[发明专利]一种基于HLA的海基JPALS仿真设计方法

摘要

本发明公开了一种基于HLA的海基JPALS仿真设计方法，具体涉及舰载机自动着舰领域，具体操作步骤如下：S1、系统功能分析；S2、系统总体设计；S3、仿真系统FOM/SOM设计；S4、仿真实现。本发明海基的联合精密进近着陆系统(JPALS)使用载波相位差分定位技术完成舰载机着舰的精确定位和进近引导，满足苛刻的全天候自动着舰要求；提出基于HLA的海基JPALS的分布式仿真系统框架，减少仿真中二次建模的重复工作，提高对该大型复杂系统工程的开发效率，并满足该系统对所需学科领域先进技术的扩展性。

主权项

1.一种基于HLA的海基JPALS仿真设计方法，其特征在于：具体操作步骤如下：S1、系统功能分析；采用GPS载波相位差分定位技术，设置多个GPS参考站，获取参考站和接收机的相对位置，由计算机计算得出甲板理想着陆点，再计算出舰载机与航空母舰的相对位置，同时采用接收机自主完好性监测对GPS载波相位差分定位系统进行检测；S2、系统总体设计；海基JPALS仿真平台根据系统功能分析，设计海基JPALS仿真计算联邦，联邦由舰载机联邦成员、航空母舰联邦成员、完好性监测联邦成员和卫星联邦成员组成完整仿真应用，整个仿真平台采用分布式模式设计，各联邦成员之间相互独立运行，且仿真平台还包括空中交通管制模块和导航控制模块；所述航空母舰联邦成员用于为舰载机着陆提供相对导航定位信息、准入许可和空中管制信息；所述空中交通管制模块用于保障和维护空中交通安全，其具体任务是登记进近区所有在航舰载机信息，对跑道状况实时监测，降落队列许可发放，为舰载机着舰提供引导信息；所述导航控制模块用于通过舰上布置的多个GPS参考站为舰载机提供载波差分定位相关数据，并依靠舰上的INS/GPS组合导航系统精确定位估计甲板运动和舰船姿态，再通过舰载机GPS返回的定位信息计算理想着舰点TDP，为舰载机提供最优航迹；所述舰载机联邦成员用于实时计算舰载机提的差分定位信息并发送给航空母舰联邦成员，靠导航控制模块解算载波相位；同时在着陆过程中，持续保持与空中交通管制模块通信，依照引导驶入下滑道，完成着舰或在警告出现时，复飞逃逸；所述完好性监测联邦成员用于利用舰上的多个GPS参考站对导航出现的信号异常和系统故障进行监测，并实时向机载分系统发送警告提示，保证系统满足完好性指标的性能要求；所述卫星联邦成员具体为GPS卫星，提供联邦成员导航电文和精密星历；在仿真平台中，由STK软件提供所需仿真数据；S3、仿真系统FOM/SOM设计；S3.1、使用对象模型模板，即OMT，给海基JPALS仿真平台提供通用框架；S3.2、将OMT分为联邦对象模型FOM和仿真对象模型SOM，FOM用于描述整个仿真联邦的对象模型；SOM为单一联邦成员的对象模型；基于FOM/SOM的模型描述方法，对海基JPALS联邦主要功能设计为两个对象类和两个交互类，两个对象类为航空母舰对象类和舰载机对象类，作为系统的仿真实体；两个交互类为差分导航类和完好性监控类，作为系统中实体间的交互事件；S3.3、上述对象类中的属性需要更新或传递时，通过公布和订购描述进行通信，采用高效Best Effort和可靠Reliable方式实现属性与交互类的传输；S3.4、联邦启动后，产生一个航空母舰联邦对象和多个舰载机联邦对象，舰载机对象和航空母舰对象向差分导航类订购导航信息，差分导航类的运算结果先经过完好性监测类的数据检测，再发送给实体对象类；针对舰载机和航空母舰对差分导航功能需求的不同，将差分导航类设计为基类，使用舰载机差分导航对象和航空母舰差分导航对象类继承其功能；同时，航空母舰差分导航对象给舰载机差分导航对象提供基准站信息，计算相对位置；S3.5、将所有联邦成员的主要行为代码在本地数据更新时实现，当仿真要求有所变化时，更改核心行为代码；S4、仿真实现；采用c++和matlab环境进行数值仿真和环境搭建，结合simulink工具箱生成舰载机和航空母舰模型。