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战场态势信息的分布交互式视景仿真

战场态势信息的分布交互式视景仿真
战场态势信息的分布交互式视景仿真

基金项目:国防科研项目基金(10405020202)收稿日期:2002-07-11

第20卷 第5期

计 算 机 仿 真

2003年5月

文章编号:1006-9348(2003)05-0001-02

战场态势信息的分布交互式视景仿真

孙向军,刘凤玉,张宏,徐惠

(南京理工大学计算机系,江苏南京210094)

摘要:该文从视景仿真的特点出发,首先对战场态势信息分类和存储进行了分析,并在此基础上,提出了实现战场态势信息视景仿真的具体方法和关键技术,从数据的存储、图形显示和实体模型三方面进行了探讨。关键词:分布交互式仿真;虚拟现实;视景仿真;实体模型中图分类号:TP391.9 文献标识码:A

1 引言

随着信息技术的迅猛发展,传统的战场概念已被/信息0所物化,战场的结构和形态都发生了翻天覆地的变化,未来战场上,信息表现形式是立体的、多层次的,以争夺信息优势为主要特征的信息战正在快速走向未来战场的舞台。信息优势是指采集、处理和分发不间断信息流的能力,同时利用或阻止敌人具备这种能力的能力。建立信息优势主要是要建立全面准确的野战战场态势感知能力,有效运用整体作战的能力以及全方位、可靠的战场网络服务能力。

战场态势信息视景仿真研究是将战场态势形成的大量复杂的、动态的或者不可见的数据,借助计算机图形学和图像处理等技术,用几何图形和色彩、纹理、透明度、对比度以及动画技术等手段,以图形图像信息的形式,直观、形象地表达出来,并进行交互处理。目前战场态势信息显示关键是如何描述兵力实体和战场环境的交互行为,海量态势信息的存储和可视化问题。

2 分布交互式视景仿真的特点

1)实时性要求高。视景仿真不允许图像或实体显示不连续或有较大延迟。

2)对实体运动模型的仿真精度要求不高。观察者更注重实体的姿态和轨迹,而对它的动态特性并不敏感。通常简化的方法是保留运动学方程,简化动力学模型,通过加速度、过载和横滚的限制来描述状态量变化的动态过程。

3)可见和不可见共存。战场态势信息不只包含有形、可见的信息,大量不可见、无形的信息也需要在视景仿真中显示。

4)不仅是/分布式0的而且是/交互式0的。/分布0指系统在物理位置上分布的,处理能力是分布的,计算能力是分布的,系统各单元间采用局域网和(或)广域网进行数据通信;/交互0指人与武器平台之间、武器平台之间、武器平台与

环境之间的交互作用。

3 战场态势信息分析

战场态势的视景仿真为指挥和控制提供多角度、多观察模式的三维图像,既可观察全局战况,又可观察某个局部的战斗过程,实现战场信息的可视化。战场态势信息的提取和分析,决定对战场信息的把握程度,一般来说,准确呈现战场态势信息对于信息优势的获得具有重大现实意义。3.1 战场态势信息分类

由于信息源种类的多样性、所面临的战场环境的复杂性以及处理手段的多样性,使得战场态势信息纷繁复杂,难以确定。为研究方便,我们把战场态势信息可以分为两类:一类是基本不变的,如地理环境、人文环境等;另一类是不断变化的,如兵力部署、人员伤亡、战斗进展、天气情况电磁环境等。3.2 战场态势信息数据存储

图1 垂直划分特征空间的

分布式数据集

对于如何真实、客观显示如此错综复杂态势信息,目前已有软件和模型还没有很好解决这一问题。我们的做法是依据信息数据的性质,基本不变化的数据

(地形、地貌等)存储在本地数据库(公用数据库),依照数据属性分层显示,随场景变化显现或消隐;不断变化的数据通过网络输送或设备输入存储在动态库里,在本地建立实体模型,网络传输或者设备输入实体属性数据。数据库的划分采用垂直划分,不同站点或地域数据库是异构的,具有不同的属性集,如图1所示。

4 视景仿真的关键技术和实现方法

考虑到态势信息仿真的复杂度,下面几项技术直接决定视景仿真的真实度、可用性,共3项关键技术。4.1 集中和分布相结合的数据库技术

数据库是信息存储的一种方法和格式。仿真中实体的

)

1)

属性参数以关联数据表的形式存储在数据库中,它在数据表中的数据结构决定数据使用效率的关键。实体属性主数据表中,采用实体ID来唯一对应每一个实体,相关数据表对相同实体描述以实体ID唯一关联。实体分析采用面向对象的分析方法,实体与关系数据库的转化关系如表1所示。

表1对象模型到关系模型转化表

面向对象模型关系模型

属性字段

类关系元组

继承视图

消息过程(函数)

根据上面所分数据库存储划分,并结合异地仿真的地域分别存储,原则上讲,独立的功能系统要配备一个数据库,一个独立的地域需要配备一个数据库;数据库中装载的实体属性参数也应该按照功能系统需要装载,功能系统的数据库只装载与自己有关的实体属性参数,对于公用实体对象,实体的某些属性会由于各功能系统考察或描述的不同而使用某些关联数据表分布装载在各功能系统数据库中,方便维护和使用。

集中和分布式相结合的数据库模式,为三维态势信息的显示创造了条件。在场景生成器中,每个实体对象具有唯一的实体对象ID,实体对象的属性由实体ID索引和定义。只需要将每一个实体对象的实体ID、状态、相关实体对象ID、相互关系描述清楚,并将其表现为一种描述型语言,这样整个分布式网络系统都可以使用相同的语法解释生成态势信息场景。

4.2虚拟现实技术

4.2.1三维图像生成

计算机图像生成的途径主要有两类:第一类方法是用计算机图形学的三角形面片为基元,配以纹理填充和光照模型,最后以透视投影到视景区产生可见画面,利用OpenGL中的纹理映射技术、融合技术及深度测试可以实现具有真实感的自然景物背景,其缺点是速度受硬件限制;第二类方法是图像序列法。在海量外存(光盘或实时磁盘)上存储空间连续的大量图像(可达1.0@105帧),可记录相当范围的实际景物,随后根据操纵者的运动选取所需场景予以动态显示。这类方法达到实时要求的关键是高速海量外存,其特点是算法运算量固定,不随景物复杂度和逼真度的增加而改变,并且用户可以根据需要更换仿真内容,但不利于表达运动物体。通过比较,可以看出图像序列法逼真度高,运算量固定,是一种很有前途的方法,但为获得连续景物显示,需要克服价格昂贵的大容量、高速外存设备等不利因素。它们都能够把三维模型直接写成C语言数据形式,在如用OpenGL开发的三维图形应用系统中可直接调用。

4.2.2双缓存(double-buffering)显示法

双缓存显示法又称实时动画法、换页面动画法。双缓存即前台缓存和后台缓存,后台缓存计算场景、生成画面,前台缓存显示后台缓存已画好的画面。OpenGL提供了双缓存技术的一系列函数,该技术提供了生成动画效果图形所需要的机制,使得所生成的图形能够像电影一样平滑运动。此外,利用OpenGL还能实现深度暗示(Depth Cue)、运动模糊(Mo-tion Blur)等特殊效果,从而实现了消隐算法。采用双缓存器显示法时,尽量减少在绘图页面上的作图时间是增强动画效果的关键。任何时刻只显示前台位面,其绘图例程正常情况下只更新后台位面。为了获得平滑的动画效果,将一个已完全画好的图像在前台位面显示一段时间(如1/30s),与此同时,清空后台位面并绘好下一幅图像,然后调用SwapBuffers()函数交换前后台位面,把已经生成的图像从内存拷贝到屏幕上显示,这样就很方便地实现了动画效果。

4.3基于Agent的实体动态模型

各仿真实体、战场电磁环境和自然环境构成战场态势仿真环境,战场环境的变化推进着

各仿真实体内部状态的转移,实体产生相应的行为动作,这些行为又推动虚拟战场环境发生变化。这个过程的不断推进实现了场景显示的分布式仿真控制。建立实体动态模型是基于Agent的分布式控制的关键。

图2状态转移图实体动态模型以时间

序列描述系统中实体对象

间状态转换关系。不同时

刻,实体所处的状态可能不

同。当满足状态转移的事

件发生时,实体从一个状态

转移到另一个状态。通常

用状态转移图来描述实体的动态模型。如图2所示。

5结束语

战场态势信息视景仿真是一项信息量巨大、变量参数很多、非常复杂的系统工程,真实、准确是首要考虑的问题。随着仿真技术向可视化方向的发展,将VR技术与仿真理论相结合,据此进行战场态势信息视景仿真的研究,不失为一个行之有效的方法,本文对其展开讨论,以期有所裨益。

参考文献:

[1]黄柯棣.系统仿真技术[M].长沙:国防科技大学出版社,1998.

[2]李华.开放式仿真系统的设计与关键技术[J].电子对抗技术.

2002,16(1).

作者简介

孙向军(1972.1-),男(汉族),辽宁朝阳人,博士研

究生,主要研究领域是计算机仿真与多媒体技术。

刘凤玉(1943.3-),女(汉族),江苏江阴人,教授,

博士生导师,主要研究领域信息安全与多媒体技术。

张宏(1957.6-),男(汉族),江苏南京人,教授,主要研究领域是信息安全与多媒体技术。

徐惠(1965.4-),女(汉族),江苏南通人,博士研究生,主要研究领域是信息安全与多媒体技术。(下转第43页)

)

2 )

它的数据存储容量不受限制,同时当用户分析处理到MOLAP 中没有的统计数据时,系统自动透明地将多维查询分析处理的语句转变为SQL查询语句并且发到关系数据库,由关系数据库进行查询并将结果返回用户。HOLAP的优点:1对于性能上尽管没有MOLAP快但也是优化的;o对于用户的访问分析处理同样能非常快速地进行响应;?由于利用关系数据库存储细节数据,没有容量上的限制。它的缺点:一些数据的预聚集程度需要用户控制,否则处理的效果不是很好。

参考文献:

[1]R Agrawal,A Gupta,S Sara wagi.M odeling Mutidi mensional Database

[C].Proc.ICDE.19971

[2]E Baralis,S Parabosc hi,E Teniente.Materializ ed vie w s election in a

multi dimensional database[C].Proc..VLDB,1987:156-1651

[3]L Cabbi bo and R Torlone.Querying Mul ti mens ional Databases[C].

Proc.DBPL,19981

[4]B Dinter,C Sapia,G Hofing,M Blasc hka.The OLAP Market:State of

the Art and Research Iss ues[C].Proc.First International Works hop on Data Warehousing and OLAP(DOLAP),Bethesda,MD,Nov.19981 [5]H Gupta.Selection of Views to Materiali ze i n a Data Warehouse[C].

Proc.ICD T,January19971

[6]W H Inmon.Buil ding the Data Warehouse[J].John Wiley&Sons.

Inc.,19931

[7]王珊等.数据仓库技术与联机分析处理[M].科学出版社,1998.

作者简介

刘大昕(1941.11-),男(汉族),江苏海门人,博士

生导师,教授,研究方向:数据库与知识库、Internet/

Intranet应用软件、CIMS。

张春林(1972-),男(汉族),山东人,硕士研究生,

研究方向:数据库与知识库。

聂亚杰(1970.8-),男(汉族),河北邯郸人,工程师,硕士研究生,研究方向:数据库与知识库,Agent。

张子杨(1972-),男(汉族),黑龙江哈尔滨人,硕士研究生,研究方向:数据库与知识库。

Datawarehouse and OLAP Technology

LIU Da-xin,Z HANG Chun-lin,NIE Ya-jie,ZHANG Zi-yang

(Department of Compu ter Science,Harbin Engineering University,Harbin Heilongjiang150001,China)

ABSTRACT:With the development of Enterprise Decission Support,datawarehouse and relative technology such as OLAP,datamining has been got focused.This article gives a brief introduction of datawarehouse.s archi tecture,shows several OLAP technology in detail,and brings out the difference between datawarehouse and datamart and several optimizing technology of OLAP.

KEY WORDS:Datawarehouse;OLAP;Data Base

(上接第2页)

Distributed Interactive Scene S imulation of Battlefield Situation Information

S UN Xiang-jun,LIU Feng-yu,Z HANG Hong,XU Hui

(Compu ter Department,Nanji ng Universi ty of Science&Technology,Nanjing Jiangsu210094,China)

ABSTRACT:From the feature of scene simulation,the paper analyses classificati on and store of battlefield situation information,and on the basi s of which,puts forward method and key technology that realizing scene simulation of field si tuation information,discusses it base on data store,graph display and enti ty model.

KEY WORDS:DIS;Virtual reality;Scene simulation;Entity model

(上接第39页)

(1.Department of Electronic and information Engineering,Liaoning T echnical University,Fuxin Liaoning123000,China;

2.Department of supplying electricity in Fuxin.s mineral bureau,Fuxin Liaoning123000,China)

ABSTRACT:This article i ntroduces the necessity of developing smith chart.s simulation and intelli gent calculation,as well as the pri nciple of smi th chart constructi on.It expounds about implementing process of s mith chart.s simulation and intelligent calculation,including drawin g principle and i mplementing of moving picture and intelli gent calculation.give the result of si mulation and curves through a example of smith chart.s application.Moreover makes a conclusi on that this si mulated smi th chart can be used in calculation of microwave engineering and a va-riety of simulation software can be developed with Matlab.

KEY WORDS:Microwave trans mission line;Smith chart.s si mulation;Intelligent calculation

)

43

)

最新战场态势估计

战场态势估计

基于多传感器数据融合的战场态势估计 周云 110719 1.引言 近20年来,多传感器信息融合技术受到广泛的关注,成为80 年代形成和发展的一种自动化信息综合处理技术。由于其充分利用多源数据的互补性和电子计算机的高速运算和智能,提高了信息处理结果的质量。该多传感器信息融合是数学、军事科学、计算机科学、自动控制理论、人工智能、通信技术、管理科学等多种学科的交叉和具体运用。该融合技术最初仅用于军事科学,现己广泛适用于民用工程。 多传感器数据融合是一个新兴的研究领域,是针对一个系统使用多种传感器这一特定问题而展开的一种关于数据处理的研究。多传感器数据融合技术是近几年来发展起来的一门实践性较强的应用技术,是多学科交叉的新技术,涉及到信号处理、概率统计、信息论、模式识别、人工智能、模糊数学等理论。 在多传感器系统中,信息表现形式多样,信息数量巨大,同时要求信息处理迅速及时,人脑的信息综合处理能力已经无法胜任,因此,一个新兴的学科——多传感器信息融合便迅速发展起来,并在现代化作战系统和各种武器平台上得到了广泛的应用。 多传感器数据融合技术是通过对这些传感器及其观测信息的合理支配和使用,把多个传感器在时间和空间上的冗余或互补信息依据某种准则进行组合,以获取被观测对象的一致性解释或描述。 多传感器融合技术就是对同一检测对象,利用各种传感器检测的信息和不同的处理方法以获得该对象的全面检测信息,从而提高检测精度和可靠性。在多传

感器系统中,信息表现为多样性、复杂性以及大容量,信息处理不同于单一的传感检测处理技术,多传感器信息融合技术已成为当前的一个重要研究领域。 2.战场感知与理解 战场感知与理解是对战场空间内敌、我、友各方兵力部署,武器装备与作战平台,和战场环境等信息的实时掌握的过程。 战场感知与理解包括战场环境感知与战场态势理解两个层次。战场态势感知综合多个水下信息探测网络和作战平台传感器所获取的关于战场的片面的、离散的信息,提取出目标相关属性。战场态势感知属于信号级的数据融合,所完成的主要功能包括环境监测、目标检测、定位跟踪和分类识别,是进一步实现战场环境理解的基础。战场态势理解则从感知信息中抽象出对战场环境的整体性认识,战场环境理解的研究内容包括了目标行为理解、态势评估、威胁估计等,是决策级信息融合的研究领域。 在战场感知与理解技术中,依靠单一的传感器提供信息已无法满足作战需要, 必须运用多传感器提供观测信息,实时进行目标发现、优化综合处理来获得状态估计、目标属性、态势评估、威胁估计等作战信息。 其中,态势评估是对战场上战斗力量分配情况的评价过程。战场态势评估不仅可以识别观测到敌方事件和行为的可能态势, 而且还能对抗敌方包括伪装、隐蔽和欺骗在内的破坏手段, 帮助指挥员正确判断。因此, 态势评估在现代战场中起着非常重要的作用。 3.战场态势估计

基于数字地球的虚拟海战场环境仿真

—269— 基于数字地球的虚拟海战场环境仿真 曾 鹏1,陈长征1,李苏军2 (1. 北京市947信箱10分箱,北京 100083;2. 国防科技大学多媒体研发中心,长沙 410073) 摘 要:分析传统海战场仿真方法的不足,提出以数字地球平台为基础来实现大规模虚拟海战场环境仿真的思路,从基于数字地球的大规模海洋表面生成、三维战场实体嵌入以及利用想定驱动虚拟海战场环境仿真3个方面展开虚拟海战场环境仿真技术的研究,通过实验给出实际的仿真效果。 关键词:仿真;数字海图;数字地球;虚拟海战场;想定驱动 Simulation of Virtual Sea Battlefield Environment Based on Digital Earth ZENG Peng 1, CHEN Chang-zheng 1, LI Su-jun 2 (1. The 10th Sub-box of 947 Letter Box in Beijing City, Beijing 100083; 2. Multimedia R&D Center, National University of Defense Technology, Changsha 410073) 【Abstract 】This paper analyzes the deficiency of traditional simulation methods in virtual sea battlefield, and proposes the idea of realizing the simulation of large-scale virtual sea battlefield based on the digital earth. It extends the research on simulation technology of the virtual sea battlefield from three facets of large-scale ocean surface rendering based on digital earth, embedment of the three-dimensional combat entity and scenario-driven simulation of the virtual sea battlefield environment. The effect of simulation is given. 【Key words 】simulation; digital chart; digital earth; virtual sea battlefield; scenario-driven 计 算 机 工 程Computer Engineering 第35卷 第8期 Vol.35 No.8 2009年4月 April 2009 ·开发研究与设计技术·文章编号:1000—3428(2009)08—0269—02 文献标识码:A 中图分类号:TP391.41 1 概述 随着海洋战略思想的深入人心,世界各国军事研究人员 一直对虚拟海战场环境的建设极为关注。从早期的SIMNET 计划到面向21世纪建立的下一代战争演练系统WARSIM ,美军已初步建成数字陆战场;并计划到2030年实现陆战场的全面数字化,同时建立虚拟海战场和空战场;拟在2050年前后建成陆海空天一体化的虚拟战场。目前,美军已经具备满足陆、海、空、特种部队等多军兵种军事训练的能力,并能实现虚拟与实际武备的对接,部分成果已用于一定规模的联合军事演习中。从目前国内发展情况来看,虚拟海战场的建设还停留在训练模拟器材等面向小区域的海上场景,而在面向大规模海战场态势的分析和理解时,指挥员仍普遍采用传统的基于数字海图的态势标绘和二维作业推演。造成这种现状的主要原因有:(1)海平面广阔,时空粒度与尺度跨度较大。 (2)海浪受力复杂,其波动受到重力、摩擦力、科氏力等各种力的综合影响。(3)时空互动。海浪是一个流体,海洋现象不但空间和时间上是动态的,更多的是时空互动,因此,很难用一个通用的方程来表示。(4)战场实体的嵌入以及实体与海战场环境间的交互较为复杂。然而,随着海战场感知手段的不断增强,海战场环境保障方式开始向数字化、可视化、多比例尺三维海图方向发展,以纸质海图、二维电子海图和沙盘为主的海战场环境保障手段已无法满足信息战的迫切需求。随着数字地球和数字海洋的提出以及虚拟现实技术、计算机技术和数据仓库技术的快速发展,展开基于数字地球的虚拟海战场环境仿真技术的研究能够为我军海上作战、训练和海上抢险救灾以及多军兵种联合作战提供良好的信息保障和技术支持。 2 基于数字地球的海洋表面生成 数字地球与数字海洋的提出为虚拟海战场与数字地球的结合提供了契机,也为虚拟海战场环境建设提供了良好的基础平台[1]。在该平台实现了三维虚拟海战场环境的生成,主要体现在海洋球面生成、LOD 球面高度网格生成和海面光照效果模拟等方面[2]。 2.1 海洋球面生成 由于地球的球体特性,要构建基于数字地球的海洋表面模型必须在三维球面上进行。这需要求解海洋表面各点(x , y , z )的值, 同时考虑时间因素t ,生成动态海洋表面 h (x , y , z , t ),转换为经纬度坐标即h (a , β, t ),该点的实际高度值为 surface surface (, )(,)(cos ,)h h f αβαβαββ=+??N 其中,cos β为修正值;surface N 为(a ,β)切平面的法向量。得到某时刻t 海洋表面各点的高度值就可以实现某时间点t i 海洋表面的生成,如图1所示。 图1 海洋表面点的高度值与对应的效果图 作者简介:曾 鹏(1978-),男,博士,主研方向:虚拟现实,计算机仿真;陈长征,高级工程师;李苏军,博士研究生 收稿日期:2008-09-20 E-mail :zengpeng_chsh@https://www.wendangku.net/doc/1818784197.html,

飞行模拟器视景仿真系统的优化设计与实现途径探索

飞行模拟器视景仿真系统的优化设计与实现途径探索 作者:白小亮 来源:《科技创新导报》2020年第09期 摘; ;要:飞行模拟器视景仿真是飞行训练中不可或缺的重要组成部分,作为真实天气现象、飞行情况的模拟,不仅能通过真实情境的模拟提升飞行训练内容的真实度,更能通过复杂教学情境训练飞行员的应激反应、复杂问题处理等相关技能,实现结果导向训练成效。因此,飞行模拟器视景仿真系统的功能设计和内容构成布局的合理与否,对于训练成效具有直接影响。本文就飞行模拟器视景仿真系统存在的主要问题提出优化设想,并在此基础上研究实现途径。 关键词:飞行模拟器; 视景仿真系统; 优化设计; 实现途径 中图分类号:TP391.9; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码:A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章编号:1674-098X(2020)03(c)-0002-02 视景系统是用来模拟飞行员的视野,将飞行器之外的包括气象等所有与飞行任务有关的景象全景式呈现在飞行员面前,帮助飞行员判断出飞机飞行的速度、位置、飞行高度、飞行姿态等,并根据计算机成像模拟飞行状况经多屏幕显示出来,帮助飞行员实现飞行训练的专门性系统。飞行模拟器视景仿真系统虽是模拟系统,但对飞行员的实际操作能力的养成提供了前期技能训练手段,因此对于飞行员专业素养的培养和飞行经验的成长具有重要意义。航空飞行是一个集气象、空中状况和地面状况为一体的复杂场景,因此飞行员的训练周期和培养周期相对较长。当前我国已经能够实现民用飞行模拟器自主研发,是世界上为数不多的具有自主研发能力的国家之一,为我国民用航空飞行员的培训和成长做出了突出的贡献。但从目前的视景仿真模拟设计来看,我们依然存在问题亟需优化和提升。本文就目前我国主流视景仿真系统存在的主要问题,提出优化设计设想和研究实现途径。 1; 当前我国飞行模拟器视景仿真系统存在的主要问题分析 1.1 视景仿真系统仿真的真实度和实时性不能同步兼顾,影响系统整体真实效果呈现 飞行模拟器视景仿真系统可为飞行人员训练时提供逼真的座舱外景象,能提供飞行任务中约70%的有用信息,因此视景系统的图像生成和显示质量直接影响到训练的效果。以气象仿真为例,当前的气象仿真技术的实现主要基于两种技术手段得以实现:一是根据仿真平台与OpenGL之间的联系,通过OpenGL在仿真平台中实现随机闪电模拟的可行性,仿真平台中将纹理映射技术与传统闪电渲染方法相结合实现随机闪电、雨雪模拟的可行性,能够满足民航飞

战场态势估计复习过程

基于多传感器数据融合的战场态势估计 周云110719 1.引言 近20年来,多传感器信息融合技术受到广泛的关注,成为80 年代形成和发展的一种自动化信息综合处理技术。由于其充分利用多源数据的互补性和电子计算机的高速运算和智能,提高了信息处理结果的质量。该多传感器信息融合是数学、军事科学、计算机科学、自动控制理论、人工智能、通信技术、管理科学等多种学科的交叉和具体运用。该融合技术最初仅用于军事科学,现己广泛适用于民用工程。 多传感器数据融合是一个新兴的研究领域,是针对一个系统使用多种传感器这一特定问题而展开的一种关于数据处理的研究。多传感器数据融合技术是近几年来发展起来的一门实践性较强的应用技术,是多学科交叉的新技术,涉及到信号处理、概率统计、信息论、模式识别、人工智能、模糊数学等理论。 在多传感器系统中,信息表现形式多样,信息数量巨大,同时要求信息处理迅速及时,人脑的信息综合处理能力已经无法胜任,因此,一个新兴的学科——多传感器信息融合便迅速发展起来,并在现代化作战系统和各种武器平台上得到了广泛的应用。 多传感器数据融合技术是通过对这些传感器及其观测信息的合理支配和使用,把多个传感器在时间和空间上的冗余或互补信息依据某种准则进行组合,以获取被观测对象的一致性解释或描述。 多传感器融合技术就是对同一检测对象,利用各种传感器检测的信息和不同的处理方法以获得该对象的全面检测信息,从而提高检测精度和可靠性。在多传感器系统中,信息表现为多样性、复杂性以及大容量,信息处理不同于单一的传感检测处理技术,多传感器信息融合技术已成为当前的一个重要研究领域。 2.战场感知与理解 战场感知与理解是对战场空间内敌、我、友各方兵力部署,武器装备与作战平台,和战场环境等信息的实时掌握的过程。 战场感知与理解包括战场环境感知与战场态势理解两个层次。战场态势感知综合多个水下信息探测网络和作战平台传感器所获取的关于战场的片面的、离散的信息,提取出目标相关属性。战场态势感知属于信号级的数据融合,所完成的主要功能包括环境监测、目标检测、定位跟踪和分类识别,是进一步实现战场环境理解的基础。战场态势理解则从感知信息中抽

直升机虚拟飞行视景仿真系统设计

·制造业信息化· Design of Helicopter Virtual Flight Scene Simulation System WU Xue-Rong ,SU Bo (The First Aeronautical Institution of Air Force,Xinyang Henan 464000,China ) Abstract:Being based on the digital prototype of the helicopter,the helicopter flight dynamics performance simulation system is built from the point of view of the helicopter using.And the flight simulation is reproduced in the form of three-dimensional animation through stereoscopic projection system.The software is the core of the virtual simulation system,and it is responsible for the scene development,operation,and the formation,at the same time,it can connect and coordinate the system operating,so as to form a complete virtual reality system.Key words:helicopter ;simulation system ;flight scene 0引言 以数字样机为背景的计算机软件模拟仿真技术广泛应用于大型复杂武器装备的研发、设计、制造、使用和维护过程中,对装备全寿命周期的不同阶段,不同方面的重要技战术指标进行分析、评估和验证。与以物理样机为背景的模拟仿真相比,计算机模拟仿真具有安全性、经济性、超前性、灵活性、功能齐全等突出的优势。因此,计算机软件仿真逐渐成为模拟仿真的主要方法。直升机虚拟飞行视景仿真系统正是以直升机数字样机为基础,应用专业软件,从使用和维护的角度对直升机的飞行动力学性能进行模拟仿真,并通过立体投影系统以三维动画的形式再现仿真。系统的建成将在直升机理论教学、飞行仿真等方面发挥重要作用,具有显著的军事和经济效益。 1仿真系统的结构组成 系统由软件和硬件两部分构成如图1所示。硬件部分包括高性能计算机、虚拟现实交互设备和显示设备。硬件部分是软件系统运行的公共平台。软件部分包括三种不同功能的大型软件(开发平台),分别是用于沉浸式虚拟维修模块的DELMIA 、用于桌面式虚拟维修模块的 Ngrain 和用于虚拟飞行仿真模块的Flightgear ,是整个虚 拟现实系统的核心,负责整个场景的开发、运算、生 修稿日期:2012-11-25 作者简介:武雪荣(1978-),女,河南周口人,硕士,讲师。研究方向:军械装备的仿真与研究。 摘要:本仿真系统以直升机数字样机为基础,应用专业软件,从使用的角度对直升机的飞行动力学性能进 行模拟仿真,并通过立体投影系统以三维动画的形式再现仿真;软件部分是整个虚拟现实系统的核心,负责整个场景的开发、运算、生成,同时连接和协调整个系统的工作和运转,形成一个完整的虚拟现实系统。 关键词:直升机;仿真系统;飞行视景中图分类号:TP13 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1002-6673.2013.01.040 文章编号:1002-6673(2013)01-102-03 直升机虚拟飞行视景仿真系统设计 武雪荣,苏波 (空军第一航空学院,河南信阳464000) 机电产品开发与创新 Development &Innovation of M achinery &E lectrical P roducts Vol.26,No.1 Jan .,2013 第26卷第1期2013年1月图1系统构成 Fig.1System structure 102

面向飞行模拟器的视景仿真系统

面向飞行模拟器的视景仿真系统 飞行模拟器训练是通过模拟真实飞行环境,满足初级飞行员飞行入门或者飞行员飞行恢复的必要功能训练,也是飞行特情处置演练的必备训练科目。高档的飞行模拟器中的某些功能模块,欧美等西方发达国家仍然对我国实行技术封锁和产品禁运。 在当前大力培养飞行员的过程中,存在飞行模拟器真实度不高,使得飞行模拟训练效果不佳等问题,在硬件技术逐渐被我国国产设备取代的情形下,能够模拟各种自然现象和各种飞行环境的视景仿真系统,由于开发难度大,技术门槛高等难点,迄今为止国内科研院所和企业都未能研制出来,一直依赖从国外进口,造成飞行模拟器价格奇高,二次开发系统限制多,而且也面临飞行员飞行数据泄露等问题,使得我国飞行模拟器的发展一直处于卡脖子状态,严重影响了我国飞行员的培训进程。 另一方面,由于当前的飞行模拟器存在单一的功能训练任务,而且飞行环境的逼真度不高,造成飞行员对飞行模拟器科目存在应付了事的状态,影响了飞行训练任务的落实。因此对飞行模拟器的升级改造甚至让飞行模拟器脱胎换骨,使得飞行模拟器不仅仅是飞行员对飞机座舱仪表操作的功能训练器,成为飞行员作战任务的想定推演的利器,进一步通过与真实飞机实现联网,达到与真实飞机同时进行虚实飞行对抗演练的工具,从而使得飞行模拟器真正成为飞行员的强大辅助工具。 北京大学与天津微视威信息技术有限公司联合开发的面向飞行模拟器的视景仿真系统,具有以下几个特点: 1.复杂环境实时渲染,具有模拟各种气象条件和自然环境的大于60fps高保真 场景渲染能力; 2.影像匹配实景化,具有高精度三维重建场景的快速重建与部署能力; 3.联网实时协同,具有全球场景数据库,适合联网发布,实现联网对抗和编队 飞行等作战训练; 4.复杂城市场景自动重建,具有大规模城市级三维真实感场景的自动重建; 5.完全自主知识产权的系统平台研发,可以满足各种模拟器的视景仿真系统的 二次开发需要。 本系统的创新性和先进性: 1.提出了一种影像匹配实景化技术,通过对地面三维复杂场景的快速高精度重

飞行模拟器视景仿真毕设论文

摘要 随着飞行训练的成本越来越高,培训机构急需能够部分替代实际飞行训练的飞行模拟器进行飞行模拟训练,以有效地减少飞行训练的成本,提高飞行训练的效果。飞行视景仿真是飞行模拟器的一个重要组成部分,建立飞行视景仿真系统,不仅可以降低其研制和开发的费用和周期,减少各种飞机机体实际内部故障或者不可预见的复杂飞行环境导致的可能性故障,还可以向飞行人员模拟出真实的三维场景及有效的飞行信息,提供逼真的飞行效果与飞行姿态,使得培训人员可以更快速更安全更熟练地进行各种飞行操作设备,顺利完成各种飞行任务操作以达到培训目的。 本文在分析飞行仿真的需求基础上,设计的飞行模拟器可以较好地完成飞行仿真功能,提供多种飞行训练场景,有助于飞行技术的提高和飞行体验。在飞行仿真的理论基础上,借助相关的可视化技术,综合运用模型构造、系统运行、模型驱动等一系列技术,利用Creator软件进行仿真建模,完成飞机、飞行场景的建模,设计基于Vega Prime环境的飞行视景仿真系统,实现动态在线飞机飞行运动的全过程,为飞行训练提供良好的飞行仿真环境。本系统可以建立虚拟飞行训练环境,能有效的完成基本的飞行条件,提供多种飞行场景方案,但同时也有控制功能较少,场景较为单一的缺点,待后续技术条件成熟时进一步的完善与提高。 关键词:视景仿真;Creator;Vega Prime;虚拟

飞行模拟器视景仿真系统的设计与实现 Design and Implementation of flight simulator visual simulation system Abstract With the increasingly high cost of flight training in urgent need of training institutions to a partial substitute for the actual flight training, flight simulator flight simulator training to effectively reduce the cost of flight training, flight training effect. Flight simulation is an important part of the flight simulator, flight visual simulation system, to establish not only to reduce its research and development costs and cycle, to reduce a variety of airframe internal fault, or lead to unforeseen complex flight environment the possibility of failure, but also to the flight crew to simulate the real 3D scene and flight information, provide a realistic flying effect and flight attitude, making training faster, safer and more proficient in a variety of flight operations equipment, the successful completion a variety of mission operations in order to achieve the training objectives. In this paper, the demand on the basis of the analysis of flight simulation, the design of the flight simulator can be better to complete the flight simulation capabilities, providing a variety of flight training scenarios, contribute to the improvement of flight technology and flight experience. Based on the theory of flight simulation with visualization technology, and integrated use of a series of model construction, system operation, and model-driven technology, Creator software for modeling and simulation, complete aircraft, the flight scene modeling, design-based flight of the Vega Prime environment visual simulation system, the dynamic online airplane flight movement for flight training, flight simulation environment. This system can create a virtual flight training environment, the completion of the basic flight conditions, and offers a variety of flying scenes program, but we also have less control functions the shortcomings of single scene until the follow-up technical conditions are ripe to further improve and enhance . Key Words:Visual Simulation;Creator;Vega Prime;Virtual

基于模式的视景仿真系统的构建与实现

基于模式的视景仿真系统的构建与实现 随着计算机软、硬件技术的发展与成熟,仿真模拟技术在各大领域均得到了广泛的应用和发展,视景仿真便是其中的一种。某军用电台虚拟仿真系统正是基于这一背景而提出的,包括视景仿真系统、电路仿真系统和故障库三部分。其中,视景仿真系统是整个系统最重要的部分,它通过对电路仿真结果和故障库的功能调用来实现电台整机和板卡器件及其电路波形的展示。本文以某新型军用电台为研究对象,围绕“无缝视景展示”和软件板卡级扩展的核心功能及要求,在借鉴软件设计模式的基础上,结合数据库技术、视景渲染引擎技术、MFC 面向对象设计方法设计了虚拟电台视景仿真系统的总体结构并对其 实现方法进行了描述。首先,本文阐述了软件设计模式和软件体系结构的相关概念,并重点分析比较了两种常用的交互式系统体系结构模式--MVC模式和PAC模式。通过对比研究,本文选择了MVC体系结构模式作为本视景仿真系统体系结构设计的依据。其次,总结了交互式视景仿真软件和传统的交互式软件的异同点。根据前者独有的特点,对传统的MVC模式进行改造,并裁剪掉OGRE图形渲染引擎在本仿真系统中不必要的功能,之后将其封装成为OGRE视景渲染中间件。据此提出并设计了基于MVC设计模式和视景渲染中间件的视景仿真系统软 件体系结构。第三,根据该军用电台视景仿真系统的功能需求,完成了对本视景仿真系统的组件划分(模型组件、视图组件、控制器组件和视景渲染中间件),给出了各个组件的功能、职责及各组件之间的协作关系。之后,结合设计模式的理念,设计并实现了各功能组件。最后,

给出了虚拟电台视景仿真系统的仿真流程,完成了视景仿真系统的设计实现,并展示了虚拟电台视景仿真系统的运行实例。此后,依据软件开发流程对本电台视景仿真系统进行了系统功能测试。测试结果表明该系统各项功能指标满足软件需求中所要求的功能项。如今,在该体系结构下完成的虚拟电台视景仿真系统已应用于合作方的日常教学和训练中。截至目前,合作方对此系统反应良好。

战场环境分析

联合作战战场环境分析 --地形地貌

地形 摘要:将军的优劣常体现于他的战术,而地形是战术中必须考虑的因素,所以地形对于战争有着不可估量的影响,但归根结底是将军如何运用地形的问题. 地形不仅是作战布阵的考虑因素,也是扎营、行军、进攻方式和时机的考虑因素。 关键词:战场环境、地形、作用影响、特点特征 众所周知,在二十一世纪的今天,科学技术已经发展到一个相当高的水平,我们可以不受舟车劳顿之苦而与大洋彼岸的人说话,不必亲临现场也能看一场NBA 比赛,甚至我们已经有能力飞上天去观察我们美丽的星球,所以,某些人就认为现代战争中,有了先进的科学技术,地形地貌就不重要了!当然,这不能说没有一点道理,但我认为,地形地貌在现代战争中依然有不可动摇的地位。

1.地形地貌对作战防守的重要影响 首先,地形地貌对防守有重要意义。如果战争一方拥有山地,丘陵等有利地形,即使对方能用先进的仪器设备探知敌人的位置,也难以摧毁敌军,现代战争无外乎卫星与导弹的较量,但山区地形复杂,容易挖洞穴藏身,故导弹虽威力无穷,却也要做无用功,即使有最先进的飞机,坦克,也不能完全摧毁敌军。本.拉登的恐怖组织之所以 迟迟未被拥有先进的卫星导弹的美国所击败,很大程度上是因为他们占据了有利的山区地形地貌,因此,有利的地形地貌易守难功。美国虽然击败了萨达姆政权,但在伊拉克仍然陆续有很多美军死亡,就是因为其不熟悉伊拉克的地形,被恐怖分子依托有利地形地貌牵着鼻子打。所以有利的地形地貌能够发起有效的反击,从而击退敌人。依托有利的地形地貌,防守一方肯定不会轻易出击,而进攻一方则想尽办法尽快干掉对手,于是几番狂轰烂炸过后,便萌生了大举进攻,近距离作战的念头,此时正是防守一方奋起反击的时候,从而有效的打击敌人。当年中国共产党之所以能让日本人望而生畏,靠的就是山区的有利地形,采取游击战,虽然武器不如对手,但还是给对手以有力打击,从而捍卫了中华民族的尊严!当然,有些人可能会说现代战争武器威力之大足可以将大山夷为平地,真实展现中国古代的愚公移山!

基于虚拟现实技术的战场环境仿真

基于虚拟现实技术的战场环境仿真 摘要:战场环境是一切军事行动的空间基础,战场环境仿真是目前军事作战模拟领域研究的热点。本文讨论了战场环境的构成、战场环境仿真的主要内容,重点讨论了虚拟现实技术在战场环境感知仿真中的应用和关键技术。 关键词:战场环境,战场环境仿真,虚拟现实 战争具有很强的实践性特点,指战员的指挥艺术和作战能力,都需要在一定的战争环境中得到锻炼和提高。战争年代,这种能力可以通过真正的战争实践得以积累,但这种实践是不可重演、不可试验的,其代价也十分高昂。因此,即使在战争年代,非战时的训练也成为决胜的关键,指导训练的标准就是战争实践本身。和平时期,军事演习是一种普遍的训练方法,驾驭战争实践的能力是通过各种作战样式的试验来积累和提高。由于缺少实际战争的检验,各训练样式也就规定着未来作战的样式。 自人类历史上出现战争以来,人们对军事训练的研究都是以对战争规律的学习和探讨为目的,并在训练领域逐渐形成了“作战模拟”这一特殊的研究主题。作战模拟是对包括战争规律和战争指导规律两个方面在内的战争本质规律的模拟[1],其首要的一点就是要创造一个贴近实战的训练环境,使得各类受训人员能够在此环境中得到恰如其分的训练[2]。 战场环境是敌对双方作战活动的空间,在现代作战模拟中,要营造一个贴近实战的训练环境,首先就要根据仿真原理来建立一个符合特定的作战训练科目需要的数字化的战场环境,这就是战场环境仿真(Battlefield Environment Simulation)。战场环境仿真在内容上包括战场感知虚拟现实是二十世纪90年代末出现的一种十分有效的仿真技术,本文将重点讨论如何运用虚拟现实技术来实现战场环境仿真。 1.战场环境仿真概述 1.1 战场环境的构成 战场环境是指作战空间中除人员与武器装备以外的客观环境。从战争所涉及的客观因素来分析,战场环境应该包含战场地理环境、气象环境、电磁环境和核化环境。也许,随着网络信息战的形成,战场网络环境也将成为战场环境的一个重要的组成部分。 战场环境具有多维性、互动性的特点。多维性的含义是:①战场环境是由多个具有自身变化规律的客观环境构成的,上述的四个环境分属于不同的学科领域;②这些客观环境的空间形态是随作战过程而演变的。互动性的含义是:上述环境之间互有影响,其中,地形环境是其他环境的物理依托,是可以进行空间定位和加载各种作战信息的基础。如图1所示,战场环境中,气象环境与地理环境互有影响,气象环境具有地缘特点,如不同的地理位置具有热带、亚热带等气象特征,而气象环境会影响地理环境,如流水侵蚀地貌、冰川地貌的形成,雨天和晴天对地面土质有影响,进而影响行军速度;地理环境和气象环境都对电磁环境的形成有重大影响,不仅规定了电子设施的分布,还决定着电磁波的传递范围和受气象

分布交互仿真

分布交互仿真技术分布交互仿真技术(Distributed Interactive Simulation Technology)是一种将分布在不同地点的、自治的单一仿真系统,通过计算机网络连接成一个集数学仿真、半实物仿真和人在回路中仿真为一体的、交互式的仿真的技术。分布交互仿真技术以计算机网络为基础,把分散在不同地点的软硬件设备及有关人员联系起来,生成人工合成的多武器平台这样一种电子环境,从而形成了一种虚拟的作战环境。它是研究并建立系统的硬件或软件的有效模型,通过模型在实验系统上的运行来研究真实的或假想的动态系统在其所处的环境中的性能的技术。这一技术的核心是分布、交互和仿真。分布是指分布交互仿真系统中没有中央计算机,计算能力是分布的,而且,在地理位置上也是分布的,系统各个单元之间可以相隔很远的距离。交互是指分布交互仿真系统中不同结点之间具有交互作用,人在回路中的仿真系统的互操作性,比如在武器仿真系统中的武器平台(飞机、导弹舰艇等)之间、武器平台与各种环境(地形、大气、海洋等)之间的交互作用。仿真是指分布交互仿真系统以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础,以计算机为工具,建立系统的计算机模型,对系统进行实验研究。分布交互仿真技术的发展: 1.>早期的分布交互仿真SIMNET。80年代初,美国国防高级研究计划局和美国陆军共同制定了一项合作研究计划,即开发一个称为SIMNET的大规模交互战斗仿真网络,将分散在各地的多个地面车辆(坦克、装甲车)仿真器用计算机网络联系起来,用于对坦克乘员(以后推广到包括固定翼飞机和直升机驾驶员)和分队指挥员进行战术训练,也可以对单个武器系统的性能进行研究和评估,从而开创了分布交互仿真技术发展的新阶段。SIMNET的特征是以分布式交互仿真、计算机综合形成的三维环境和虚拟战斗把成千上万的战斗人员“浸入”到一种由计算机产生的灵镜电子战场。到1990年,这个系统包括了约260个地面装甲车辆仿真器和飞机飞行模拟器,以及通讯网络、指挥所和数据处理设备,这些设备分布在美国和德国的11个城市 2.>分布交互仿真的标志Digital Information System(DIS)将现代化测量技术和计算机结合,可以直接测量多种物理量(如距离、位移、瞬时速度、平均速度、力、温度、压强、电压、电流强度)的现代化测量仪器。DIS系统通过规范异构的仿真节点间进行信息交换的格式和内容,以及通信规则来实现分布的仿真系统间的交互操作。建立在数据交换标准之上的体系结构是一种低层次的随意的体系结构。这种体系结构对于处理较复杂的逻辑层次关系的系统是不完备的,自治的仿真结点不仅要完成自身的仿真功能,还要完成信息的发送,接收,理解等处理,而不同的仿真结点间的逻辑和功能的层次关系,只是通过PDU中增加某些信息 来实现,不同的系统和不同的结点间或许采用不同的约定。因此,在系统的逻辑结构上采用的是一种非对称的体系结构。如下图: 3.>分布交互仿真的进一步发展ALSP。1991年一月,美国国防高级研究规划局(DARPA)提出了ALSP,并与1992年七月开发了第一个正式投入使用的ALSP系统,并用于支持军事演习。ALSP的设计目标是使用多个已有的作战仿真组件能通过局域网或广域网交互。“聚合”指的是ALSP的操作层次,即ALSP的对象通常是聚合实体而DIS协议中的对象时平台级实体。聚合实体的一个例子是包含作战武器,人员,补给等作战单位。因而ALSP与DIS的主要区别是对被仿真系统分解的层次不同,DIS分解的更深一些,相对的粒度细一些。与DIS协议类型相似,ALSP也是一组允许仿真应用之间能共享信息和交互的协议,同时提供了一组系统软件来帮助用户使用协议。基于ALSP的仿真系统逻辑结构如下图: 4.>高级分布交互仿真技术HLA。HLA采用对称的体系结构。所谓对称的体系结构是指在整个仿真系统中,所有的应用程

三通道飞行训练器视景仿真系统

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/1818784197.html, 三通道飞行训练器视景仿真系统 作者:任文婷王续乔李树君 来源:《数字技术与应用》2011年第08期 摘要:飞行模拟器视景显示系统的主要功能是将图像生成设备生成的视景图像通过显示设备显示给飞行员,它是飞行员获取信息的主要窗口,其性能指标的高低直接影响到飞行训练模拟器性能和模拟训练效果。 关键词:飞行训练器仿真系统 中图分类号:TP391.9 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)08-0060-02 1、引言 视景显示系统用于舱外景象的模拟,提供逼真的舱外景象,是飞行模拟器的重要组成部分, 其主要功能是将图像生成设备生成的视景图像通过显示设备显示给飞行员,它是飞行员获取信息的主要窗口,其性能指标的高低、显示效果的真实与否,直接关系到飞行员能否对景象做出正确的判断,从而能否及时准确地做出相应的反应,并最终影响到飞行模拟器性能和模拟训练效果[1]。 为了实现飞行时要求大视场角,采用环形柱面的显示屏幕,另外高清晰的窗外视景要求,通过多屏幕显示达到效果。由于当投影机投影到非平面屏幕上时,图像的几何形状发生了变形,引起了几图像非线性失真。多屏幕显示会带来多屏拼接问题。目前迅速崛起的几何校正与边缘融合大屏幕“无缝”拼接投影显示技术为满足高分辨率整体感视景仿真系统提供了有效途径[2]。 本文介绍了三通道柱面投影的飞行训练器视景系统的系统设计,通过采用基于极坐标系从的纹理贴图的几何校正方法[3],解决二维平面到三维柱面空间几何失真问题。采用基于伽马 校正的边缘融合处理,实现三通道的无缝拼接。 2、系统设计 飞行训练器视景系统采用了一台图形工作站配3个图形卡实现3个通道,选用Dell Precision全新产品系列中的T5500作为图形工作站,安装上3个高性能显卡。宽视角画面经拆分成3个部分从3个显卡输出到投影仪上,最终将立体图像投影在水平视场角为180°,半径 R=3000mm,显示高度H=2400mm的环形柱幕上。三台投影仪位于圆点位置。视景系统的分辨率为1280×1024,图像更新率为30 Hz,系统延迟小于80ms。系统的结构图如图2-1所示。

海洋水下战场态势仿真系统的设计与实现-

第38卷第4期2016年8月 指挥控制与仿真 CommandControl&Simulation Vol.38 No.4Aug.2016 文章编号:1673-3819(2016)04-0079-05 海洋水下战场态势仿真系统的设计与实现? 李 卓1,2,王庆裕2,高大远1 (1.海军潜艇学院,山东青岛 266199;2.海军92995部队训练部,山东青岛 266100) 摘 要:在作战仿真领域,由于水下战场环境的特殊性以及水下作战对抗的复杂性,构建具有水下战场实景态势展现以及水下作战对抗演示分析等功能的仿真系统始终是一个难点问题三基于现代海战条件下水下对抗的应用背景,设计实现了海洋水下战场态势仿真系统,给出系统的功能结构二功能流程以及数据处理流程和方案,并对系统的开发部署进行了具体实现,应用情况表明系统能够实现对水下战场实景态势的高精度仿真,可作为海洋水下战场实景态势的演示分析研究平台和水下作战对抗的论证评估工具三关键词:水下战场;实景态势;仿真系统;开发部署;设计实现 中图分类号:TP391.9;E943 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1673-3819.2016.04.017 DesignandImplementationoftheSituationSimulation SystemforMarineUnderwaterBattlefield LIZhuo1,2,WANGQing-yu2,GAODa-yuan1 (1.NavySubmarineAcademy,Qingdao266199;2.UnitNo.92995,Qingdao266100,China) Abstract:Thereisalwaysadifficultproblemintheshowtherealsituationofunderwaterbattlefieldanddemonstrationandanalysisofunderwatercombatinthefieldofwarfaresimulationbecauseoftheparticularityoftheunderwaterenvironmentandcomplexityoftheunderwatercombat.Basedontheapplicationbackgroundofunderwaterwarfareinthemodernseafightcon-dition,thesituationsimulationsystemformarineunderwaterbattlefieldisdesignedandimplementedinthepaper,andthefunctionstructureandprocessofthesystemandthedataprocessingandprojectetcarepresented,andthedevelopmentanddeploymentforthesystemarerealized,thesimulationexamplesshowthatthesystemcanprovideahighprecisionsimulationfortherealsituationsimulationofmarineunderwaterbattlefield,anditserveasademonstrationanalysisplatformfortherealsituationofmarineunderwaterbattlefieldandaassessmenttoolsoftheunderwatercombat. Keywords:underwaterbattlefield;realsituation;simulationsystem;developmentanddeployment;designandimplemen-tation 收稿日期:2016-02-28 修回日期:2016-03-30 ?基金项目:国家863基金(AA8094027B) 作者简介:李 卓(1975-),男,辽宁兴城人,博士后,工程 师,研究方向为模拟仿真二导航系统二水下作战理论等三 王庆裕(1971-),男,高级讲师三高大远(1978-),男,博士,讲师三 近年来,水下作战在信息化海战中的地位逐渐凸显,海洋水下战场空间特殊的军事价值和战略意义已经被广泛认可,各海洋军事强国纷纷推动和实施与海洋水下作战相关的战略和计划,不断加强对水下战场空间的控制,并基于不同的使命任务体系论证了多种水下作战模式,发展了大量的水下武器装备[1-2]三其中美国相继通过 SeaWeb 二 PlusNet 等计划和项目,针对水下远距离探测和预警二水下通信和组网等水下信息技术进行研究和验证三另外,早在冷战时期,美俄就在大洋海底建立了防范对方潜艇的海底反潜网络,近年来更是进一步发展了多种样式的海洋水下对抗系统和对抗节点,包括美国的先进可布放系统(Advanced DeploymentalSystem,ADS)二水下持续监视网(Persistent LittoralUnderwaterSurveillanceNetwork,PLUSnet)二可部 署自主分布式系统(DeployableAutonomousDistributedSystem,DADS)等,俄罗斯最新研制了固定式被动水声 观测系统 德涅斯特尔 系统,并将其部署海军,这些海底观测网都可直接用于军事对抗三在水下节点的研究方面,相关研究进展也非常快,包括美国的先进无人搜索系统AUSS和Remus-6000型水下航行器,英国的海洋调查与监视水下航行器AutoSub,德国的无人水 下侦察航行器DeepC等,这些节点均可作为水下各类活动的手段和载体三鉴于水下战场具有迥异于其它战场空间的复杂性和特殊性,同时还涉及来自不同战场空间的多种作战平台以及多种技术手段的综合应用,因而水下作战活动异常复杂,对水下战场态势的分析验证以及对水下作战活动的演示呈现等都面临很多困难三信息化海战场上作战环境复杂多变,战场态势转换迅速,作战对抗异常激烈,采用抽象单一二静态描述的战场态势图等表达方式很难实现对水下战场态势进行准确直观的描述,对水下战场的实景态势仿真历来

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