水下战场环境虚拟仿真系统

虚拟现实技术在军事模拟和战场训练中的应用案例分析虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）的崛起为军事模拟和战场训练带来了巨大的变革。

通过模拟真实场景和情境，虚拟现实技术可以提供身临其境的体验，帮助军队进行实战演练、决策制定以及战术分析。

本文将分析几个虚拟现实技术在军事领域的应用案例，并探讨其在军事模拟和战场训练中的重要性。

首先，虚拟现实技术在军事模拟中的应用案例给军队带来了巨大的益处。

例如，美国海军陆战队采用虚拟现实技术进行实战演练，使士兵可以在安全环境下接受逼真的训练。

通过虚拟现实头显设备，士兵可以模拟实际作战中的各种情境，包括敌人的进攻和紧急情况的处理。

这种高度真实的模拟训练有助于提高士兵的反应速度和决策能力，增强他们在实战中的生存能力。

另一个应用案例是虚拟现实技术在战术训练中的应用。

通过将虚拟现实技术与仿真装备相结合，军队可以进行逼真的战术演练。

例如，德国陆军利用虚拟现实技术开发了一套虚拟战术训练系统，士兵可以通过佩戴头显设备参与虚拟战争，实践各种战术技能。

这种虚拟现实训练系统提供了实际作战中难以模拟的复杂场景，为士兵提供了锻炼和测试战术能力的机会，帮助他们在真实战场上作出更明智的决策。

虚拟现实技术在军事模拟和战场训练中的应用还可用于武器仿真和测试。

美国国防部使用虚拟现实技术模拟和测试先进武器系统，如无人机和导弹系统。

通过虚拟现实技术，研发人员可以模拟各种环境和条件下的武器使用情况，并进行精确的测试和调试。

这种虚拟测试可以显著减少实际试验的时间和成本，并提供更准确的结果，使得武器系统的研发和测试更加高效和可靠。

此外，虚拟现实技术还可以用于军事情报分析和军事情景演练。

通过虚拟现实技术，军事情报分析人员可以模拟和分析各种战术情景，提供更准确的军事情报以及对战场态势的更深入理解。

在军事情景演练中，虚拟现实技术可以模拟实际战场，并通过实时数据输入，帮助指挥官制定战术计划和决策。

虚拟现实技术的运用使得军队能够更好地应对复杂多变的战场情况，提高实战能力和胜算。

第39卷第1期2017年2月指輝控制与仿真C o m m a n d C o n tro l &S im u la tio nYol. 39 No. 1Feb.2017文章编号：1673-3819( 2017) 01-0073-04海上作战体系仿真建模技术初阳，季蓓，窦林涛(江苏自动化研究所，江苏连云港222061)摘要:针对当前海上作战仿真模型体系不健全、建模方法单一等问题，本文从作战体系仿真对仿真模型的需求入 手进行分析，建立了海上作战仿真模型体系，并从多分辨率建模、多视图模型描述、模型全生命周期管理等三个方面 对体系对抗条件下的作战体系仿真建模技术进行研究，有效地支持了联合战役战术仿真推演系统的研发。

关键词：体系对抗；作战仿真；装备体系论证中图分类号:T P391. 9;E917 文献标志码：A D0I:10.3969/j.issn.1673-3819.2017.01.016Research on Simulation and Modeling Technologiesfor Warfare System of Systems at SeaCHU Yang，JI B e i，DOU Lin-tao(Jiangsu A utom ation Research In s titu te，Lianyungang 222061，C h in a)A b s t r a c t：A im m in g at the problem that cu rre n t sim u la tio n m odel system is not perfect and the m odeling m ethod is s in g le，fro m the com bat system s im u la tio n on dem and sim u la tio n m odel of a n a lysis，th is paper establishes a naval com bat sim u la tio n m odel system，and fro m the view po int of the m u lti-re s o lu tio n m o d e lin g，m u lti view m odel d e scrip tio n and m o d e llin g of whole life cycle management three aspects，research on system s im u la tio n m odeling technology u n der the system atic confrontation co n d itio n has m a d e，and e ffe ctive ly support fo r the Jo in t T a ctica l S im ulatio n System Research and developm ent.K e y w o r d s：system atic counterm easure;op erational s im u la tio n；equipm ent system dem onstration目前，由于一体化联合作战理论尚不成熟，联合战役作战下的体系对抗模型，尤其是适用于海上作战体系的模型尤为缺乏，主要体现在:海上作战体系需求与仿真建模需求无法一致转换；面向体系对抗仿真的模型体系构建困难；模型数量、种类繁多，没有形成统一的模型描述、开发标准和管理规范等。

基于虚拟现实的军事训练仿真系统设计在现代战争中，军事训练是培养士兵、提高战斗力的重要环节。

然而，传统的军事训练方式往往受限于场地、时间和资源等方面的限制，无法完全满足实际战斗需求。

为了解决这一问题，基于虚拟现实的军事训练仿真系统应运而生。

本文将介绍这一系统的设计与功能，并讨论其对军事训练的影响。

首先，基于虚拟现实的军事训练仿真系统是一种利用计算机技术和虚拟现实技术，模拟真实战场环境和作战情境的系统。

它可以通过虚拟现实设备，如头戴式显示器、手套和体感控制器等，将士兵置于一个高度逼真的虚拟战场中，使他们能够身临其境地进行各种军事任务的仿真训练。

该系统的设计包括以下几个关键模块：虚拟战场模块、虚拟武器系统、虚拟敌军模块和指挥控制中心模块。

虚拟战场模块是整个系统的核心部分，它通过三维建模技术和特效渲染技术，实现真实战场地形和环境的模拟。

虚拟武器系统模拟各种现代化武器的特点和使用方式，使士兵能够熟悉和掌握各种武器系统。

虚拟敌军模块通过智能算法模拟敌军的行为和战术，为士兵提供真实对抗的训练环境。

指挥控制中心模块提供实时的指挥和监控功能，使指挥员能够对训练情况进行实时调度和指导。

基于虚拟现实的军事训练仿真系统具有多重功能。

首先，它可以提供高度逼真的训练环境，使士兵在虚拟战场中能够面对各种复杂的作战情境，锻炼他们的应变能力和作战技巧。

其次，这一系统可以模拟不同武器系统的特点和使用方式，使士兵在虚拟环境中熟悉和掌握各种武器的操作。

再次，虚拟敌军模块能够模拟敌军的行为和战术，为士兵提供真实对抗的训练环境，提高他们的战斗意识和应对能力。

最后，指挥控制中心模块提供实时的指挥和监控功能，使指挥员能够对训练情况进行实时调度和指导，提高战场指挥水平。

基于虚拟现实的军事训练仿真系统对军事训练具有重要影响。

首先，它可以缩短军事训练的时间和成本，减少对实际战场和装备的依赖。

这意味着更多的训练机会和更广泛的训练范围，提高了训练的效果和效率。

面向海军作战需求的作战仿真系统设计作战仿真系统在现代军事演习和训练中扮演着重要角色。

特别是对于海军而言，作战仿真系统能够提供真实感的海上作战环境，使指挥员和士兵能够在仿真场景中进行训练和演练，以应对真实战场的挑战。

本文将就面向海军作战需求的作战仿真系统设计进行探讨和分析。

1. 系统需求分析在设计面向海军作战需求的作战仿真系统之前，首先需要进行系统需求分析。

通过与海军指挥官和作战人员的深入沟通，了解他们的训练需求和提高实战能力的目标。

在分析过程中，需考虑以下几个方面：1.1 仿真环境的真实感仿真环境的真实感是作战仿真系统设计的关键要素。

通过使用高清晰度的图像、逼真的音效和真实的物理模型，使得仿真环境能够完全还原真实的海军作战场景。

同时，系统应提供多样化的天气条件、不同时间段和各种地理环境，以增加训练的复杂性。

1.2 可扩展性和可定制性作战仿真系统应具备可扩展性和可定制性，以适应不同级别和不同类型的训练需求。

海军作战需要考虑到不同艘舰船、不同武器系统和各种作战环境的要求，因此系统应具备灵活的设置选项，能够根据用户需求进行快速配置。

1.3 实时反馈和评估功能作战仿真系统应能够提供即时的反馈和评估功能，以帮助指挥员和士兵实时调整行动策略和战术。

通过监测和记录战斗过程中的各种数据指标，系统能够生成详细的分析报告和评估结果，为作战人员提供必要的指导和建议。

1.4 多人协同作战能力海军作战通常涉及到多个舰艇和战斗单元的协同作战。

因此，作战仿真系统应具备支持多人协同作战的能力。

通过网络连接，不同作战人员能够实时进行各自的训练和演练，并能够在仿真环境中实现指挥、协调和沟通。

2. 系统设计与实现基于以上系统需求分析，下面将介绍面向海军作战需求的作战仿真系统的设计与实现方案。

2.1 仿真引擎的选择为了实现真实感的仿真环境，需要选择一款功能强大的仿真引擎。

常见的仿真引擎包括Unity3D、Unreal Engine等。

虚拟现实在潜水训练中的应用：水下探险的新路径随着科技的飞速发展，我们正处在一个数字化时代，其中虚拟现实技术以其独特的魅力和广泛的应用前景，正逐渐改变着我们的生活和学习方式。

特别是在潜水训练领域，虚拟现实技术的引入，就像是打开了一扇通往深海世界的新窗，为潜水爱好者和专业人士提供了一条全新的学习和训练路径。

首先，让我们来想象一下传统的潜水训练场景：初学者们穿着笨重的潜水装备，在教练的指导下，一步步地适应水下的环境。

这种训练方式不仅耗时耗力，而且对于初学者来说，还存在一定的安全风险。

然而，当虚拟现实技术介入后，这一切都发生了翻天覆地的变化。

虚拟现实技术在潜水训练中的应用，就像是给潜水爱好者们配备了一副“魔法眼镜”。

通过这副眼镜，他们可以身临其境地进入一个虚拟的海洋世界，感受海洋的壮丽与神秘。

在这个虚拟的世界里，他们可以自由地探索海底的珊瑚礁、与五彩斑斓的鱼群共舞，甚至可以近距离地观察那些平时难以接触到的海洋生物。

这种全新的训练方式不仅极大地提高了学习的效率，还大大降低了训练的风险。

更重要的是，它为潜水爱好者们提供了一个无拘无束的探索空间，让他们可以在安全的环境下，尽情地享受潜水的乐趣。

当然，虚拟现实技术在潜水训练中的应用并非一帆风顺。

如何确保虚拟环境的真实性和准确性？如何平衡虚拟训练和实际操作的关系？这些问题都需要我们深入思考和探讨。

但不可否认的是，虚拟现实技术的引入已经为潜水训练开辟了一条新的道路。

它不仅仅是一种技术的创新，更是一种教学理念的革新。

它告诉我们，在追求知识和技能的过程中，我们可以更加自由、更加安全、更加高效。

总的来说，虚拟现实技术在潜水训练中的应用就像是一股清泉，为传统的潜水训练注入了新的活力和可能性。

它不仅改变了我们的学习方式，更拓宽了我们的视野和思维。

在未来，我相信这股清泉将会汇聚成一条汹涌澎湃的江河，引领我们走向更加广阔和深邃的海洋世界。

基于虚拟现实的可视化军事仿真系统设计虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术是一种借助计算机生成的虚拟环境，通过模拟真实感知来给用户带来身临其境的体验。

在不同领域的应用中，基于虚拟现实的可视化军事仿真系统设计具有重要的实用价值和实验意义。

作为一种先进的军事训练方式，仿真系统在军事领域的应用已经取得了显著成效。

但是传统的仿真系统存在着一些局限性，比如缺乏真实感、训练成本高昂等问题。

而基于虚拟现实技术的可视化军事仿真系统设计可以弥补传统仿真系统的不足，为军事训练提供更加真实、高效、安全的环境。

首先，基于虚拟现实的可视化军事仿真系统设计可以提高仿真环境的真实感。

通过引入虚拟现实技术，仿真系统能够模拟真实的战场环境，包括地貌、景观、天气等因素，使训练人员能够身临其境地感受到实战的紧张氛围。

此外，虚拟现实技术还可以模拟真实的声音、光线、物体交互等感知要素，进一步增强训练的真实感。

其次，基于虚拟现实的可视化军事仿真系统设计可以降低训练成本。

传统的军事训练往往需要大量的物资、设备和人力资源投入，成本十分昂贵。

而基于虚拟现实的仿真系统可以通过虚拟技术的手段代替现实环境中的各种资源投入，大大降低了训练成本。

同时，虚拟现实技术还可以在训练中模拟各种场景和事件，从而减少对真实环境的依赖性。

此外，基于虚拟现实的可视化军事仿真系统设计还可以提高训练的安全性。

虚拟现实技术使得军事训练更加安全，避免了在真实环境中可能存在的伤亡和意外事故。

训练人员可以在虚拟环境中进行各种实战仿真，不仅能够获得真实的训练效果，还能最大程度上保障人员的安全。

虚拟现实技术还可以随时记录、回放和分析训练过程，提供及时反馈和评估，进一步提高训练效果。

设计一个基于虚拟现实的可视化军事仿真系统需要考虑多方面的因素。

首先，系统应具备良好的用户界面和交互方式，以便训练人员能够方便、直观地操作系统。

其次，系统应具备高度的可自定义性，可以根据具体训练需求调整虚拟环境的各种参数和设置。

本文详细阐述了C3I系统仿真技术的建模方法、仿真环境、舰载C3I系统仿真技术的现状、仿真专家系统、多媒体仿真及分布式交互仿真的发展及趋向.主题词: C3I系统仿真、多媒体、分布式交互仿真一、前言现代海战,是空中、水面、水下同时作战的立体战争.参战双方的飞机、舰艇数量很多,在加上电子战等电磁环境和气象、海象等物理环境之类的诸多因素,使战场情况错综复杂,瞬息万变.因此,对军队指挥自动化系统来说,不仅是要求增加系统的处理批次、提高系统的处理速度,还要能方便、迅速地操作使用,从而有效发挥人的指挥才能.C3I系统作为一个庞大而复杂的工程,其研制费用昂贵, 且不可避免地随战术变化要求升级,因而时间不断往后推,等研制出来后, 还要有少数系统不能发挥出立项时所指望的效益.所以,要尽可能花少量经费,较短的研制周期,获得实用的最佳系统, 只有通过仿真技术才能达到安全、可靠、保密、应用灵活和高效费比的目的.仿真是一种可以控制的、无破坏性的、允许多次重复的、不受外界条件限制,功能比较齐全的试验手段.仿真技术是以控制论、相似原理和计算机技术为基础,以计算机和多种物理效应为工具, 借助系统模型对真实的或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术,是用来研究C3I的先期开发工作及系统试验、检测和评估的一种有效手段.它可以有效地确定武器系统的作战区域,省弹、省钱、省时间; 可以弥补外场打靶试验的不足;能为管理决策和技术决策提供依据.通过仿真实验, 可使设计人员加深对系统的理解,对研制过程出现的问题快速研究并加以解决.先进仿真技术在国防系统和先进武器系统的规划、分析、设计、研制、运行、维护及战场模拟、军事演习、战斗管理和人员训练等方面起着极其重要的作用,受到人们的重视.二、C3I系统仿真建模C3I系统仿真是用来研究系统在特定条件下攻击特定目标的有效性、响应时间;研究指挥员的决策预案,优化操作程序;研究作战软件,并对多目标情况下多武器协同作战进行决策方案分析.1、仿真类型C3I系统仿真一般有三种类型:⑴全实物仿真.其特点是全部使用实际系统的子系统或部件,并加入人的因素. 它的作用主要是为作战积累经验,为改善系统提供依据.⑵半实物仿真.C3I半实物仿真,也叫 "系统试验床",它使用部分被仿真的C3I的硬件,系统的其它部分则采用计算机仿真形式,系统操作环境(包括威胁)可以是实物模拟,也可以是计算机仿真.目的是及早发现系统的问题和增加必要的新技术, 为完善系统提供条件.⑶计算机仿真.其特点是系统用严格的数学模型和一些规则来表示,不使用实际系统的任何硬件,是纯软件系统.三种模型综合使用,以长补短.2、C3I系统仿真环境仿真环境是一种逐步工作的环境.它包括确定仿真目标,建立系统模型, 建立适于仿真系统实现的仿真模型、仿真模型校验、仿真实验运行,结果分析、系统模型校验、再反馈修改模型或实验后再运行.要建立C3I系统仿真试验床,首先要明确仿真的任务和边界条件, 然后使仿真的战场环境和作战想定要有典型性. 要突出仿真各级指挥中心的信息活动和以通信网络为依托的情报信息和指挥信息处理过程,使指挥员身临其境地处于仿真环境中,进行信息处理和决策活动,直接参与人—机交互和仿真试验.仿真模型中的目标函数应该突出战斗力毁伤指数和决策总时延这两项指标, 由此反映我方在相同的兵力和武器装备条件下,由于C3I系统不同的结构或者不同的运用, 所导致的不同的合成指挥能力和快速反应能力.3、C3I系统仿真建模的方法一个仿真活动的全过程(生命周期)本质上是一种知识处理活动的过程.它包括:以模型为基础的活动;模型行为有关的活动;质量有关的活动.几十年来, 仿真界一直致力于研究面向用户及面向问题描述系统模型及其实验的各种技术, 其主要成果有面向方程、面向框图、面向事件、面向进程、面向活动等建模方法及仿真软件.⑴面向事件的仿真模型现在大部分用于C3I系统仿真的语言(或仿真程序)都是面向事件的事件调度法(Event Scheduling),由事件来驱动仿真程序的运行,如SLAM、GPSS和IHSL 都是通用的离散仿真语言,可以用来仿真象C3I系统这样的问题. 在这些语言中被建模的系统用事件、进程和实体来描述.⑵面向进程的建模方法面向进程的进程交互法(Process Interaction)是最有竞争力的一种方法.进程可以看成是一个实体,它包含一组逻辑上有关联的事件.进程可能有活动、睡眠、已安排和终结四种状态.进程要占用C3I系统服务设施,或者排队等待,或者按一定规则进行服务处理.C3I系统中多种进程的生命周期以及进程间的相互依赖关系描述, 构成仿真模型.⑶软件建模a、PSM方法这是美国通用电气公司使用的一种仿真语言和系统,专门用于处理器系统建模.它由定义语句和仿真语句组成.b、数学模型它包括目标分配模型、火力分配模型、连接对抗的排队论模型等.c、信息模型它是适应计算机进入非数值领域、信息处理领域形成的信息管理系统、网络系统、图象图形处理系统、人—机界面等处理方法的模型.d、人工智能模型它是把军事问题转换为专家系统式模型知识的软件模型.软件建模技术是体现C3I系统功能的关键技术.三、舰载C3I系统仿真技术现状系统仿真作为一种特殊的试验技术,经历了半个多世纪的发展,今天已成为一种真正的系统实验科学. 仿真规模已由控制和制导系统研制中的应用向全武器系统及其全生命周期发展;大规模的作战演练已经可以通过分布交互式仿真,借助于参试人员与作战平台和建立在数字计算机技术为支撑的虚拟仿真、各种计算机生成兵力、武器运行模型、作战规划流程交互作用而实现.仿真已开始向产业方向发展,仿真技术在不断自身完善和规范化.近年来,舰船仿真技术有了很大发展,已经成为舰船方案论证、分析设计、故障诊断、性能预测直至定型验收全过程中必不可少的工具.1、舰用仿真器舰用仿真器的作用是保证把舰员联系在一起,通过仿真情景和训练提高操作人员的熟练程度.舰用仿真器有两种:一种用于研究开发;一种用于训练.研究开发用的仿真器是用于舰船结构分析、运动分析、音响模拟技术. 训练用仿真器又分为以操作方法训练为中心的局部任务教练设备和以战术训练为中心的战术教练设备.⑴舰用战术训练仿真器结构及功能这种训练仿真器由CIC(作战情报中心)、计算机室、电源室、指挥室组成. CIC训练室设有与实际舰船功能相同的控制台,计算机房里用模拟材料制成的雷达影像,可显示与海上真实情况相同的图像,还可根据训练脚本控制模拟模型并显示每时每刻的变化.训练人员依靠这个显示可在与海上战斗相同的环境条件下进行训练. 训练用脚本输入在控制计算机中,不间断地执行,指挥官可以边监控训练状况边根据情况介入训练,或中断训练重新开始.详细记录训练经过和指挥官用控制台上的显示,在训练中或训练结束后自动分析其结果,供指挥官判断用. 控制用计算机的方式有多种,在训练仿真器中常用的有四种形式:·集中式.一般用于小规模系统,用一台计算机就完全可以连接所有的机器, 即简便又没有复杂的数据交换协议带来的烦恼,还易于实现实时处理.·并行松耦合式.可用于多个特殊的输入输出,但这种方式在2 台计算机间的数据交换量大,难于进行高速实时操作,适于较低速或小容量的数据交换.·并行紧耦合式.它使用存储器连接多台超小型机,能处理比较大规模的数据交换量,可用于大规模系统.·网络分布式.该方式使用5台网络机连接低的EWS (电子战系统).使用伊萨网,低级协议实现数据交换,不仅可以加大系统规模,而且可以并行地增设计算机,是一种扩充性好的方式,费用方面也比其它方式低廉.⑵训练用仿真器的模拟方法在采用仿真方法之前首先要将仿真对象模型化. 训练用仿真器的整个仿真模型是由目标模型、战场模型、设备性能模型、机器操作模型、博奕板等局部模型组成其模拟方法是按实战环境从雷达发出电波经过战场反射到目标. 其反射波再次经过战场被天线接收.被接收的电波经过天线、接收机等仪器后,在转发器中变成雷达影像.操作员边监视雷达影像边将探测结果传送给决策人员.这个过程是通过战场模型、目标模型、设备性能模型、机器操作模型来完成的.战场模型由传播、反射、杂乱回波三个局部模型组成. 传播模型采用电波方程式的数字式模型实现; 反射模型是根据数字式模型按照目标的态势实现雷达方位变化;杂乱回波模型是最难实现的模型.杂乱回波是在平面波通过云彩等杂乱回波时实现反射、衰减效果的. 该模型的实现是采用在集中地堆积很多木材的方法来考虑杂乱回波的.其做法是让每个单元都具有反射率和穿透率,然后把电波经过路线上单元的反射率和穿透率综合起来,作为整个杂乱回波的反射率和穿透率.机器操作模型分为传感器操作、情报处理系统操作、武器操作三种模型. 传感器操作模型是把操作员监视雷达和声纳的影像, 探测目标的操作模型化.情报处理系统操作模型是情况判断及决策的模型化,要实现精密模型需要高水平的知识处理.武器操作模型是使用规则库将武器操作模型化.⑶现用的舰载仿真器现代仿真技术的应用已从导弹动力学及控制系统仿真扩展到雷达系统, 引信战斗部系统、武器控制系统以及多兵种、多种武器的联合作战系统的仿真; 已从只在研制阶段进行仿真发展到包含批生产及部署使用等阶段在内的武器系统全寿命周期的仿真.舰载仿真器的作用是保证把舰员联系在一起,通过仿真情景和训练, 提高操作人员的熟练程度.·战略防御计划(SDI)国家试验台采用了先进的建模及仿真技术.该试验台可进行对选择结构的评价,并采用"人在闭环中"技术进行指挥与控制作战模拟.仿真与建模研制的重点放在对有能力支援SDI作战管理／指挥、控制、通信的可靠的软件系统进行评价.国家试验台还模拟SDI所需要的动态通信网.·嵌入式仿真器.a、OBT(独立的舰载训练装置),分成12个部分永久地安装在舰上.主要包括训练控制台、人工信号发生器和处理机、打印机／绘图仪、信号注入器、系统状态控制器、RF发射机和天线以及直升机接口.它是为与AN／SQS-53B／C 主动和被动声纳、AN／SQR-19(V)拖曳声纳、AN／SQQ-28(V)和LAMPS MK- Ⅲ系统连接的其它ASW作战系统以及MK-116Mod5,6或7ASW作战系统而设计的.它提供一个包括与舰艇战术声纳和火控系统相连的模拟器的训练环境.b、舰载雷达环境仿真器系统(RESS)是用来仿真防空战情况的. 该设备装在所有"小猎犬"级远程巡洋舰、"鞑人"级中程巡洋舰和DDG-993级驱逐舰上.它可用来训练、测试和评估舰载设备的性能,提供动态RF测试输入, 可同时或单独评估和维护AAW作战系统中的信号雷达处理部件. ·AAI公司1984年开发的20B5作战系统小组训练设备是比20B4 更先进的作战系统小组训练设备.其特点是反潜战(ASW)和全程EW激励,可激励声纳、通信、EW系统、武器和假目标以及雷达.可产生1024海里×1024 海里对抗区域内的情景, 示出多达128个威胁(包括100个空中,12个水上或水下响应,8个鱼雷目标和2个假目标), 其范围从最大雷达距离到最深的潜艇.能仿真包括5个雷达和2个声纳以及AN／SLQ-32(V)2电子对抗设备和AN／UGR-9海军14号数据链系统的只接收电报装置等9个舰载系统.该系统为MK-13制导导弹发射装置、MK-75、76毫米火炮、MK-15、20毫米"密集阵"近程武器系统、MK-309可旋转鱼雷发射管、MK-46ASW鱼雷、RIM-66 SM-1中程导弹、RCM-84"鱼叉"反舰导弹、SRBOC箔条发射装置、SLQ-25 NIXIE 声纳假目标和"大草原"／"假面人"ASW系统提供仿真的操作环境.·DCB海军指挥系统模拟器.是Cossor公司生产的, 安装在英国海军核动力潜艇上.该模拟器包括一个提供仿真目标数据的态势发生器,可以提供逼真的海洋环境信号,模拟训练所有传感器参数.模块化的、灵活的模拟器可以产生各种目标情景, 并且容易使用和扩展.·23型护卫舰雷达模拟器.是监视和敌我识别雷达模拟器(SIRAS), 安装在位于朴次茅斯的海军研究院的23型护卫舰上, 用于测试23 型护卫舰的指挥和控制系统.SIRAS模拟器将产生一定数量的有代表性目标的实时输出, 这些输出用于模拟护卫舰主雷达系统的信号处理系统, 这些实时输出信号及其它相关信息的控制装置将直接与真实雷达设备接口.SIRAS模拟器还将向与其连接的敌我识别系统的编码器／解码器提供视频输出.该模拟器有一个独立的、离线接口,它是借助MICRO VAX11 计算机操作的,除提供实时模拟外,计算机还与两个同步雷达视频发生器接口.·模拟无线电系统(SRS).是英国海军在Dryad 舰上安装的具有逼真特征的舰载无线通信模拟器, 在海上作战学校模拟了海军无线电信号发射的所有特征和困难情况.SRS系统可提供逼真的态势, 根据舰艇和频率的可用性之间的理论距离将操作者限制在实际"范围"和"通道"极限上.演习控制者还可以阻塞通信,并引入不同程度的噪音干扰,以表示信号的减弱和敌方干扰.·我国研制的16T-25型作战系统模拟训练仪, 可支持舰上的作战系统进行日常的操作训练,并具有通道检查、精度评估、反应时间测试及训练结果的显示记录等功能.·攻潜综合训练模拟系统. 是我国海军某学院研制的能对攻潜效果及时作出直观和定量评估,两个态势图上实时地显示武器弹着点、命中计数、命中距离等要素.2、电子战仿真器电子战仿真是以计算机控制为中心的仿真系统,是在与实战相同的电子战环境中怎样使对方的雷达和通信丧失战斗力.电子战包括电子支援措施(ESM)、电子措施(ECM)、电子对抗措施(ECCM).自电子战仿真技术兴起之后,对电子战的训练就渐渐使用仿真器了. 建立C3I与电子战系统模型的基本思想是使指挥员的感知战场与实际战场能最大程度的拟合. 为此就要通过仿真训练提高对战场的感知性能.C3I与电子战系统模型由侦察与探测系统子模型、通信系统子模型、数据处理系统子模型和电子战模型组成. 战场态势由侦察与探测系统子模型获得,通过通信系统子模型传输,最后由数据处理子模型进行处理形成感知战场,供决策之用.⑴电子战仿真器的分类根据使用目的和预算的不同,电子战仿真器的种类和规模也是多种多样的.电子战仿真器可分为两类,一类是用于评价、开发电子战仪器的;一类是用于对主要人员进行训练的.为实际进行电波发射,用于评价、开发电子战仪器的仿真器往往带有电波暗箱室.这类仿真器有三种方式:a、发射电波式.实际进行电波发射,制造出实际电子战环境,进行电子战仪器的开发并分析评估.b、混合式.不实际进行电波发射,但发射与实际相同的威胁信号,对电子战仪器接收装置和显示装置进行控制、试验.c、信号合成式.它是根据仿真信号的发生,通过接收功能进行电子战显示.该方式也用于训练主要人员.用于训练主要人员的电子战仿真器有a.战术剧情方式, 它运用构筑主体程序的战术剧情,进行电子战训练.b.搭载式是根据接收的假雷达波, 进行实飞条件下的电子战训练.五种仿真方式中,最引人注目的是搭载型,即是搭载在飞机上进行训练. 搭载型电子战仿真器收藏在外形类似新型中程空对空导弹的吊舱内. 其训练脚本是从30种敌方雷达模型中,预先选出8种编程,排入便携式存储模块.该模块记录飞行员操作等一系列训练结果,训练结束后能够再现其状况,获得准确的评价. 使用搭载型电子战仿真器进行训练对战斗机抵抗对空导弹威胁, 选择适应实战的最佳飞行航向有很大的帮助.⑵应用·EW-GEMS是一个通用的电子战仿真系统.其结构设计分作两个主要领域:1>高级仿真结构,2>一般软件工具及低级程序基础. 高级仿真结构主要考虑计算机／用户接口以及整个EW-GEMS过程的管理.它的最终形式是模块化,适应性强,且使用性、可维护性都较好.采用自下而上的软件设计方法建立软件库和工具.在对抗仿真完成的过程中,用户可通过屏幕得到描述整个仿真过程的信息,还可通过使用数据上卷功能在同一屏幕上观察到许多仿真运行时的参数并通过图形观察信息.·舰载C3I系统的模拟仿真测试系统由探测器模拟分系统、武器装备模拟分系统和仿真测试系统组成.它可为舰载C3I系统的设计,测验和性能评价提供良好的条件.驱动各类舰载C3I系统,完成系统联调、性能评价,外场应用仿真试验,设备通道检查, 故障诊断及系统的设计论证等项工作.·ALQ-T5仿真器和ALQ-T4仿真器.是美军在对EWO(电子战军官)教育中,用于EF-111和B-52电子战训练的仿真器.使用ALQ-T5 电子战仿真器掌握雷达预警装置及电波干扰设备的操作方法和功能、可预测的威胁电波和信号特性、电子战的筹划和应用方法.今后,我国要在电子战威胁环境仿真关键技术研究的基础上,集中力量迅速突破电子战建模与计算机仿真模拟技术,建设一个三维动态、多通道、多目标、多功能,能完成各种电子战装备的仿真设计、性能测试、训练演习的电子战威胁环境仿真系统.3、C3I仿真专家系统面对千变万化的作战过程,用传统的仿真只能从一种途径,严格地按预定的作战方针进行战斗模拟,往往忽略了指挥员的领导艺术、军事素质、作战经验等许多重要因素.为克服C3I系统仿真建模中人为决策过程中的明显技术障碍, 迫切需要使用专家系统.要建立一个建模与仿真的专家系统,除了知识库推理系统外,还要以数据库、模型库、实验框架库等为基础,构成系统的综合信息库.信息库与控制结构相互分离, 便于分别对其进行修改,并允许非确定的数据结构及进行动态操作.利用知识库专家系统建立仿真模型,能根据人类的经验知识把综合过程用规则形式进行描述.仿真专家系统遵循的模式是:系统分析人员描述有关系统的知识,确定目标并让系统类似一个仿真专家辅助建模;选择最优算法,进行程序自动生成, 运行并给出最优解.C3I系统仿真可以利用专家系统的知识建立人为决策的模型.仿真专家系统可用于仿真实验结果的检验和可信度分析. 目前最主要的应用是智能前端,即把专家系统建立在仿真软件与用户之间,用户直接同专家系统对话, 专家系统产生必要的指示或代码进入仿真软件. 还可以将仿真与专家系统结合于一个大型软件中,两者中的任何一个都可以是大型决策支持系统的一部分.舰艇作战仿真专家系统是将数据库技术, 人工智能和专家系统技术引入舰艇作战仿真领域的大型集成式智能仿真软件系统.它由四个库(数据库、模型库、知识库、作战仿真统计结果数据库),四个子系统( 舰艇作战智能仿真环境用户对话管理子系统、数据库管理子系统、模型库管理子系统、知识库管理子系统) 和四个专家系统(作战仿真辅助建模专家系统、作战仿真专家系统生成及运行控制专家系统、作战仿真结果分析专家系统、舰艇作战仿真专家系统)组成.四个库均采用ORACLE表形式,四个子系统采用C和PRO*C预编译接口程序实现,四个专家系统各自都有相应的结构.这种系统有效地克服了传统仿真系统的不足之处,具有更强的仿真能力.其仿真环境是建立在分布式关系数据库系统之上的,融合人工智能专家系统技术,服务于舰艇作战仿真全过程的智能仿真环境.一个完善的智能化仿真系统应具有的功能是:·能接受问题描述,并通过咨询知识库综合仿真模型,最后推荐一个能满足指定目标的方案; ·能对仿真建模、实验方案设计、运行及结果解释等的合理性、可信性予以解释;·具有学习能力;·具有彩色图形及动画显示,为用户提供多种信息表达形式.智能化仿真系统的研究始于十多年前,其研究成果也有些报道.在作战模拟中应用人工智能和专家系统的例子有:·兰德战略评估系统(RSAS):利用人工智能技术(基于启发式规则的构模) 使模型代替部分或全部局中人.·鹰:一个军级作战模型,分辨率为营级单位, 由陆军的训练与条令司令部的分析司令部(TRAC)和络斯阿拉莫斯实验室开发. 这个模型使用专家系统来模拟复杂的指挥和控制活动.·嵌入式作战仿真专家系统(SCSES):该系统由态势仿真子系统、潜艇作战专家系统、战舰护航编队作战专家系统组成.态势仿真子系统使用大量的数学模型,在每一个仿真时间步内完成战场态势推演、各作战实体之间发现／丢失等信号的生成以及武器运动轨迹递推等任务.它可看成是战场上各类事件的发生器,是对作战双方指挥员所面临的真实战场的仿真. 潜艇作战专家系统是采用多知识源协同求解的黑板模型方式实现专家系统的,它接收来自态势仿真子系统的战场态势数据,对其分析、总结,正确判明态势,采取相应战术动作. 战舰护航编队作战专家系统是由多个地理位置上分布的单舰作战专家系统和旗舰作战专家系统组成的分布式专家系统. 目前实现的这种系统的主要特点有:⑴将AI和ES、DB、SS技术融为一个有机整体,各取所长、互相配合;⑵多种知识表示方法;⑶黑板模型及双方、多级、多种推理机制; ⑷结构清晰,易扩充,便于总结、存贮专家经验;⑸人机界面友好、规范等等.四、C3I系统仿真技术的新发展及趋势分析总结仿真技术在海湾战争中应用的经验, 世界各军事大国对仿真技术的发展更加重视.尤其是美国,更加强了这方面的组织领导,新组建了国防建模与仿真办公室,提出了新的建模与仿真的投资。

军事装备虚拟仿真系统研究随着科技的不断发展，军事装备虚拟仿真系统已经逐渐成为了军事领域的一项重要装备。

这种系统是以计算机技术为基础，将真实装备的各种参数、模型和性能进行数字化处理，在虚拟场景下进行模拟，以达到预测、测试、评估、训练等目的。

本文将深入探讨军事装备虚拟仿真系统的研究。

1. 概述军事装备虚拟仿真系统是一种涵盖计算机图形学、计算机仿真、虚拟现实等多种技术的综合应用，主要用于模拟和预测各种战争环境下各种情况下战斗力和火力的表现。

其主要优点包括：（1）提高装备的测试效率和质量。

虚拟仿真系统可以将真实装备在虚拟环境下进行测试，避免了现实测试中的一些难以控制、危险等风险。

（2）提高装备的研发效率和质量。

利用虚拟仿真系统进行装备研发，可以在保证安全的前提下，快速验证和优化方案，提高研发效率和质量。

（3）提高装备的培训效率和质量。

使用虚拟仿真系统进行培训，可以将实际环境中的一些危险和风险排除，使得培训效率和质量都得到了提高。

2. 军事装备虚拟仿真系统的实现军事装备虚拟仿真系统的实现是非常复杂的，需要完整的系统架构和多个技术的综合应用。

其主要技术包括以下几个方面：（1）计算机图形学技术。

计算机图形学技术主要用于将真实装备的外部形态、动作和行为进行数字化处理，并通过计算机图形学的方法生成3D模型和场景。

（2）计算机仿真技术。

计算机仿真技术主要用于将真实装备的参数、模型和性能进行数字化处理，构建虚拟环境，并模拟真实环境中的各种因素，如光照、气候、颜色等。

（3）虚拟现实技术。

虚拟现实技术主要用于让用户在虚拟环境中进行体验和交互，包括头盔、手套、鞋子等。

（4）多模态人机交互技术。

多模态人机交互技术主要用于将虚拟环境中的信息和真实环境中的感官信息进行融合，以实现用户对虚拟环境的沉浸式体验。

（5）智能化技术。

智能化技术主要用于模拟智能化装备和对抗目标，增加战术性和随机性。

3. 军事装备虚拟仿真系统的应用军事装备虚拟仿真系统在军事领域的应用非常广泛，主要体现在以下几个方面：（1）装备测试。