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  • 數字化戰術武器對抗評估仿真系統解決方案
    北京賽四達科技有限公司010-82253618

    數字化戰術武器對抗評估仿真系統包含了包括系統建模、模型驗證、戰場環境、仿真系統操作平臺、可視化系統、人機交互環境等不同的組成部分,越是復雜的戰術武器系統就需要建立更加復雜的戰術武器對抗評估環境。在高層體系結構環境下的戰術武器對抗評估仿真系統組成如圖所示:

        
    數字化戰術武器對抗評估仿真系統的組成框圖


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

    戰場環境
         戰術武器的作戰過程不是孤立的,它總是工作在某種戰場環境中。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、溫度場等的環境中,而戰術導彈武器總是工作在不同層高的大氣環境、電磁環境、重力場環境中。所以,在建設數字化戰術武器對抗評估系統時,針對外場環境的建設非常重要,因為這將直接影響到武器系統評估結果的可信度。

    戰術環境
         除了建立武器系統本身的數學模型、戰場環境模型之外,還需要建立相應的戰術環境,所謂戰術環境主要用來開發、生成和執行戰場想定,為戰術訓練模擬器、威脅生成系統、行為模型測試系統和計算機兵力生成系統提供所有必需的仿真手段。戰術環境仿真可用于多方參與的戰略和戰術仿真訓練系統,任務演練,戰術教學研究、開發和測試,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,模擬器互聯等。
    可視化系統

         圖形生成計算機是仿真系統的核心,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,但是傳統高端計算機圖形系統硬件技術發展緩慢,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展,但它又不能很好地滿足復雜的實時業務要求。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。

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

    HLA支撐環境
         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環境和運行環境。在數字化武器對抗評估系統中,可以利用的底層支撐環境包括:
    MAK RTI——高性能實時RTI;
    MAK VR-Link —— 獨立協議的HLA分布式應用程序開發包;
    MAK HLA/DIS Toolbox for MATLAB/Simulink —— 將MATLAB/Simulink數學仿真模型直接引入HLA/DIS仿真環境;
    HLA/DIS for Vega Prime —— 將三維仿真環境直接引入HLA/DIS分布式仿真環境。

    實時網絡平臺
         在數字化戰術武器對抗仿真系統的仿真過程中,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     對于數字化戰術武器對抗評估仿真系統,屬于復雜大系統的范疇,對這類系統進行仿真本身就是一項復雜的系統工程,要進行大規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。它采用商業貨架產品,在保證實時系統能的前提下盡可能為用戶節約研發經費。

    小結
         基于HLA分布式交互仿真體系的數字化戰術武器對抗評估系統,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、行為和狀態等。
         該數字化戰術武器對抗評估系統具有如下特點:
         高度集成;強壯的分布性;異構性;協同性.



     
     
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