复杂电磁环境仿真软件中混合场景计算模块研究与实现

发布时间：2020-05-18 22:31

【摘要】：随着科学技术的迅速发展,电子信息化武器装备的使用比例日渐增高,这些武器装备相互影响,战场电磁环境变得愈加复杂。随着电磁环境仿真技术的迅速发展,仿真模拟环境正逐渐由山地转向城市,由室外环境转向室内,传统复杂电磁环境仿真软件已不能满足城市战场电磁环境的仿真要求。围绕该问题,本文设计和开发了一种基于地形的混合场景电磁环境仿真系统。该系统使用了考虑具有建筑物的射线追踪算法,基于射线追踪算法中各辐射源追踪的独立性,采用并行系统解决了算法的耗时性。运用MFC、OSG、Unity3D等计算机技术,将城市战场环境作为研究目标,设计并实现了混合场景仿真系统。论文的主要研究工作如下:1.对射线追踪算法、电波传播机制和主流的DEM数据格式等系统所需的相关知识进行了介绍。介绍了系统的整体架构与设计,建筑物模块开发中的方案选择,以及系统关键模块主要功能与操作。2.为了兼顾地形的真实性和计算的效率性,提出了 DEM文件格式的转换算法。3.鉴于建筑物墙体材料的不同,设计实现了材料选择窗口,使之提供大量常见材料供用户选择,并且使用户根据个人要求可添加自定义材料。4.研究了电磁波与不同材料建筑物墙体相交时的情况,包括全反射,全折射等。5.研究了将建筑物墙体三角化,使之与地形三角面信息相兼容的方法,并很好地解决了建筑物与地形相交的问题。
【图文】：

架构图,架构,代码

３．１系统整体设计逡逑３．１．１系统设计架构逡逑为了搭建一套能够长期稳定运行的系统，需要遵守一定的原则。设计得再好逡逑的软件，经过长时间的运行，总是要不断地去维护和完善的，同时在使用的过程逡逑中，可能需要添加新功能，又或者是某个旧的功能发生变动等，这些都会导致软逡逑件的改变，而任何对于代码的更改都可能会引入新的ｂｕｇ，需要重新对于软件的逡逑全部功能进行重新测试，所以为了不给其他相对较稳定的代码造成影响，需要把逡逑变化的部分抽取出来，并“封装”起来，，不去影响其他稳定的代码，尽量降低更逡逑改代码引入的新问题，以此提高代码的复用性与弹性。逡逑本系统的规划及整体架构，将以实用，低维护量，结构合理，低成本，低耦逡逑合等原则进行。本系统将用成熟的软件开发技术搭建系统的架构与ＵＩ等模块，研逡逑发出一套各模块互相独立的耦合度低的系统。逡逑为了支持多个客户端同时进行仿真工作，同时为了提高计算效率，客户端共逡逑享服务端的计算资源，系统将采用Ｃ／Ｓ架构，即客户／服务架构。逡逑

系统架构

逡逑图３－１展示的是该系统的简单示意图，这可看成一个宏观展示，该系统从总逡逑体上看，首先从外观上可看成一个Ｃ／Ｓ架构系统，当然在这之后为了传输大文件逡逑对系统进行改进时，我们将会将其更改为一个Ｐ２ＳＰ结构（引入Ｐ２Ｐ技术传输）。图逡逑３－２展示的是该系统各个模块的微观划分。逡逑Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ逡逑＿逦ＢＬＬ＾Ｊ逦｛ＤＡＬ］邋；逡逑．逦ｗｗｓＡＰｉ逦！逦ｒ－ｗｒ＾－－－－逦＇逦／￣￣邋ｌ＼逡逑ｎ邋ｌ—９＾ｎｓ．—！ｓ邋—．￣ｉＶ？一邋ｕ逡逑１ｆｉ；ｆ逦！逦ｎ￣ｒｘ￣ｉ逦！逡逑Ｍ邋Ｃｌｉｅｎｔ邋逦ＦＴＰ邋咖邋Ｉ逡逑、逦邋Ｉ逦）逡逑Ｉ逦Ｉ逡逑Ｃｌｉｅｎｔ逦Ｓｅｒｖｅｒ逡逑图３－２系统架构逡逑客户端主要负责三维可视化显示，实体建模等工作，它是用四层架构实现的逡逑，包括ＵＩ层、ＢＬＬ层、ＤＡＬ层、Ｅｎｔｉｔｙ层，同时它集成了与服务交互的ＷＷＳＡＰＩ逡逑Ｃｌｉｅｎｔ以及服务文件传输的模块。逡逑服务端主要的工作有，１、提供与客户端的通信服务，２、并行计算系统的实逡逑现。为了实现并行系统，服务端设计为中控和计算子节点，其中中控为服务端的逡逑控制节点，用于对于并行计算进行控制，而计算子节点则用于进行仿真计算，并逡逑行系统的实现体现在多个计算子节点上
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ01

【参考文献】