• 數字化戰(zhàn)術武器對抗評估仿真系統(tǒng)解決方案
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    數字化戰(zhàn)術武器對抗評估仿真系統(tǒng)包含了包括系統(tǒng)建模、模型驗證、戰(zhàn)場環(huán)境、仿真系統(tǒng)操作平臺、可視化系統(tǒng)、人機交互環(huán)境等不同的組成部分,越是復雜的戰(zhàn)術武器系統(tǒng)就需要建立更加復雜的戰(zhàn)術武器對抗評估環(huán)境。在高層體系結構環(huán)境下的戰(zhàn)術武器對抗評估仿真系統(tǒng)組成如圖所示:

        
    數字化戰(zhàn)術武器對抗評估仿真系統(tǒng)的組成框圖


    武器系統(tǒng)數學模型
         武器系統(tǒng)的數學模型是進行數字化戰(zhàn)術武器對抗評估仿真的基礎,無論是戰(zhàn)術導彈武器、無人駕駛作戰(zhàn)飛機,或者各種型號的作戰(zhàn)飛機、艦艇、裝甲車輛,甚至輕武器系統(tǒng)發(fā)射的彈藥等等,都具有相應的數學規(guī)律或者力學規(guī)律可以遵循。根據這些數學規(guī)律、力學規(guī)律建立起相應的運動方程、動力學方程,就構成了武器系統(tǒng)的數學模型。

    戰(zhàn)場環(huán)境
         戰(zhàn)術武器的作戰(zhàn)過程不是孤立的,它總是工作在某種戰(zhàn)場環(huán)境中。例如水下武器(魚雷、水雷等等)總是工作在水中,無論是海洋還是湖泊,水下武器需要工作在相應的水文、聲納、溫度場等的環(huán)境中,而戰(zhàn)術導彈武器總是工作在不同層高的大氣環(huán)境、電磁環(huán)境、重力場環(huán)境中。所以,在建設數字化戰(zhàn)術武器對抗評估系統(tǒng)時,針對外場環(huán)境的建設非常重要,因為這將直接影響到武器系統(tǒng)評估結果的可信度。

    戰(zhàn)術環(huán)境
         除了建立武器系統(tǒng)本身的數學模型、戰(zhàn)場環(huán)境模型之外,還需要建立相應的戰(zhàn)術環(huán)境,所謂戰(zhàn)術環(huán)境主要用來開發(fā)、生成和執(zhí)行戰(zhàn)場想定,為戰(zhàn)術訓練模擬器、威脅生成系統(tǒng)、行為模型測試系統(tǒng)和計算機兵力生成系統(tǒng)提供所有必需的仿真手段。戰(zhàn)術環(huán)境仿真可用于多方參與的戰(zhàn)略和戰(zhàn)術仿真訓練系統(tǒng),任務演練,戰(zhàn)術教學研究、開發(fā)和測試,各種載體的樣機特性研究,基于數據采集的仿真,嵌入式訓練器,模擬器互聯(lián)等。
    可視化系統(tǒng)

         圖形生成計算機是仿真系統(tǒng)的核心,它用來實時生成相應的景像,它決定圖形生成的更新率、圖形分辨率、圖形復雜程度和圖形質量。實時生成逼真的視景圖像是一個十分復雜的計算過程。隨著虛擬現實和仿真應用的領域越來越廣泛,三維實時應用領域對計算機性能的要求越來越高,但是傳統(tǒng)高端計算機圖形系統(tǒng)硬件技術發(fā)展緩慢,性價比不高,而且升級困難。與此同時,普通PC圖形卡的性能近些年迅猛發(fā)展,但它又不能很好地滿足復雜的實時業(yè)務要求。PC集群技術的興起和成熟正好彌補了高低端圖形系統(tǒng)之間的空白,而邊緣融合和矯正技術也已經獨立于投影設備并與多通道仿真計算機緊密結合。
         三維建模和實時仿真軟件包括三維單體建模、地形建模和實時仿真軟件。用來構建三維模型,真實三維地形,水下、水面等三維場景;通過實時仿真軟件來表現水雷或仿真模型在三維場景中的動作和運動狀態(tài)。

    底層支撐環(huán)境
         無論武器系統(tǒng)數學模型、戰(zhàn)場環(huán)境、戰(zhàn)術環(huán)境以及可視化系統(tǒng)中的圖形計算機,都需要運行在某個環(huán)境中。在本方案中,底層的支撐環(huán)境包括HLA支撐環(huán)境、實時網絡環(huán)境以及實時計算機應用。

    HLA支撐環(huán)境
         在分布式仿真領域,HLA技術越來越成熟,以MAK Technologies公司為代表,提供了豐富的底層軟件開發(fā)環(huán)境和運行環(huán)境。在數字化武器對抗評估系統(tǒng)中,可以利用的底層支撐環(huán)境包括:
    MAK RTI——高性能實時RTI;
    MAK VR-Link —— 獨立協(xié)議的HLA分布式應用程序開發(fā)包;
    MAK HLA/DIS Toolbox for MATLAB/Simulink —— 將MATLAB/Simulink數學仿真模型直接引入HLA/DIS仿真環(huán)境;
    HLA/DIS for Vega Prime —— 將三維仿真環(huán)境直接引入HLA/DIS分布式仿真環(huán)境。

    實時網絡平臺
         在數字化戰(zhàn)術武器對抗仿真系統(tǒng)的仿真過程中,數據的準確性和實時性是非常重要的,直接影響到最后的仿真結果。在本方案中選用CURTISS WRIGHT Controls 公司開發(fā)的新一代基于反射內存式的實時網絡解決方案——SCRAMNet GT200來構架實時網絡平臺。

    實時計算機

    3/4 LEFT& MONT. 2, 2/4/01, 5:49 pm,  8C, 3091x4393 (288+200), 62%, chrome 6 stops,  1/20 s, R48.7, G41.9, B50.8     對于數字化戰(zhàn)術武器對抗評估仿真系統(tǒng),屬于復雜大系統(tǒng)的范疇,對這類系統(tǒng)進行仿真本身就是一項復雜的系統(tǒng)工程,要進行大規(guī)模的高精度的實時仿真,就需要高性能的實時仿真計算機作為計算平臺。iHawk系統(tǒng)是由美國并行計算機公司推出的基于實時Linux——RedHawk Linux的x86實時仿真計算機平臺。它采用商業(yè)貨架產品,在保證實時系統(tǒng)能的前提下盡可能為用戶節(jié)約研發(fā)經費。

    小結
         基于HLA分布式交互仿真體系的數字化戰(zhàn)術武器對抗評估系統(tǒng),采用了先進的HLA技術和MAK公司成熟商用RTI、VR-Link、VRForces等產品,幫助用戶構建自己的仿真應用,提供對自然環(huán)境的模擬,如:地形、地貌、氣象等,實現計算機生成兵力(CGF) ,仿真軍隊、裝備的部署、行為和狀態(tài)等。
         該數字化戰(zhàn)術武器對抗評估系統(tǒng)具有如下特點:
         高度集成;強壯的分布性;異構性;協(xié)同性.



     
     
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