无人机系统是一个“人在回路”的复杂控制系统。为了使无人机系统发挥出最大的作战效能,无人机系统的指挥人员和操作人员对无人机任务的熟悉和理解,对无人机操作和控制过程的熟练非常重要。无人机系统的任务推演实现无人机任务控制和任务执行过程的逼真模拟,为无人机地面控制系统的人员熟悉和理解无人机的任务,熟练无人机的指挥控制和任务操作提供了一个虚拟的任务环境。本文以无人机任务推演系统的系统设计和仿真建模为主线,深入研究了无人机任务推演所涉及到的系统技术和关键问题。 首先针对无人机控制系统的特点,提出了无人机任务推演系统的框架结构,详细分析了无人机任务推演系统需要实现的功能和设计要求,然后具体设计了系统的总体结构。 其次在研究高层体系结构(HLA)的仿真集成技术的基础上,从实时仿真的角度,在理论和试验上深入分析了HLA的实时性能,针对无人机任务推演系统本身的特点,提出了软实时仿真和硬实时仿真相结合的分层仿真结构,并设计了系统基于HLA的仿真集成结构和系统接口。 再次针对无人机平台自主控制特点和分层仿真结构的需求,提出了将任务推演中无人机的仿真分为任务层次仿真和实体层次仿真的思路,讨论和建立了无人机平台任务管理过程的仿真流程;基于面向对象的设计思想,对任务推演过程中所涉及到的仿真实体包括无人机实体和作战目标实体进行仿真建模。重点讨论和建立了无人机实体的仿真模型,包括轨迹运动仿真模型和雷达外特性模型;然后按照CGF(计算机生成兵力)系统的建模思想,讨论和建立了多种类型作战目标实体的仿真模型,包括运动学模型,探测设备模型和行为模型。 然后在深入研究仿真系统建模方法的基础上,基于HLA的仿真系统实现,设计了无人机任务推演系统的联邦FOM模型,并开发实现了相应具有可重用性和可扩展性的成员仿真模块。 最后通过仿真实验验证了无人机任务推演的仿真集成结构和时间性能。