作战仿真技术综述

作战系统是社会复杂巨系统,仿真可以在实验室研究与学习战争,是对军事学科发展和实验研究的补充.对作战仿真的几个主要共性技术问题进行了简要论述,包括任务空间功能模型、综合自然环境建模、多分辨率建模、基于多智能体的计算机生成兵力建模、复杂大系统建模与仿真的VV&A、仿真支持环境、基于网格技术的网络中心战仿真等.在作战仿真研究过程中,应建立一个综合虚拟战场支撑环境,将作战仿真所有共用部分建成一个平台,在此基础上开发各用户为某种目的的仿真应用.     

分布式潜艇作战系统仿真设计环境研究

分布式潜艇作战系统仿真设计环境是目前国内功能较全、规模较大、技术较新的潜艇作战系统仿真平台,是数学仿真环境和半实物仿真环境的综合集成。该仿真设计环境可在较真实的水下战场环境中,利用异地分布的设备和仿真模拟器进行互操作,完成潜艇作战系统及分系统的仿真、验证和培训等应用,通过Stage软件的集成实现对整个仿真过程中战场态势的实时显示,并能对仿真结果进行评估。     

基于资源管理联邦的联合作战仿真平台研究

针对复杂综合战场环境中联合作战仿真资源协同和作战仿真任务动态生成等特点,提出了基于资源管理联邦(Resource Management Federation,RMF)的联合作战仿真平台结构,重点讨论了资源管理联邦的设计原理.资源管理联邦与对等的仿真联邦间构成了层次联邦结构,在HLA的范畴内实现了综合战场环境中资源的统一管理以及作战仿真联邦FOM和SOM的动态生成,并成功运用于导弹联合作战仿真系统中.     

水面舰水声对抗综合仿真环境研究

在水声对抗仿真研究中,由于依据声纳方程建立的声抗模型误差较大,因此可通过信号仿真及半实物仿真方法来提高模型精度,但这将为水声对抗仿真环境的构建带来较大困难。为了尽可能真实地评估水面舰水声对抗系统对抗来袭鱼雷的作战效果,建立了包括作战平台、声抗平台以及半实物平台的水面舰水声对抗综合仿真环境。本文给出了构建该综合仿真环境的解决方法,并介绍了该环境中的三个子环境的组成及作用,而后描述了本综合仿真环境的功能及运行效果。该综合仿真环境的构建,对提高评估结果的可信度以及水面舰水声对抗系统的研制和使用有着重要的意义。     

指控系统综合验证法研究

指控系统验证是以指控系统为研究对象的新兴专有概念,用于检验指控系统是否满足作战需求.总结提炼了指控系统验证的概念,指出其具有的对抗性、系统性、真实性的三大特征.在分析现有指控系统验证方法优缺点的基础上,提出了指控系统综合验证法,并对该方法的关键环节进行了详细分析;从效费比、可信性、完备性和重用性四个方面进行了对比分析,指出以作战仿真为基础的实兵、模拟环境验证法是指控系统综合验证法的重点,对该方法的段段划分、主要流程进行了详细分析;最后设计了验证支持系统,对其体系结构和支撑技术进行了详细说明,重点分析了验证支持系统的仿真实现,从指控系统与作战仿真系统的无缝连接技术、仿真环境的可视化构建技术、高逼真度的作战仿真技术以及仿真控制等方面进行了具体描述.开展的指控系统综合验证法研究对于促进陆军指控系统信息化建设、探索指控系统应用有着较高的意义.     

动态地形仿真研究

动态地形仿真主要研究动态地形和军事系统之间的相互作用,这些作用直接影响着作战仿真过程和结果的逼真度和可信度。从动态地形仿真需求与原理出发,研究了动态地形仿真的两个关键技术：时序一致性和多态一致性,并基于综合环境数据表示与交换规范（SEDRIS）和高层体系结构（HLA）技术设计实现了一个动态地形仿真联邦,该联邦具有动态生成弹坑、反坦克战壕和阵地等军事实体的功能,能满足对动态地形有一定要求的作战仿真。     

基于仿真的编队作战指挥系统设计方法及环境研究

首先研究了基于仿真的编队作战指挥系统设计方法的内涵,重点提出了基于仿真的编队作战指挥系统设计过程及所需的仿真系统,以此为基础,系统地提出了提高仿真模型和系统标准化、重用性以及开发的快速性的仿真支撑环境和"基本型"仿真应用环境,并对其组成、功能、应用流程进行了描述。该设计方法和支撑环境已成功地应用于某型舰作战指挥系统的研制过程中,取得了较好的效果。     

地空导弹混编作战单元指挥控制系统综合仿真试验平台设计

应用分布交互仿真的高层体系结构(HLA),结合地空导弹混编作战单元指挥控制系统研制背景,设计开发了基于HLA的地空导弹混编作战单元指挥控制系统综合仿真试验平台,对仿真系统的功能和组成进行了描述,重点介绍了指挥控制协调中心的作战指挥控制功能,探讨了混编作战单元的指挥控制方式、信息交互关系和射击指挥区,给出了仿真开发过程。     

新型驱护舰作战系统仿真设计与实现

仿真训练对于促进新装备战斗力的快速形成具有重要作用。针对新型驱护舰作战模拟训练的迫切需求,通过对仿真系统进行需求分析和概念建模,采用"通用加专用"的设计思想,解决了多型舰作战系统仿真兼容的问题,并设计了新型驱护舰作战系统仿真体系结构。分析了仿真系统的组成和功能,重点阐述了复杂电磁环境仿真、故障模拟等关键技术。系统实现了多型驱护舰的单舰和编队作战模拟训练,已在部队安装,训练效果良好。     

防空C3I系统综合集成仿真环境研究

防空C3 I系统综合集成仿真环境的研究 ,是降低防空C3 I系统仿真复杂性、提高仿真全过程透明度以及系统重用性的根本途径。根据防空C3 I系统仿真的特点 ,探讨了防空C3 I系统综合集成仿真环境的概念框架 ,并针对其综合集成仿真环境的体系结构和仿真支撑环境等关键技术进行了深入的分析 ,提出了构建防空C3 I系统综合集成仿真环境的基本框架。     

用UML构建海洋声信息作战系统仿真模型

声纳水下作战使用是海洋声信息战的主要内容与形式。由多目标与多声纳构成的海洋声信息战仿真系统是研究声纳及其水下作战效能的重要工具。仿真系统的软件因开放式需求与复杂性特点，采用面向对象的类模型分析与设计方法。分析设计过程借助统一建模语言UML。类模型较好地描述了海洋声信息环境中各种对象的特性与关系，致使仿真软件的扩充性与重用性好，且开发效率高。     

连续爆炸式水声干扰弹对抗仿真系统开发研究

以水下武器对抗作战为背景,设计开发了一种以连续爆炸式水声干扰弹为基础、基于声信号仿真的水声对抗仿真系统。在详细讨论了系统的模块组成及其相应仿真功能的基础上,构建出基于分布交互式体系结构的水声对抗仿真系统,特别给出了连续爆炸式水声干扰弹的声学模型与仿真模型,介绍了系统实现上的关键技术,最后以对抗某型鱼雷为例进行了仿真实验,证实了系统设计方案的可行性和有效性。仿真实例表明,该系统具有很好的实验研究功能。     

基于组件的水面战视景仿真系统关键技术研究

为了更加生动逼真地体现水面战视景仿真中导弹发射、导弹命中、舰炮开火、雷达搜索、干扰弹展开等攻防对抗的细节,针对仿真系统设计、组件化建模、组件化模型驱动等关键技术进行深入研究。提出了多粒度建模与替代子模型法相结合的组件化建模方法,通过配置链表内存映射的方法对组件化模型进行动态加载。所设计的基于组件的水面战视景仿真系统作为某大型分布式水面战仿真系统一个联邦成员,通过HLA接口接收联邦中相应联邦成员如导弹、火炮、雷达、干扰系统等的数据,在三维视景中驱动组件化模型。

Abstract：

In order to reflect more vivid details of attack and defense of surface warfare scene simulation such as missile launch, missile hit, gun fire, radar search and decoy expand, several key technologies including system designing, component-based modeling, component-based model-driven were researched. A component-based modeling method was proposed which combined multi-granularity modeling and sub-model replace. This method could load component-based model dynamically by list configuring and memory mapping. The component-based surface warfare scene simulation system designed as a federate of a large distributed surface warfare simulation system federation could receive data of the corresponding federate such as missile, artillery, radar and jamming system, and then the component-based model in the 3D scene was driven.     

光电对抗仿真测试系统综述

光电对抗仿真测试系统主要用于全面检验光电对抗装备的战术技术性能,是光电对抗装备研制定型的必要手段。主要讨论了采用仿真手段建设光电对抗仿真系统的目的和意义,阐述了光电对抗装备武器仿真技术现状和发展趋势,介绍了光电对抗仿真系统的一般组成,并简要地给出了各组成部分的功能和组成,最后就其涉及到的关键技术进行了探讨。     

基于DIS的水声对抗声学仿真系统设计

在分析了攻击武器、对抗装备、海洋声环境等水声对抗参与实体的声学特性、战技术性能及作战过程的基础上，设计了一套水声对抗声学仿真系统方案，建立了水声对抗参与实体之间的数据交互及时序控制关系，利用系统仿真、网络通信、计算机仿真及虚拟现实等技术建立了分布交互式的水声对抗声学仿真系统，利用校核、验证与确认（VV＆A）技术对建立的模型进行了充分的校验。该系统的显著特点是在声信号的层次上实现了水声对抗双方的建模与仿真，可用于水声对抗系统的研制、性能检测、效能评估和技术改进，同时也可用于水声对抗过程的模拟训练，具有广阔的应用前景。     

仿真环境与C4ISR系统交互技术研究

建立了仿真环境与C4ISR系统交互活动模型和功能接口模型,对实现交互功能的关键技术进行了研究,建立了仿真实体与C4ISR系统进行交互的对象匹配过程和算法以及仿真代理的软件体系结构。研究成果已在实际系统仿真测试环境中得到应用和验证。     

基于能力组件的作战仿真Agent模块化结构设计

针对目前作战仿真Agent软件实现模块化程度不高、复用性较差和开发效率较低的问题,提出了一种基于Agent能力组件的作战仿真Agent模块化结构设计方法。提出了BDI模型在作战仿真Agent中的实现方式及其能力封装与能力关系的基本概念;基于能力封装,设计了作战仿真Agent能力组件的结构、要素、功能类和执行算法;基于能力关系,设计了基于能力组件的作战仿真Agent通用执行模块的结构、数据模型、功能类和执行算法。以装甲分队平台级仿真Agent的实现为例,验证了方法的可行性与有效性。     

联合作战武器装备体系演示验证仿真系统研究

面向信息化条件下联合作战武器装备体系演示验证仿真需求,提出了一种可以实现异质模型与多模拟系统的互联与联合仿真,支持在战区作战体系大环境下,对联合作战武器装备体系的概念、方案与作战运用进行一体化演示与综合实验评估验证的仿真系统设计方案,并对系统设计实现中的若干关键问题进行了讨论。     

基于HLA的水下战仿真系统研究

针对水下对抗仿真环境需支持多种不同对抗样式水下战仿真实验的功能需求,提出了一种基于HLA的可扩展的开放式水下战仿真体系结构,基于该结构,仿真用户可以通过目标系统重组方式组建具体的联邦应用系统。并就系统设计、开发及实现过程中所需解决的主要关键技术,如FOM/SOM建模、成员框架结构设计、DIS/HLA网关、仿真运行机制、网络统计等分别作了讨论。本项研究对其它领域内基于HLA的联邦设计和开发具有参考价值。     

声呐数据合成与环境仿真研究

研究了被动声呐数据合成与环境仿真的系统结构和水声合成信号的生成﹑建模与仿真试验。以水中运动目标为例,给出了水声环境下,合成信号、环境噪声、海洋声学的数学模型和合成环境系统仿真实验。该研究可用于水下探测系统和水声对抗系统的环境模拟,及水声设备的性能评估。