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内容介绍

仿真模型可移植性标准是欧洲航天局为提高不同仿真环境和操作系统中模型的可移植性和可重用性而建立的仿真模型开发与集成标准，用以解决多领域仿真模型集成与分析所面临的挑战。SMP 2．0基于 MDA的思想，采用平台无关模型和甲台相关模型提高仿真模型的可移植性，并基于平台无关模型提高了仿真模型的可组合能力，代表了仿真模型可组合应用的最新发展。为此《仿真模型可移植性规范及其应用》基于SMP规范详细介绍了SMP 的模型开发和集成方法、SMP的组件模型规范、SMP的元模型规范、SMP的模型开发和运行环境及相关应用实例，争取为围内大规模复杂仿真系统的研制提供一些有益的借鉴。全书共8章，即概论、仿真模型可移植性规范简介、仿真模型开发与集成、SMP组件模型、SMP元模型、SMP开发环境、基于SMP的导弹攻防对抗仿真、卫星导航系统完好性仿真。 《仿真模型可移植性规范及其应用》可供从事武器装备或民用装备的论证、研制、试验、生产、使用等领域的工程技术人员阅读，也可作为高等院校的系统工程、仿真工程、计算机应用等有关专业师生参考。

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精彩书摘

模块化的模型组合方法源于面向过程的软件设计和包含输入／输出的功能模型建模方法。通过功能模块的输入／输出（I／O）可以描述层次化、模块化的仿真模型。20世纪70年代至90年代初期的仿真系统实现也基本采用模块化的程序设计方法建立仿真模型和仿真系统。在模块化程序设计方法的支持下，建立仿真函数库是仿真模型实现的有效方法，其好处在于建模者可以专注于模型的逻辑关系而不必担心模型实现的细节。这些仿真函数库一般包括随机数生成、微分方程求解、仿真运行调度、资源管理、仿真结果收集、仿真结果分析等功能。仿真函数库的这些功能主要通过一系列的库函数实现，建模过程中通过调用相应的库函数完成仿真模型需要实现的功能，这样可以减少建模人员的工作量。仿真函数库中的功能及相应的库函数也可以根据需求进行扩展。CSIM等系统是一个典型的基于模块的离散事件仿真程序库。 20世纪80年代，B.P.Zeigler。教授提出的面向DEVS规范也是在层次化、模块化的思想指导下开发的。DEVS把每个子系统都看做是一个具有独立内部结构和明确I／（3接口的模块，若干个模块可以通过一定的连接关系组成组合模型，组合模型可以作为更大的组合模型的元素支持更高层次的组合，从而形成对模型的层次、模块化描述。

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第1章概论 1 1.1 引言 2 1.2 基本概念 3 1.3 组合仿真方法的发展 7 1.3.1 模块化的仿真组合方法 7 1.3.2 面向对象的模型组合方法 8 1.3.3 基于组件的仿真组合方法 9 1.3.4 基于互操作协议的组合仿真方法 11 1.4 基于MDA的仿真模型开发方法 12 1.4.1 MDA在仿真中的作用 13 1.4.2 基于MDA仿真的概念 14 1.4.3 基于MDA的仿真模型组合方法 14 1.5 仿真模型可移植性规范及其应用 16 1.6 本书的内容组织 18 第2章仿真模型可移植性规范简介 20 2.1 基本概念 21 2.1.1 概述 21 2.1.2 SMP的顶层结构 21 2.1.3 SMP的特点 23 2.2 体系结构 24 2.3 运行阶段 25 2.4 运行机制 26 2.4.1 组件与模型的层次结构 26 2.4.2 仿真服务 27 2.4.3 仿真时间类型 30 2.4.4 模型入口点 30 2.4.5 模型发布 31 2.4.6 模型交互 31 2.4.7 可管理的模型 33 2.5 模型和仿真环境特征 35 2.5.1 静态配置仿真 35 2.5.2 动态配置仿真 36 2.5.3 可选特征 37 2.6 仿真环境 37 2.6.1 仿真环境状态图 38 2.6.2 仿真环境接口 41 2.6.3 ISimulator接口 42 2.6.4 IComposite接口 45 2.6.5 IPublication接口 46 2.6.6 IDynamicsSimulaor接口 46 2.6.7 仿真服务 47 2.7 模型开发指南 48 第3章仿真模型开发与集成 53 3.1 起步 54 3.1.1 最开始的类 54 3.1.2 将其转化为SMP模型 55 3.1.3 向仿真环境发布数据 56 3.1.4 向日志发送信息 57 3.1.5 向调度管理器增加模型 58 3.1.6 注册全局事件 59 3.1.7 完整的模型 59 3.1.8 转化为可管理的模型 62 3.2 模型设计和开发 65 3.2.1 基于类的设计 65 3.2.2 基于接口的设计 68 3.2.3 基于组件的设计 70 3.2.4 基于事件的设计 72 3.2.5 基于数据流的设计 75 3.2.6 附加设计元素 75 3.3 模型集成 77 3.3.1 使用源代码集成模型 77 3.3.2 使用装配进行模型集成 80 3.4 模型示例 84 3.4.1 基于类的示例 84 3.4.2 基于接口的示例 86 3.4.3 基于组件的示例 90 3.4.4 基于事件的示例 93 3.5 基于SMP的仿真平台Sim2000 2.0 97 3.5.1 概念建模阶段 98 3.5.2 模型设计阶段 98 3.5.3 模型开发阶段 99 3.5.4 模型集成阶段 99 3.5.5 调度设计阶段 100 3.5.6 仿真运行阶段 100 3.5.7 分析评估阶段 101 第4章 SMP组件模型 103 4.1 概述 104 4.2 基于IDL的组件模型描述 107 4.3 组件模型 110 4.3.1 异常 110 4.3.2 对象和组件 111 4.3.3 组件机制 117 4.3.4 模型机制 130 4.3.5 管理接口 132 4.3.6 仿真环境 143 4.4 仿真服务 156 4.4.1 基本服务 157 4.4.2 可选服务 175 第5章 SMP元模型 177 5.1 概述 178 5.2 SMP元模型 179 5.2.1 顶层结构 179 5.2.2 元模型Schemas 180 5.2.3 XML Links 181 5.2.4 Primitive Types 181 5.3 核心元素 181 5.3.1 简单类型 182 5.3.2 Elements 183 5.3.3 Metadata 185 5.4 核心类型 186 5.4.1 Types 186 5.4.2 Value Types 189 5.4.3 Typed Elements 196 5.4.4 Values 198 5.4.5 Attributes 200 5.5 SMDL Catalogues 201 5.5.1 Catalogue Document 201 5.5.2 Classes 203 5.5.3 Reference Types 206 5.5.4 Events 209 5.5.5 Catalogue Attributes 211 5.6 SMDL Assemblies 214 5.6.1 An Assembly Document 214 5.6.2 Links 216 5.7 SMDL Scheduling 219 5.7.1 A Schedule Document 219 5.7.2 Tasks 220 5.7.3 Events 221 5.7.4 Schedule Attributes 223 5.8 SMDL Packages 224 5.9 SMDL Workspaces 225 第6章 SMP开发环境 227 6.1 SMP开发环境 228 6.1.1 XSIM工具 228 6.1.2 仿真开发生命周期 229 6.1.3 其他支撑工具 230 6.2 SMP模型开发集成环境 230 6.2.1 系统分析 230 6.2.2 系统设计 232 6.3 SMP模型开发集成环境总体视图 240 6.4 模型设计管理工具的使用 243 6.4.1 定义模型设计元素 244 6.4.2 编辑模型设计元素属性 248 6.5 代码预览和输出工具的使用 248 6.5.1 代码预览 249 6.5.2 代码输出 250 6.6 模型装配管理工具的使用 252 6.6.1 模型实例的定义与属性编辑 253 6.6.2 模型实例编辑工具的使用 256 6.7 模型调度管理工具的使用 259 6.7.1 定义任务 260 6.7.2 定义事件 264 6.7.3 连接事件与任务 266 6.8 仿真引擎 267 6.8.1 系统功能 267 6.8.2 面向对象设计 269 第7章基于SMP的导弹攻防对抗仿真 274 7.1 应用背景 275 7.2 仿真研究方法 276 7.2.1 现有仿真研究方法存在的问题 276 7.2.2 基于SMP的仿真研究方法 277 7.3 面向SMP的模型体系分析 277 7.3.1 基于UML的模型体系面向对象分析 277 7.3.2 UML分析模型向SMP设计模型的映射 284 7.4 基于SMP的模型框架设计 285 7.5 基于想定的SMP模型集成 293 7.5.1 基于Assembly编辑器的导弹攻防对抗仿真模型集成 293 7.5.2 基于想定的SMP模型集成 297 7.6 基于SMP的仿真实验分析环境 299 7.6.1 实验设计环境 299 7.6.2 实验运行环境 301 7.6.3 动态表现环境 302 7.6.4 分析评估环境 307 第8章卫星导航系统完好性仿真 308 8.1 问题背景 309 8.2 完好性的性能分析 310 8.2.1 完好性的可用性分析 310 8.2.2 完好性的连续性分析 311 8.3 完好性仿真模型体系分析 311 8.3.1 完好性仿真模型体系框架 312 8.3.2 仿真模型关系分析 316 8.4 基于SMP的完好性仿真模型开发集成 320 8.4.1 仿真模型框架 321 8.4.2 仿真模型设计 323 8.4.3 仿真模型开发 324 8.4.4 仿真模型集成 325 8.4.5 仿真模型调度 325 8.5 基于SMP的完好性仿真想定编辑器 327 8.5.1 想定编辑器的设计 327 8.5.2 想定编辑器的实现 329 8.6 系统完好性仿真试验分析 331 8.6.1 无故障/故障卫星条件下完好性性能分析 334 8.6.2 RAIM对SBAS系统完好性的增强 335 8.6.3 飞机的完好性仿真 336 8.6.4 完好性计算比较分析 337 缩略语汇总 339 参考文献 341

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