船舶模拟驾驶器通过构建与实船相似的驾驶台、逼真的操作环境。让驾驶人员借助船舶模拟驾驶台及三维虚拟外景成像系统操纵船舶，可完成船舶操纵训练、避碰规则相关训练、电子海图显示和信息系统培训、雷达与 ARPA 操作培训、航行相关规则的训练等。同时各种操纵参数被读入船舶操纵运动数值模型进行仿真，船舶的位置发生变化，外景也随之改变，驾驶人员可以从变化的外景及仪表的新参数判断操纵，如此反复。
1. 船舶模拟驾驶器架构
船舶模拟驾驶器由船舶模拟驾驶台、船舶运动仿真计算机、教练台、环境条件模拟器、外景生成计算机、投影设备、船舶驾驶虚拟仿真系统等组成。
1.1 船舶模拟驾驶台
船舶模拟驾驶台由驾驶操纵台、仿真计算机及监控计算机组成。它以航运船舶为背景，采用半实物仿真技术，驾驶台面板上操纵部件（如操舵手轮，主机遥控操纵头）及指示仪表、报警指示灯及功能按钮等部件采用实物仿真，操舵装置、主机系统、推进器等装置采用数字计算机模拟。
1.2 船舶运动仿真计算机
船舶运动仿真计算机用于接受驾驶台操纵信号，对船舶推进器、操舵系统进行数字仿真，将有关数据送显示面板显示。通过两个 RS232接口将操纵信号进行全过程数字仿真，结果分别送到船舶运动仿真计算机和船舶模拟驾驶教练台。
1.3 教练台
教练台具有两大功能:一是对船舶驾驶台的操纵情况进行实时监控，可监视、记录驾驶台操纵情况，二是用于对船舶推进系统和舵机的数学模型参数进行设定，也可进行环境设定，设置故障情况，由仿真计算机模拟各种故障。
1.4 环境条件模拟器
环境条件模拟器负责模拟船舶在不同海况下的操作环境。它可以模拟风速、风向、波浪、海流等自然条件，以及能见度、天气等环境因素。这些条件对船舶的操控和航行安全有重要影响，通过模拟这些条件，学员可以学习如何在复杂环境中进行船舶操作。
1.5 外景生成计算机
外景生成计算机负责生成船舶周围环境的三维视图。它根据船舶的位置、航向和环境条件，实时渲染出船舶周围的海面、陆地、建筑物等场景。这些视图通过投影设备展示在模拟驾驶台的前方，为学员提供沉浸式的驾驶体验。
1.6 投影设备
投影设备是将外景生成计算机生成的图像投射到大屏幕上的设备。这些设备通常采用高分辨率和高亮度的投影技术，以确保图像清晰、逼真。通过多个投影设备，可以创建一个环绕式的视觉效果，增强学员的沉浸感。
1.7 船舶驾驶虚拟仿真系统
船舶驾驶虚拟仿真系统主要由舵机数字仿真模块、主机及推进系统数字仿真模块及通讯模块组成。
1.7.1 舵机数字仿真模块
根据舵机数学模型，按照驾驶台发来的操舵命令，进行数学运算，运算结果（即实际舵角）一方面在驾驶台面板的舵角显示器上显示，另一方面由通讯程序送给监控计算机和中央计算机。
1.7.2主机及推进系统数字仿真模块
根据主机及推进系统数学模型，按照驾驶台发来的主机摇控操纵命令，按主机的逻辑程序进行数字模拟，运算结果（即左、右推进器的实际转速）一方面在驾驶台面板的左、右推进器器转速表上指示另一方面由通讯程序送给监控计算机和中央计算机。
该模块完成的基本控制程序如下:
（1）起动逻辑控制
（2）换向逻辑控制
（3）停车控制
（4）紧急换向控制
（5）紧急停车控制
（6）紧急运行控制
（7）故障报警及完全保护（根据故障类别自动减速、自动停车）
仿真计算机除了完成以上的基本控制程序以外，还可以进行试灯、测试报警蜂鸣器等功能试验。
1.7.3 通讯模块
仿真计算机设置两个RS232异步串行接口，分别与船舶动力学仿真系统的中央计算机和船舶驾驶台仿真系统的监控计算机进行异步数据通讯。
2. 船舶模拟驾驶器的主要功能
（1）能模拟船舶操纵性能
船舶操纵性能的航向稳定性、旋回性、机动性、启制动能力进行训练，掌握船舶的基本性能。
对船速的控制要适合当时环境因素情况。另外还要掌握好船舶停车、倒车冲程、冲时。船舶旋回性能是船舶操纵性能的重要性能之一，对航行于内河的船舶尤为重要，它是保证船舶安全操纵作业、避碰和安全航行必不可少的性能，在训练中要注重从三个阶段(机动阶段、渐变阶段、稳定阶段)加以重点训练。另外对船舶旋回圈及要素在实践中的应用在训练中重点突出。
（2）可以模拟产生各种自然气候、气象环境,如晴天、阴天、雾、黑夜、雨、雪等；
（3）可以考虑对船舶操纵有影响的外力及边界，如风、浪、水流、浅水等；
（4）能进行1:1实时操纵模拟，让驾驶人员进行实际操作；
（5）基本船舶操纵技能训练
弯、窄、浅险槽航行操作；掉头操纵；抛起锚操纵；靠、离泊操纵；桥区航行操作；闸(坝)区航行操作。
（6）应急应变训练
实遇能见度不良航行操作；大风浪中船舶操纵；船舶失控应急；船舶碰撞应急；船舶火灾的应急；船舶触礁/搁浅的应急；船舶走锚应急；人员落水应急；油污染应急。
船舶模拟驾驶器通过构建一个安全、可控的环境，让学员能够在没有实际风险的情况下，学习和练习船舶驾驶技能，不仅能更好的提高船舶驾驶实践技能，还能节约教学成本，降低船舶操纵带来的危险因素，缩短培训时间。
