● 摘要
综合自然环境（SNE，Synthetic Natural Environment）对于作战仿真有着重要的作用，已经成为先进分布仿真领域的一个重要研究方向。大气环境是SNE的重要组成部分，开展大气环境建模与仿真研究具有重要意义。本文结合大气环境数据特点，设计了层次化大气环境数据库结构，重点研究了大气环境运行数据库和动态大气模型。首先，论文提出了层次化大气环境数据库的组成结构。将大气环境数据库分为原始数据库、标准数据库和运行数据库，这种层次化的组成结构既考虑了大气环境数据海量的特点，又兼顾了仿真系统运行时的实时性要求。其次，论文研究了大气环境运行数据库的设计。将内存数据库技术引入到大气环境建模与仿真中，基于商业内存数据库eXtremeDB平台进行二次开发，设计大气环境数据的存储结构和索引方式；针对内存容量受限的特点，设计了内存数据换入换出的策略；实现了大气环境数据的四维插值算法和多用户访问与管理机制。再次，论文研究了典型动态大气过程的建模与仿真问题。主要针对两种对飞行器航行影响最大的大气扰动形式——大气紊流和风切变，研究了建模方法并实现了数值仿真，并与标准大气数据库中插值查询数据进行数据融合，为其他仿真实体提供大气数据服务。然后，论文研究了大气环境联邦成员设计的关键问题。根据大气环境联邦成员要完成的功能，从软件系统结构、外部模型和内部模型三个方面进行了分析，并进行详细设计与实现。最后，论文研究了大气环境建模仿真在计算机生成兵力（CGF, Computer Generated Forces）等系统中的仿真应用。采用本文设计的大气环境联邦成员实现了与某型导弹联合仿真的应用实例，验证了大气环境对导弹等实体联邦成员的影响。