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多源信息的融合处理问题是C~4ISR系统建设中的一个关键问题。随着实用系统的开发,信息融合系统的体系结构设计问题、融合系统的实现问题及融合系统开发的工程化等问题逐渐成为C~4ISR系统信息融合技术研究的重要问题。在C~4ISR框架下,信息探测系统、信息处理系统、信息传输系统及指控系统的设计是一个一体化设计过程,从而有可能实现信息融合系统的自顶向下的设计。 本文研究C~4ISR分布式信息融合系统的体系结构设计及系统实现中的一些关键技术并基于论文的研究成果开发了一个水面舰艇编队信息融合原型系统。 首先,论文对C~4ISR系统中的信息融合处理的信息与信息流、系统结构与处理模型、C~4ISR信息融合系统设计和实现技术研究的内容与研究现状进行了一个全面的梳理、介绍与分析。 体系结构设计是系统设计的基础。论文按照融合处理模型→系统拓扑结构设计→融合节点间协作机制的思路,研究了C~4ISR分布式信息融合体系结构的设计。在对C~4ISR系统中的信息融合过程的动态特性进行深入分析的基础上,针对JDL等信息融合处理模型的不足之处提出了一种C~4ISR动态信息融合模型;提出了一种基于de Bruijn网的C~4ISR分布式信息融合系统拓扑结构;在此基础上,提出并建立了基于合同网协议的融合节点交互机制。上述三个方面结合起来就给出了一种分布式、动态自组织的信息融合体系结构。论文还研究了上述交互机制中一个融合节点内部的处理过程。 时钟同步问题关系到各融合节点上信息的一致性,是构建分布式信息融合系统要解决的重要问题。论文研究了C~4ISR分布式信息融合系统中的时间管理机制特别是时钟同步技术。首先讨论了软件时钟同步的基本原理与算法;然后进行了网络传输延迟的测量及其概率分布的估计;最后提出了一种基于概率同步算法及基于统计同步算法的融合系统外同步方法及对其有效性进行验证的计算机仿真方法。 扩展JDL模型刻画了在C~4ISR分布式信息融合系统的一个节点中进行的融合处理的基本内容,给出了融合节点结构的概念框架,对此模型可以采用多种方式来实现。论文研究了基于黑板结构的融合节点处理结构设计。具体研究了黑板结构及黑板处理机制与黑板结构的控制、黑板结构的控制策略及三种重要的黑板控制机制,深入分析了各级处理的特点及其实现方案,最后给出了融合节点基于黑板结构的一种参考实现。 作为论文研究成果的一个验证,开发了一个具有一定通用性和可扩展性的舰艇编队信息融合原型系统。论文主要研究了融合中心软件的设计与实现,提出了一种基于层次黑板结构的融合中心软件结构,研究了面向对象的融合中心数据结构设计与组织方法及基于POSIX多线程的软件线程结构与基于Oracle的数据库处理。