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基于DDS的侦察情报分发系统设计与仿真
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基于DDS的侦察情报分发系统设计与仿真

  摘 要:侦察情报系统是典型的分布式实时系统,数据分发服务(date distribution service,DDS)是网络中心系统的重要分布式软件技术。由于其强大的实时性能、可扩展以及松耦合的优势,DDS成为未来战场上侦察情报系统的重要发展方向。通过研究DDS体系架构以及关键技术,结合联合作战想定,对DDS模式的战场侦察情报分发系统进行了功能模拟与仿真,充分验证了DDS相对于传统情报体系模式的显著优势。

  关键词:侦察情报系统,分布式实时系统,DDS数据分发服务,联合作战想定

  随着现代战场空间的延伸、作战领域的不断扩展、作战环境的日渐复杂、情报获取手段的更新换代,战场情报的类型种类与数量成几何级数增长,现代局部战争的装备现代化、行动快速性、打击精确化等特点极大增加了作战对情报信息的依赖程度。这些都使作战指挥人员、情报处理人员的工作量倍增,带来了情报处理、分发与利用上的巨大压力。传统的侦察情报系统一般按照“烟囱式”模式,结构耦合紧密不易升级,美军就因情报系统升级的成本代价过大,于2006年11月炸沉了“福吉谷”号宙斯盾巡洋舰。胡锦涛同志指出:要逐步构建信息化条件下联合作战体系,着力提高基于信息系统的体系作战能力。侦察情报分发系统作为信息系统的主要内容,是决定体系作战能力的重要条件和基础。如何构建科学合理的侦察情报分发系统,寻找可持续发展的技术道路,是亟待解决的课题。

  1 侦察情报分发系统需求

  1.1 侦察情报分发系统使命

  战场侦察情报分发系统是一个典型的分布式实时系统。信息化条件下的一体化联合作战要求情报信息的采集、传输、处理和分发要做到“安全、及时和高效”,即参与军事对抗的各方要“在正确的时间、正确的地点获取正确的数据”,这是持续牵引侦察情报信息分发技术进步的军事业务需求。

  ……

  2 DDS实时技术

  2.1 DDS的技术特点

  建跨平台分布式应用软件时,DDS已经成为首选技术之一。基于DDS规范的多种以信息分发为核心功能的产品,已经广泛应用在军事、航空、工业自动化、金融等领域。OMG DDS以数据为中心,以支撑高性能、分布式、实时传输为目标,注重系统扩展性,包含较完善的QoS(quality of service)策略,是基于主题的发布/订阅通信标准。DDS为各种规模的实时应用提供了统一的解决方案,从小规模的嵌入式系统到高层次的企业级信息管理系统的各个领域,都可以实现信息的实时分发[5]。

  2004年7月美国国防部信息技术标准注册处指定DDS为全球信息栅格(global informationgrid,GIG)选用的发布/订阅标准[6]。DDS之所以能够成为应用在网络中心系统中的一个重要的分布式软件技术,主要是因为DDS具有以下显著特点[7]:① 位置无关性。对于本地或远距离的发布和订阅者,DDS支持在发布订阅信道上进行匿名通信,不需要表明所处位置。② 可扩展性。DDS可以支持大量主题、数据读取、数据写入和多种平台的同时接入。③ 互操作性。DDS中提供标准的接口和传输协议。

  2.2 DDS模型结构

  1)域、参与者。在DDS中,只有定义在同一域内的发布者和订阅者才可以进行数据传输。域划分了数据空间,限制和隔离了数据流,对数据的安全性和越权访问进行控制。参与者是发布订阅者的统称。参与者可以属于不同的域,以便不同域之间的链接。

  2)全局数据空间。DDS将所有的域管理置于全局数据空间中。全局数据空间类似于关系数据库,但它是完全分布式的,支持QoS,并允许匿名和异步共享数据信息。在应用中,借助全局数据空间,应用单元只要将数据主题提供给空间,就能够获取所需数据。图1以战场应用为例,展现了云状的全局数据空间应用。各种不同的装备与数据空间链接,获取和提供信息。

 

 

  

 

 

  ……

  2.3 DDS应用程序架构

  面向数据的DDS应用程序是一个松耦合(loosely-coupled)的软件架构[9],如图2所示。主题由DDS来管理,组件通过数据读或写的对象来更新或发布数据。在该结构中,可以独立地、随意地增加或删除组件而互不影响;数据读写者亦可被组件创建、增加或删除而无需事先配置与更改;契合主题的读写者在DDS的管理下直接建立信道通信。

  ……

  3 基于DDS的侦察情报分发系统

  基于DDS体系架构,采用RTI公司发布的RTI_Professional_Edition 4.5软件[10],可以构建联合作战想定下的侦察情报分发系统。

  3.1 联合作战想定

  ……

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