摘 要

随着时代不断前进，信息技术的迅猛发展已经迫使军队开启了新一轮的军事革命，现代战争也步入了信息化联合作战的新时代。本文主要针对舰艇编队联合防空作战的仿真演示问题，在总结前人关于战场模拟研究与舰队防空研究的基础上，从一个地理信息系统专业学生的角度，通过对舰队联合防空模拟演示系统进行需求分析，论述了演示系统的功能性需求与其他需求；然后进行了系统设计，对系统结构、程序流程以及其他程序基础如图层、坐标系、要素符号等进行了分析设计；再通过C#与XAML语言，使用WPF技术，经过编程完成了对演示系统的开发，最终实现了针对敌方飞机来袭时舰艇编队打击过程的简单动态演示。最后根据给定防空计划要求进行了系统演示，并将演示的统计分析结果与理论数据进行了对比，对系统的模拟效果进行了评价。

关键词：联合防空；演示系统；设计；开发；

Abstract

With the continuous progress of the times, the rapid development of information technology has forced the army to open a new round of military revolution, modern warfare also entered a new era of information joint operations. Based on the research of battlefield simulation and fleet air defense research, this paper analyzes the requirements of the air defense simulation system from the perspective of a geography information system student, and analyzes the requirements of the joint air defense simulation system. This paper discusses the functional requirements and other requirements of the demonstration system. Then, the system design are carried out, and the system structure, program flow and other program bases such as layer, coordinate system and element symbol are analyzed and designed. Then, through C # and XAML language, the use of WPF technology, programmed to complete the development of the demonstration system, and ultimately to achieve the enemy aircraft attack when the ship fleet combat process of a simple dynamic demonstration. Finally, according to the requirements of a given air defense program, the statistical results of the demonstration are compared with the theoretical data, and the simulation results of the system are evaluated.

Key words：Joint air defense；demonstration system；design；development；

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的 1

1.3 研究意义 1

1.4 国内外研究现状 2

1.4.1 战场模拟仿真研究现状 2

1.4.2 舰队防空研究现状 3

1.5 本文的主要研究工作 3

第2章 需求分析 5

2.1 系统需求概述 5

2.2 功能性需求 6

2.2.1 地图底图图层添加 6

2.2.2 现实实体的仿真模拟与符号化表述 6

2.2.3 要素符号位置变化的动态演示 7

2.2.4 作战任务分配 7

2.2.5 导弹打击 7

2.2.6 火炮打击 7

2.3 其他需求 8

第3章 系统设计 9

3.1 设计目标 9

3.2 设计思想 9

3.3 系统结构设计 10

3.4 系统流程设计 11

3.5 其他基础设计 11

3.5.1 图层及其设计 11

3.5.2 坐标系统及其选择 13

3.5.3 符号设计 13

第四章 技术实现 15

4.1 技术基础 15

4.1.1 WPF简介 15

4.1.2 GIS开发相关基础 15

4.1.3 C#与XAML 16

4.2 各功能开发实现 16

4.2.1 地图加载实现 16

4.2.2 坐标转换系统 17

4.2.3 动态演示实现 17

4.2.4 打击判断实现 19

4.2.5 符号化实现 19

第5章 基于给定防空计划的仿真演示 21

5.1 给定防空计划要求 21

5.2 系统微调及参数设置 23

5.2.1 系统微调 23

5.2.2 参数设置 24

5.3 演示结果分析及系统模型评价 24

第6章 总结与展望 27

6.1 总结 27

6.2 展望 27

参考文献 29

致 谢 30

第1章 绪论

1.1 研究背景

近代计算机技术与相关信息产业的飞速发展，让越来越多的信息化技术应用于军队，直接导致了现代军队的新一轮的军事革命。新一轮的信息化浪潮促进了各国军队的现代化建设，其军事实力也越来越强大，现代战争也步入了信息化联合作战的新时代。国外很多国家的仿真系统研究都起步的比较早，我国也应该迎头赶上信息化时代的潮流，紧跟军队建设信息化、现代化的趋势。从我国海军现状来看，在海上作战方面，就我国目前的海军军事实力而言，还是不足。虽然我国从上世纪60年代已经开始研究驱逐舰、护卫舰、潜艇、及航母等海军装备，并在很多方面已经取得了成功，甚至目前已经拥有了已下水的第一艘航母辽宁号，以及另一艘完全由我国自主研发，正在制造的航母，但是我国海军力量仍旧只能定义为不足。主要表现在两个方面：首先是装备硬件问题，现有的作战舰艇吨位小、远洋航行能力欠缺、续航能力差，舰载武器系统配备落后且数量不完善，特别是存在现代化新式电子设备与老旧舰艇难以匹配等问题，导致出海作战能力较弱^[1]；其次就是我国在现代化信息作战方面研究不足，缺乏成熟可用的信息化作战系统。总之，不管是在武器装备技术方面还是在信息化作战研究方面，我国与其他海军强国相比起来还是有一定差距，我国海军亟待发展。

1.2 研究目的

本次毕业设计的主要目的是以计算机为工具，通过编程开发建立一个舰艇联合防空计划演示系统，并对系统进行基于给定防空计划要求的演示，进而评价系统的仿真效果。我们的系统是对假设的战争进行模拟与演示的平台，在研究过程中我们要求实现海上作战中舰艇编队进行防空作战的动态效果演示，主要是飞机、导弹的移动演示、任务分配演示、制导追踪演示及打击演示。对于基于给定防空计划要求进行仿真演示，我们要通过对实验结果的分析，完成对演示系统的仿真效果的评价。

1.3 研究意义

本次毕业设计过程中我们研究设计的舰艇联合防空计划演示系统，是以计算机为工具，结合实际参考数据，利用相应编程开发软件和语言建立的仿真模型，是对假设的战争进行演示与模拟的平台。通过仿真系统的模拟，我们可以借助于相应的经验知识、统计数据和信息材料对模拟结果进行分析研究，从而进行辅助决策，是一套系统化的研究流程。将海上舰艇编队的作战方式进行系统化描述，能够极大程度上实现作战指挥自动化，也能提高编队协同作战能力与实际作战效率，对军队模拟训练有较强影响。此外，通过系统化设计有利于增强我们的编程能力，锻炼我们的解决实际问题的能力，帮助我们形成系统化设计的思维。最后，由于现在是信息时代，无论是政府的政策，还是社会各方面的资金，都正在源源不绝的倾向“互联网 ”等与我们地理信息系统专业相关联的产业中，地理信息系统相关的产业也进入了飞速发展时期。我们更应该好好抓住这个时代潮流，把握住这些珍贵的机会，通过我们的努力，推广我们地理信息系统，让我们的自身价值得到充分发挥，让地理信息系统产业发扬光大，更好的为人民服务。

1.4 国内外研究现状

1.4.1 战场模拟仿真研究现状

刘桂涛等^[2]使用虚拟化的Agent智能体统一描述作战系统中的常规作战单位，建立了以2D栅格式地图映射的模拟战场环境，使用抽象化智能Agent单位映射了实体作战单位，发展了多智能体协同分析、共同决策、分属作战的联动化指挥方式，建立了一种整体联合决策、智能化指挥、多智能体协同控制的战场虚拟仿真系统。并进行了实际可行的系统结构设计，完成了仿真系统映射现实世界的概念设计。其分析研究对我们本次研究提供了关于战场仿真的参考方式，也为我们提供了一种合理的仿真系统研究设计思路，参考意义重大。

张京平等^[3]对水下战场的构成要素的特性进行了深入的分析，利用水下海战的各个单位的功能、用途的差异，通过对水下环境的分类与模拟，构建了基于高速信息网络的水下战场仿真模型体系，论述了水下战场作战实体在作战过程与作战平台间的信息联系，给我们对仿真系统的研究提供了一个新的思考点。