word目 录第一章绪论11.1 引言11.2 研究背景11.3 国外发展现状21.3.1 国外发展现状21.3.2 国发展现状41.3系统的简介51.4 本文的主要工作6第二章战斗机数字模型建模72.1 定义坐标系72.2 战斗机建模82.3 运动方程组算法102.4 导弹数字模型建模112.5 导引律132.6 机载火炮建模152.7 机载雷达建模152.7.1 机载雷达简介162.7.2 机载雷达各工作模式模型172.8 本章小结19第三章多目标分配213.1 优势函数的建立213.1.1 距离优势223.1.2 角度优势223.1.3 能量优势223.1.4 综合优势的构造233.1.5 目标的分配233.2 目标匹配算法243.3 本章小结25第四章战斗机战术机动实现264.1战斗机机动决策模型264.1.1 空战基本模式和特点264.1.2 战术机动决策框架284.1.3 战术机动决策建模294.2 战斗机机动动作模型354.2.1 机动动作设计思路354.2.2 机动动作设计算法364.2.3 机动动作库的实现404.3 本章小结41第五章战斗机系统模型的仿真425.1 仿真中的技术简介425.2 战斗机空战可视化的实现435.2.1 战斗机三维模型的转换435.2.2 空战仿真软件设置445.2.3 OpenGL绘图环境初始化445.2.4 将空战飞机的三维模型引入工程455.2.5 空战飞机三维模型的实时驱动455.2.6 绘制飞机飞行轨迹图和空战背景图465.3 仿真战例475.4 本章小结49第六章总结展望506.1 工作总结506.2 展望50致51参考文献52摘 要随着各国新军事变革的不断深入，使得未来空战越来越复杂和变幻莫测。
而在日常的战法训练中，相对于实机的战法演练，虚拟技术更为安全、方便，而且培训周期短、费用低因此，世界上许多国家都加大了相关技术的研究和开发工作作为本文研究的课题，多机空战仿真，不但能客观反映出战斗机本身及其挂载武器的作战性能，而且能高效的测试出机群编队的打击能力为了实现对多机空战的模拟，除了要建立战斗机动力学模型以外，还需要对战场指挥中心调度以及飞行员决策行为进行模拟，主要包括目标配匹、机动决策、机动控制等本课题要求针对多机空战中各部分关键功能的实现方法和仿真框架的设计方式进行研究探讨，并在这些工作的基础上实现了一个仿真系统预期研究成果将在军工研发领域具有巨大的应用潜力本文的主要工作及取得的主要成果如下：1. 建立了6自由度的动力学条件下的战斗机数学模型和系统的机载火控系统；2. 建立综合距离优势、角度优势和能量优势为基础的目标分配算法；3. 在opengl下完成了模型的搭建和系统的仿真关键词：仿真，多机空战，目标匹配，机动决策ABSTRACTIn the wake of deepening the new military's transform among every countries， the future air bat bee more and more plicated and unpredictable. While the vitual technology is more safe， convenient and have a short training period and a less cost than the tactics training of real machine in the tactical training of daily life. So， many countries in the world have increased the work of the research and development in the related technologies.As the research topic of this paper，the multiple air bat simulation is not only reflect the operational performance of the fighter plans and the mounting arms objectively， but also can test out the strike capability of the cluster formation efficient. In order to achieve the simulation of the multiple air bat， in addition to establish the aircraft dynamics model， also need to simulate the decision-making to the battlefield mand center scheduling and pilots， it contains object matching， tactical decision， tactical control and so on. This issue requires studying the implementation of the key features in every part and the design approach of the simulation framework to the multiple air bat， and achieving a simulation system on the foundation of these works. The expected research results will have a huge potential application in the field of military. This article's main works and results as follows:1. Establish the airborne fire control system of the aircraft model and system under the condition of the 6 degrees of freedom dynamic；2. Establish the target assignment to the advantages， point advantages and the energy advantages；3. pleted the establishment of the model and the simulation of the system at the opengl next.KEY WORDS:simulation， multiple air bat，object matching，tactical decision / 第一章 绪论1.1 引言现代空军的首要使命是夺取并保持制空权，现代战斗机则是空军遂行这一任务的主要技术装备。
时至今日，在信息技术革命的推动下，现代战场发生了根本性变化：陆、海、空、天四大战场协同作战，电子战成为高科技战斗中夺取主动权的先决条件在可预见的将来，战争将以大深度、全方位、多领域、全天候、全时辰、电子对抗的立体形式展开在这种立体战争中，作战武器将是集探测(信息)控制和杀伤功能为一体的高精度综合武器系统在现代战场的天空中扮演主角的现代战斗机则是这种武器系统的典型代表近年来的海湾战争、科索沃冲突及阿富汗反恐战争，现代战斗机在系统的指挥下，与其他武器相配合，担当了战场主角，牢牢掌握了战场制空权，以此为基础实施了大规模的精确打击行动，摧毁了对方的主要指挥通信系统、军事基地、战略目标乃至抵抗意志，从根本上保证了己方战争的胜利鉴于前述情况，传统的性能指标评估方法在有效评估作战飞机设计方案上已明显暴露出其局限性现代战斗机综合性能，不能用简单的性能和飞行品质指标来评估，而应建立反映上述各方面功能的综合评估尺度及评估系统近年来在这方面做出积极探索的有作战效能研究、生存力研究、敏捷性研究等，而最直观明了的则是随着计算机技术发展而迅速进步的作战环境和作战方式模拟(仿真)有效利用上述方法在不同阶段不同方面来评估飞机设计方案，相互对比、相互补充、有机结合，才能比较全面的评估现代战斗机，探索飞机改进防线，确定有效作战方式。
1.2 研究背景空战的仿真起步于60年代，早期的空战主要是交战双方使用尾后攻击的航炮和第一代空空导弹，因此空战的仿真所遵循的是要求攻击机尽量减小相对距离和进入角，被攻击机则努力增大相对距离和进入角的简单原则，建立计算机简单的判断语句即可步入70年代后，由于新一代空空导弹攻击角度围的扩大，使得传统的只局限于尾后攻击的空战模式在很大程度上发生了变化，因此，在空战中需要考虑的因素也更多、更复杂针对这一时期的空战特点，对空战的方针大多采用微分对策或矩阵博弈方法，而这两种方法也可以统称为对策论方法采用这种方法的核心就是根据体现空战原则的优化指标函数，针对特定的态势，在所有可能的机动方案中寻找最好的一种并付诸实施，最后便可以得出“最优”的机动轨迹总之，这一时期对空战过程的模拟主要是求最优问题从80年代开始，随着更多高新技术的发展，空战变得越来越信息化和技术化，空战中要考虑的敌我双方各种信息和因素也越来越多，这样以来，用一个或几个数学公式来描述所有问题，而且还要使这些问题能求解，基本上已经不能做到了所以，一种设计得当的专家系统就被应用到空战模拟系统中了，它具有扩展性能好、调整方便、适用面广等特点，受到当时的青睐。
但是随着现代空战的不断发展、升级， 对作战飞机的性能要求也日渐提高，具有多机、多目标、超视距攻击特征的未来空战，必将成为未来空战的主要作战形式其技术研究离不开仿真实验的强有力支持，如何能全面、客观地评价飞机的作战效能就显得特别重要，更加完善的仿真系统是实现这一目标的重要基础和保证空战仿真利用计算机动态的刻画了飞机作战效能与其各项性能之间的关系，是一种很有效的评价飞机武器系统作战效能的方法因此， 针对我国实际国情，开展多机、多目标、超视距空战仿真系统的研究势在必行1.3 国外发展现状1.3.1 国外发展现状美国作为虚拟现实技术的发源地，其研究水平基本上就代表国际虚拟现实发展的水平近年来，虚拟现实在美国航空航天和军事领域的若干成功应用所获得的巨大经济效益和社会效益，促使美国政府进一步加大了对虚拟现实技术研究的支持力度在美国，虚拟现实在以下三个方面发挥重大作用：(1)武器系统性能评价；(2)武器操纵训练；(3)指挥大规模军事演习虚拟现实的应用将大幅度降低以上三者所需的费用，极提高效益，并消除意外伤亡事故美国政府所支持的虚拟现实研究也正是紧紧围绕着提供这三种能力的系统和环境而展开的在军事领域，美国的主要研究单位为：美国空军技术研究所(Air Force Institute of Technology)主要研究人类因素的检测、计算机图形学以及与大规模分布综合环境应用有关的人机交互问题。
这些研究的特点是有明确的目的性、大规模、复杂及主动性有目的性的含义是在环境中的活动者具有明确的目标，并主动采取行动来达到这些目标海军研究生院图形和图像实验室(Naval Postgraduate School Graphics and Video laboratory)的研究目标是为基于。