异构仿真应用之间的互操作，支持仿真系统的可扩展性[1]。HLA日益成为当前仿真技术发展的主流，被美国国防部确定为军用仿真标准，被IEEE定为国际分布仿真通用标准。6随着航天事业的蓬勃发展，航天测控领域需要根据不同的需求和目的实现测控设备的资源重组，利用HLA仿真技术实现航天测控系统的模拟训练和仿真演练，具有安全、经济

3、、可重复、无风险、不受特定任务限制的特点，既能进行常规操作训练，又能进行任务状态下的培训，可以提升学员对各种异常情况的应变处理能力。航天测控训练仿真系统具有良好的可扩展性，方便用户根据需求对系统进行改造升级。1系统建模1.1系统组成在HLA中，为实现某种特定的仿真目的而组织到一起，并且能够彼此进行交互作用的仿真系统、支撑软件和联邦对象模型构成了一个联邦，所有参与到一个联邦中的应用系统被称为联邦成员。HLA规定了联邦和邦员必须遵循的规则，各邦员之间通过运行支撑环境（RTI）实现信息交互[2]。训练仿真系统采用HLA体系结构。确定联邦成员，将联邦功能合理分配到联邦成员，合理

4、设计联邦对象模型和邦员的仿真对象模型，是模拟仿真训练系统实现的关键，也是使联邦及其邦员具备与其它仿真系统进行互操作的能力，并能够在其它仿真系统中得以重用的关键。6通过对航天测控训练仿真系统需求进行分析，将航天测控训练仿真系统设计为一个联邦，由系统监控邦员、动态模拟邦员、训练考核控制邦员、任务场景邦员、视景显示邦员、训练考核评定邦员构成。①系统监控邦员提供系统操作的人机界面，完成全系统的运行管理任务；②在航天测控训练仿真系统中，没有分机硬件设备，由动态模拟邦员仿真硬件设备的各种状态，对实战任务和各种联试状态下的目标特性、系统状态、测量信息、遥测信息、数传信息等进行动态模拟

5、仿真；③训练考核控制邦员完成用户权限控制、训练考核控制、训练科目管理、任务场景管理、训练考核结果管理、操作辅助提示、目标库管理、辅助提示操作管理等任务；④任务场景仿真邦员完成对任务场景中指定时段内目标飞行器的弹道数据、塔标数据的仿真任务；⑤视景显示邦员完成任务场景三维显示任务；⑥训练考核评定邦员根据选择的训练科目、考核评定设置信息、学员操作信息、系统状态信息等完成对训练操作的考核评定任务，形成考核成绩报告。1.2FOM/SOM设计对象模型模板OMT（ObjectModelTemplate）是HLA标准的重要组成部分，用来描述HLA对象模型的结构框架[5]。HLA通过OM

6、T定义了两类系统：一类是用来描述联邦中的各个联邦成员，即创建单个的HLA仿真对象模型SOM（SimulationObjectModel），建立SOM的目标在于使它成为一个通用的、独立于具体的联邦应用模型；另一类是用来描述一个联邦中相互之间存在的信息交换特性的那些联邦成员，即创建HLA的联邦对象模型FOM（FederationObject6Model），建立FOM的目的就是借助OMT提供的标准化记录格式，对一个特定的联邦中各联邦成员之间需交换的数据特性进行描述，以便各联邦成员在联邦的运行中正确、充分地利用这些数据进行互操作[3]（在HLA中，互操作定义为：一个成员向其它成

7、员提供服务和接受其它成员的服务）。FOM/SOM是一种建模的技术和方法，它便于模型的建立、修改、生成与管理，便于对已开发的仿真资源进行再利用，使建模过程走向标准化[4]。具体而言，FOM定义了一个联邦内成员间所有用于交换的数据的详细说明，如公共的对象类及其属性、交互类及其关联的参数等信息；仿真对象模型SOM定义了每个邦员提供给联邦的自身能力的详细说明。对象类和交互类的设计实际是确定各个联邦成员之间的数据流和控制流。各个联邦成员通过发布其它联邦成员感兴趣的对象类和交互类，订购自己所需要的对象类和交互类，实现联邦成员之间信息交换和互操作。1.