基于ZeroMQ的分布式雷达对抗仿真软件设计与实现

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Zero1_41004513
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随着各个国家科技实力的进步,现代电子战争已经演变成多种装备共同作战的对抗体系,利用数学建模和分布式技术可以模拟装备系统运作,进行多个系统协同工作的分布仿真,建立通用、拓展性强的分布式仿真框架有重要研究意义。现有的分布式仿真平台如DIS、HLA体系,进行仿真前需要布置通信组件环境,开发流程、子系统的拓展都较为繁杂,对开发人员分布式基础要求高等问题。近些年,以ZeroMQ消息传输技术为基础的分布式消息架构被广泛应用,参照现有分布式仿真平台的架构优点,以ZeroMQ为核心实现分布式雷达仿真平台,可以提高整体的通信效率、扩展性、实用性。文章以雷达对抗仿真为研究对象,首先介绍利用ZeroMQ消息传输技术实现分布式仿真系统,对ZeroMQ三种通信模式的特性进行对比,以此为核心建立分布式的消息架构。通过管理端、服务端、客户端三个分系统构成分布式仿真平台,在各分系统中利用不同通信模式的协作实现仿真时间管理,包括逻辑时间同步和计算仿真时间误差等功能。随之介绍仿真管理和场景管理两个平台的实现,包括信息分发、功能类、交互界面,平台开发采取统一的设计风格和模块建设方法。然后对参与分布式雷达对抗仿真的各个装备系统进行建模,包括雷达、侦察、干扰三个部分,分别从分布式仿真的角度进行建模,依靠功能级仿真高实时性、低数据量的优点完成任务级的仿真需求。最后,针对支援式、自卫式干扰战术的仿真需求,搭建分布式的红蓝方雷达对抗态势,想定作战场景,由各个装备平台协作对多种干扰样式如噪声压制干扰,密集假目标、同步拖引、切片脉冲叠加、角度波门挖空等欺骗式干扰进行仿真测试,并分析结果。对文章所研究的ZeroMQ分布式平台的有效性、实用性进行验证,足以满足雷达仿真的需求。本文实现的分布式雷达对抗由仿真管理平台、动态场景平台作为管理端和服务端对仿真进行支撑,根据仿真作战需求完成仿真子系统的开发。分布式仿真中的时间管理是将ZeroMQ的发布-订阅模式嵌套在请求-应答通信模式下,利用请求-应答模式的阻塞接收,使收发两方仿真任务严格同步,且满足多对一的连接需求,保证了在逻辑时间同步的前提下完成仿真中数据通信分发。在程序设计上依托QT引擎的多线程编程,使用统一的开发风格完成交互界面、数据通信、系统仿真等功能类,其中系统仿真中包含了子系统仿真所需的功能模块。借此保持分系统强复用性、仿真实时性和可扩展性,促进任务级的多作战方、多装备仿真更加接近实际的作战环境。
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