复杂电磁环境仿真试验体系的模型验证方法研究

依据无人飞行器复杂电磁环境适应性能力试验验证评估需求,提出了"一条主线、两级仿真、三个层次、分层仿真、综合评估"的复杂电磁环境抗干扰仿真试验体系。其中"一条主线"是指紧扣应用需求,坚持仿真全过程的模型校核、验证和确认(VV&A)开展仿真;"两级仿真"是从建模与仿真的角度出发,建立交战级(系统级)和工程级(部件级)两级仿真,向上可以支撑任务级(体系级)仿真系统仿真模型的建模与验模;"三个层次"是指探测设备的仿真模型粒度分为信号级仿真模型、介于信号模型与功能仿真模型之间的模型、功能仿真模型三个层级;"综合评估"是对"两级三层次"试验得到的关于对抗进程和结果的数据进行综合处理,对复杂环境下某型装备抗干扰能力进行综合性评估。在此基础上,详细阐述了复杂电磁环境仿真试验体系的模型验证方案,并且提出了信号级、功能级仿真系统的模型验证方法及其实施步骤,为复杂电磁环境下仿真试验体系的模型验证工作提供有效的技术支撑。     

复杂电磁环境下虚拟现实模拟训练系统的开发

针对模拟复杂电磁环境下的装备训练及联动操作,设计与实现了一种将虚拟现实技术与分布式仿真技术相结合的模拟训练系统.采用分布式虚拟仿真技术实现了整个武器系统之间的交互与联动,完成了从单个战车内成员的单独操作训练到全武器系统综合作战演练的全过程.针对几类典型电磁干扰,设计了一系列训练中使用的电磁干扰策略,给出了电磁干扰的模拟方式.采用"虚实结合"的思想,利用仿真实物键盘配合眼镜式显示屏的方式,建立了训练操作的虚拟现实环境,具有较高的沉浸感.实际的训练操作表明,系统能够满足日常操作训练及模拟特殊电磁环境下的训练需求.     

电磁环境仿真与可视化研究综述

电磁环境仿真与可视化研究在民用通信及电子战领域的应用不断发展.在介绍了电磁环境基本概念和分类的基础上,较为系统的阐述了电磁环境建模与仿真的理论方法与技术.分析了国内外电磁环境仿真与可视化的研究现状,包括仿真系统框架设计、复杂环境下电磁仿真的现状、并行计算在电磁仿真中的应用、电磁环境仿真相关软件以及电磁环境可视化研究情况等五个方面.最后对未来的研究方向进行了展望.     

基于环境适应性的无人机电磁仿真研究

电磁环境的日益恶化使得无人机面临着前所未有的威胁。本文通过分析可能遭遇的电磁信号，结合战场电磁环境数据库和任务飞行规划，对基于环境适应性的无人机电磁半实物仿真技术进行了研究，并依据外界电磁环境对无人机的威胁途径，在一定程度上可归结为天线端口和机载电缆，提出了天线端口注入和机载电缆注入的电磁环境仿真方法，从而克服了传统全实物仿真中无法动态仿真电磁环境的弊端，降低了对仿真试验设备和场地的要求。     

基于效能评估的复杂电磁环境探索性仿真方法

提出了基于效能评估的复杂电磁环境探索性仿真方法,该方法以利用精细的电磁对抗分析模型和构造基于复杂电磁环境不确定性Shannon概率熵测度的参数不确定空间为基础,采用可视化和探索性分析手段,从武器装备效能角度对复杂电磁环境问题进行了仿真分析研究;最后,结合雷达探测效能分析给出了一个应用该方法来刻画复杂电磁环境特征的应用示例.     

面向复杂电磁环境的体系作战仿真平台设计

战争模拟可划分为战略、战役、战术和技术4个层级。国内外现有战役战术级体系作战仿真平台无法驱动技术层电磁设备专用模型,导致其战场复杂电磁环境仿真逼真度受限。借鉴柔性分析建模与训练平台(flexible analysis modeling and exercise system,FLAMES)系统模型体系架构,基于离散事件仿真系统(a discrete event system simulator,ADEVS)引擎模拟库,设计开发了一套融合战役、战术和技术3个层级,支持系统、实体和组件三级独立仿真步长设置且动态可调的柔性作战仿真平台柔性作战仿真平台(flexible operation simulation,FOSim)。通过驱动技术层专用模型,该平台可将更细粒度电磁设备模型纳入体系作战仿真回路,从而在大规模的战役战术级体系作战仿真中实现高逼真度的复杂电磁环境生成和电磁环境影响效应模拟。     

基于ITM的复杂电磁环境并行计算方法

针对复杂电磁环境仿真中算法复杂、计算量大的特点,构建了一种基于不规则地形模型(irregular terrain model, ITM)电波传播模型的复杂电磁环境并行计算方法。该方法采用三维标量场的数据组织方式描述复杂电磁环境。在并行计算关键的任务分配阶段依据ITM模型的计算特点和三维标量场的数据组织方式,采用了以标量场列为基本单位的静态任务分配方法,有效地避免了地形提取的冗余计算,保证了节点间的负载平衡。经实验验证,该算法并行效率较高,能够有效地满足不规则地形条件下的复杂电磁环境快速计算的需要。     

空间电磁环境可视化系统的研究与应用

设计并实现了一个空间电磁环境可视化系统,能够对空间电磁环境中的地形与电磁数据进行统一建模,解析并作可视化映射,从二维、三维空间等多个维度对电磁场进行可视化处理,实现了电磁分布态势、等值线、传播方向路径等多种形式的电磁环境可视化方法,该系统能够为用户提供一种更为高效的空间电磁环境可视化分析工具。     

复杂电磁环境下雷达探测能力分析及仿真

首先分析总结理想情况下雷达方程及其相应参数的求取,研究了有源干扰方程、无源干扰方程、接收机噪声方程及其参数的求取,详细推导了频谱系数.在此基础上,给出复杂电磁环境下综合信干比的计算公式,最后利用求出的综合信干比,计算单次扫描雷达的探测概率和自卫距离,并提出仿真中雷达捕获的判断方法.通过将该模型应用于某型仿真系统中的雷达实体探测模块中,证明该模型具有一定的通用性、准确性和简单实用性.     

联合作战想定中的复杂电磁环境建模技术研究

针对在复杂电磁环境条件下联合作战的特点,提出一种联合作战想定中的电磁环境模型.模型综合考虑了复杂电磁环境的组成和作战模拟仿真的需求,采用文档类型定义语言进行描述.在该模型的基础上,设计实现了一个电磁环境下联合作战模拟想定生成系统.     

电磁环境复杂度评估算法研究与仿真实现

针对目前电磁环境监测系统只是利用虚拟或真实平台完成电磁信号监测而不对其进行评估的现状,设计并实现了一种可以实时评估电磁环境复杂度的系统。该评估系统在分析影响电磁环境复杂度因素的基础上建立了评估指标,利用模糊综合评判模型获取各指标的权重系数,根据复杂度评估等级标准对复杂度评估综合值给出复杂度等级。仿真结果表明,该评估算法可以对电磁环境复杂度实施实时或历史的电磁环境复杂度评估,在军用或民用电磁环境复杂度评估等领域具有重要的应用价值。     

不同车载天线电磁特性的仿真研究

研究不同天线的电磁特性对于选择合适的车用天线以及对于车载天线的电磁兼容性研究都是十分重要的.依据实际车型建立了逼真的汽车模型,利用有限积分法(FIT)对三种不同车载天线的增益方向图及其在车内的电磁场分布情况进行了仿真研究,并分析了改变天线增益曲线的方法.这些工作可为车载天线的电磁兼容性研究及车载天线的设计提供一定的参考.     

基于装备作战效能的复杂电磁环境下训练效果评估

训练效果的准确评估是改进训练方法提高训练效果的基础.复杂电磁环境下的训练对象是装备操作人员与指挥人员,目的是通过训练提高操作人员与指挥人员应对复杂电磁环境的能力.由于复杂电磁环境下训练的复杂性和不确定性,对指挥人员、操作人员的能力及其战术水平进行量化入模十分困难,直接建立指标体系对训练效果进行评估很难实现.提出了一种基于武器装备作战效能的训练效果评估方法,通过武器装备的作战效能反映操作人员和指挥人员的能力;通过训练前后武器作战效能的提高量化值对训练的效果进行评估.实例表明,该方法可以很好的解决复杂电磁环境下训练效果评估问题.     

防空作战电磁环境建模与仿真

以防空作战为背景,分析了战场电磁环境的构成要素,在建立各要素脉冲描述字模型的基础上,提出了基于脉冲流描述的电磁环境建模方法,构建了相应的仿真系统,完成了防空作战电磁环境的动态模拟。绘制出典型作战场景下电磁环境时域、频域、功率域的态势图,仿真结果表明电磁环境具有两个显著特点:动态性与相对性。建模仿真方法对战场电磁环境的仿真构建具有一定的借鉴意义。     

分布式交互仿真中的电波传播模型研究

针对分布式交互仿真中电波传播的建模与表现方法进行了研究.针对电波传播环境的复杂性,采用了一种将经验模型、半确定半经验模型和确定模型相结合的电波传播模型,并给出了复杂电波传播环境下相关环境信息数据的表达方法.在小区制非可视传播环境中,加速改进了基于SBR的射线跟踪算法,给出了相关的实验,并验证了其有效性.