戰(zhàn)場復雜電磁環(huán)境視景仿真研究
摘要:使用計算機仿真技術(shù)進行戰(zhàn)場電磁環(huán)境仿真模擬是現(xiàn)代軍事科學研究的一個技術(shù)熱點。利用現(xiàn)有地理信息系統(tǒng)和數(shù)字三維虛擬技術(shù),以電波傳播模型為基礎(chǔ),從戰(zhàn)場電磁環(huán)境出發(fā),對存在多種輻射源的戰(zhàn)場電磁環(huán)境視景仿真系統(tǒng)進行總體設(shè)計。給出了開發(fā)仿真系統(tǒng)的組織框架和流程要求,并就平臺開發(fā)中電磁模型建立、電子兵力仿真和場景輻射計算等關(guān)鍵技術(shù)的解決方案進行論證。
關(guān)鍵詞:戰(zhàn)場電磁環(huán)境;視景仿真;電波傳播;電磁輻射
0 引言
現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭是高技術(shù)條件下立體的、多維的戰(zhàn)爭,是現(xiàn)代化的武器裝備、信息、技術(shù)、通信、偵察、網(wǎng)絡(luò)、高級決策能力之間的較量。在此條件下,人們使用了種類繁多,參數(shù)多變的電子輻射武器,導致了戰(zhàn)場空間的電磁環(huán)境空前復雜、密集、交迭。面對如此復雜的戰(zhàn)場電磁環(huán)境,進行相關(guān)的數(shù)字建模和仿真,對分析戰(zhàn)場電磁環(huán)境和加快電子戰(zhàn)系統(tǒng)的研制進程,以及對電子戰(zhàn)性能做出有效評估具有十分重要的意義。
目前戰(zhàn)場仿真研究的熱點是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù),適應(yīng)多武器平臺攻防對抗作戰(zhàn)的仿真要求進行高逼真度的視景仿真,把未來數(shù)字化戰(zhàn)場環(huán)境貼近真實地模擬再現(xiàn)。戰(zhàn)場電磁環(huán)境視景仿真是指運用計算機仿真、可視化計算、多媒體、圖形圖像等技術(shù),實現(xiàn)復雜電磁環(huán)境條件下戰(zhàn)場的逼真呈現(xiàn),并為作戰(zhàn)模擬、分布交互仿真等提供虛擬的戰(zhàn)場環(huán)境。戰(zhàn)場電磁環(huán)境視景仿真就是以電磁輻射仿真為核心,為作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)提供環(huán)境支撐的應(yīng)用系統(tǒng)。
1 系統(tǒng)總體設(shè)計
戰(zhàn)場電磁環(huán)境視景仿真系統(tǒng)的主要功能是,通過戰(zhàn)場電磁環(huán)境仿真系統(tǒng),生成虛擬戰(zhàn)場電磁環(huán)境,并在此基礎(chǔ)上開展仿真實驗,使其作為武器系統(tǒng)效能評估、電子戰(zhàn)演練等軍事仿真的參考依據(jù)。根據(jù)戰(zhàn)場中射頻電子武器裝備的布局態(tài)勢,綜合分析和預測不同工作頻率的各輻射源在戰(zhàn)場空間某點的頻率和場強,用于生成電子偵察和電子干擾仿真計算所需的作戰(zhàn)想定和虛擬戰(zhàn)場電磁環(huán)境。系統(tǒng)采用視景仿真形式,形象直觀地顯示輻射源的布局設(shè)置,獲得虛擬戰(zhàn)場復雜電磁環(huán)境的綜合電子沙盤。戰(zhàn)場電磁環(huán)境視景仿真具備電子戰(zhàn)驅(qū)動能力,可以從電磁輻射角度對仿真結(jié)果進行分析和推演,提供一定方案的電子戰(zhàn)驅(qū)動能力。同時,系統(tǒng)得出的相關(guān)數(shù)據(jù),可提供策略方案判斷,如:通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、雷達與干擾威力估算、測向估計、輻射源與測向臺布置輔助、航路規(guī)劃輔助等實際應(yīng)用功能。
戰(zhàn)場電磁環(huán)境視景仿真是多系統(tǒng)、多學科、多層次的交叉應(yīng)用體系。仿真系統(tǒng)總體設(shè)計主要由4個模塊組成,分別是虛擬場景仿真、電磁模型建立、電子兵力生成和綜合計算與分析。戰(zhàn)場電磁環(huán)境視景仿真系統(tǒng)的組成框架如圖1所示。
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