舰载机起降视景仿真中几个关键问题的研究

舰载机着舰过程仿真及下落点分析杨柳;徐东昊【摘要】舰载机着舰是飞机整个飞行过程中的关键环节,受到舰船的运动和海上的大气紊流扰动,是事故多发环节.本文对舰载飞机的着舰环境建立了数学模型,提出了一种基于推力补偿系统与自动驾驶仪系统交联的控制方法,通过仿真比较角稳定和点稳定2种光波束引导着舰方案,得出着舰终端误差.研究成果对于舰载机的着舰引导具有参考价值.%Carrier aircraft landing is the key in the whole flight progress, which is the link in accidents due to the war-ship motion and marine atmospheric turbulence disturbance. The mathematical model of landing environment is established in this paper and a control method based on the cross linking between thrust compensation system and automatic flight con-trol system is proposed. Two different light beam guidance landing strategies of angle stability and point stability are com-pared through simulation, which results in landing end point errors obtained. The simulation results demonstrate that it is of great reference value in carrier aircraft landing.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2018(040)005【总页数】4页(P144-147)【关键词】飞机着舰;着舰环境;推力补偿;自动驾驶仪;舰载机【作者】杨柳;徐东昊【作者单位】哈尔滨理工大学自动化学院,黑龙江哈尔滨 150080;哈尔滨理工大学自动化学院,黑龙江哈尔滨 150080;哈尔滨工程大学青岛船舶科技有限公司,山东青岛 266400【正文语种】中文【中图分类】TP3910 引言舰载飞机与陆基飞机的着陆相比，在飞行甲板上着舰更为困难[1–2]。

电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering软件开发与应用Software Development And Application 舰载机起飞流程视景仿真研究夏亮冯玉博（中国人民解放军92728部队上海市200436）摘要：本文为了直观的展示舰载机起飞流程，实现舰载机起飞视景仿真，以Creator构建3D模型；利用DOF技术实现舰载机模型的机翼折叠；运用Vega软件进行虚拟场景的渲染；利用多通道、多视角技术让操作人员全面掌握观察舰载机起飞情况。

结果表明，该视景仿真运行流畅，人机交互功能和飞机屏显模拟功能正常，具有一定的参考价值。

关键词：舰载机；视景仿真；D0F技术在武器装备研制中引入虚拟现实仿真技术，预期可以大幅消减武器装备的研制成本，压缩研制时间，降低研发费用，具有重大的实际意义⑴。

随着航母的发展，舰载机作为航母搭载的主要作战力量，在现代战争中发挥着威慑和打击敌人的重要作用。

不过在舰载机训练过程中需要大量消耗大量的人力物力，耗资太大。

在此背景下，利用Vega或者OpenVS等软件开发虚拟现实视景仿真系统来进行舰载机的模拟起飞训练，作为舰载机起飞流程制定或者培训教学提供强有力支撑和更为可靠的实验依据（21o本文主要对舰载机起飞视景仿真中的关键技术，包括模型建立、DOF设定以及多视角多通道等技术进行介绍。

1虚拟仿真事件及系统开发环境1.1仿真事件描述本文实现的是对舰载机起飞执行任务的全过程进行视景仿真。

设置仿真事件流程如图lo以上为仿真事件全过程，在仿真过程中一方面界面中通过多个通道进行全面的信息展示，另一方面操作人员也可以通过人机交互来实现从不同的视角对舰载机进行观察。

要想满足高精度、高逼真度的要求，应建立诸如航母、舰载机等数字仿真模型，并构建相应的三维场景模型，便于在系统内部实现图形仿真与数字仿真模型之间的通信。

但需要注意的是，图像仿真时，需将实时渲染技术应用于图形仿真的过程中。

海上舰艇作战虚拟视景图像系统仿真研究王昂【期刊名称】《计算机仿真》【年(卷),期】2016(033)004【摘要】对海上舰艇作战虚拟视景图像系统进行仿真研究,可以解决视景显示节点的画面不连续的问题.对海上舰艇作战虚拟视景图像系统进行仿真的过程中,采集的视景图像,容易受到像素分布、亮度、颜色等信息的影响,使机器视觉发生偏移,提取的视景图像特征与真实特征相差甚远.传统方法主要是对海洋视景目标特征进行分类实现视景仿真的,导致降低了三维虚拟海洋视景仿真的真实度,海洋视景仿真效果差.提出采用多层次细节(LOD)渲染和网格高分辨率重构的三维虚拟海洋视景仿真技术.通过分析三维虚拟海洋视景仿真的内部结构参数体系,构建了三维虚拟海洋的物理模型,改进LOD渲染和网格高分辨率重构算法,并进行偏移量测试,得到三维虚拟海洋的全局最佳重构路径,并对三维虚拟海洋视景仿真和机器视觉的动态视点进行观测,完成视景切换和全局视景监测,实现三维虚拟海洋视景仿真在机器视觉中的应用.仿真结果表明,采用改进方法能提高三维虚拟海洋视景仿真的真实度.【总页数】5页(P419-423)【作者】王昂【作者单位】河南中医药大学信息技术学院,河南郑州450046【正文语种】中文【中图分类】TP391.9【相关文献】1.海上作战方案推演系统仿真模型体系研究磁 [J], 孙光明;王大志2.舰艇作战系统海上动态对准技术研究 [J], 周志恒;赵建军;杨利斌;桑德一3.舰艇编队作战视景仿真系统研究 [J], 赵晓冬;康凤举;陈法杨4.一般作战系统的生存问题:兼论海上舰艇编队生存能力的研究方法 [J], 吴晓锋;白桦5.一般作战系统的生存问题--兼论海上舰艇编队生存能力的研究方法 [J], 吴晓锋;白桦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于VR-Forces的舰载机起飞与降落仿真王文恽;侯学隆;杨士锋【摘要】VR-Forces是当前较为成熟的计算机生成兵力仿真平台,使用该平台可实现舰载机在航空母舰上起飞和降落仿真.在该仿真平台中舰载机起飞和降落的主要原理的基础上,阐述了舰载机搭载(卸载)组件和航空母舰占用引导控制组件的功能、类继承关系和配置方法,分析了舰载机起飞降落过程中的仿真流程.通过测试想定实现了F/A-18舰载机滑行、起飞、降落、停靠整个流程.研究成果对基于VR-Forces的作战仿真和开发类似系统有一定的技术参考价值.%VR-Forces is a mature CGF simulation platform which can realize the takeoff and landing simulation of the car?rier aircraft. Based on main principle of takeoff and landing simulation of the carrier aircraft in VR-Forces, in this paper, the functions, class derived relationship, and configuration method of carrier aircraft's embarkation component and air?craft carrier's occupancy-director-controller component was illustrated, the simulation process of carrier aircraft's takeoff and landing was analyzed. With a test scenarios, the whole process of carrier aircraft was realized, which included sliding, takeoff, landing and stopping. Research results provided preference for development based on VR-Forces and similar sys?tem.【期刊名称】《海军航空工程学院学报》【年(卷),期】2017(032)002【总页数】5页(P230-234)【关键词】VR-Forces;舰载机;起飞;降落;搭载;卸载【作者】王文恽;侯学隆;杨士锋【作者单位】海军航空工程学院科研部,山东烟台264001;海军航空工程学院指挥系,山东烟台264001;海军航空工程学院指挥系,山东烟台264001【正文语种】中文【中图分类】TP391航空母舰是现代化远洋海军的重要力量，而航母舰载机承担着空中掩护和支援、空中地/海攻击[1]、空中早期侦察/预警-指挥、中远程空中反潜巡逻等重任。

第４２卷第３期２０２０年６月指挥控制与仿真ＣｏｍｍａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ＆ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＶｏｌ ４２㊀Ｎｏ ３Ｊｕｎ ２０２０文章编号：１６７３⁃３８１９（２０２０）０３⁃００８１⁃０６舰载机对海作战训练仿真系统设计与关键技术王述运１，杨继坤２，柴守权１，岳付昌１（１．海军航空大学，山东烟台㊀２６４００１；２．中国人民解放军９２４９３部队，辽宁葫芦岛㊀１２５００１）摘㊀要：为满足舰载机对海作战能力快速形成和体系对抗训练模式转变的急需，立足于海军实战化训练实践，明确舰载机对海作战典型任务场景和流程，解构开展作战训练的主要特点，深入分析训练仿真系统建设的需求和策略，结合系统建设提出了训练仿真系统的总体框架设计㊁功能模块设计和数学模型设计，并开展仿真流程和调用关系的研究，从想定与仿真控制㊁兵力行为模型支撑㊁基于ＬＶＣ实时交互㊁导调裁决与评估等四个方面探讨了关键技术的实现途径，为舰载机对海作战训练的顶层设计和创新研究提供技术支撑㊂关键词：舰载机；对海作战；训练仿真；环境构建；关键技术中图分类号：Ｖ２７１ ４＋９２；Ｅ９２６ ３９２㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３⁃３８１９．２０２０．０３．０１５ＴｒａｉｎｉｎｇＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎａｎｄＫｅｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＡｎｔｉ⁃ｓｈｉｐＣｏｍｂａｔｏｆＣａｒｒｉｅｒ⁃ｂａｓｅｄＡｉｒｃｒａｆｔＷＡＮＧＳｈｕ⁃ｙｕｎ１，ＹＡＮＧＪｉ⁃ｋｕｎ２，ＣＨＡＩＳｈｏｕ⁃ｑｕａｎ１，ＹＵＥＦｕ⁃ｃｈａｎｇ１（１．ＮａｖａｌＡｖｉａｔｉｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｔａｉ２６４００１；２．９２４９３ＴｒｏｏｐｓｏｆＰＬＡ，Ｈｕｌｕｄａｏ１２５００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｔｈｅｃａｒｒｉｅｒ⁃ｂａｓｅｄａｉｒｃｒａｆｔａｎｔｉ⁃ｓｈｉｐｆｏｒｃｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｔｒａｉｎｉｎｇｇｅｎ⁃ｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｔｒａｉｎｉｎｇｒｅｆｏｒｍ，ｔｈｅｍｉｓｓｉｏｎ，ａｐｐｌｉｅｓｓｃｅｎｅ，ｔｒａｉｎｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｄｅ⁃ｍａｎｄａｒｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙａｎａｌｙｚｅｄ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｓｙｓｔｅｍｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｆｒａｍｅｗｏｒｋ，ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍｏｄｕｌｅａｎｄｍａｔｈｅ⁃ｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ．Ｏｎａｃｃｏｕｎｔｏｆｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｓｃｅｎａｒｉｏａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｆｏｒｃｅｂｅｈａｖｉｏｒｓｕｐｐｏｒｔｍｏｄｅｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅＬＶＣｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｇｕｉｄａｎｃｅａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｓｆｏｒａｎｔｉ⁃ｓｈｉｐｃｏｍｂａｔｔｒａｉｎｉｎｇｏｆｃａｒｒｉｅｒ⁃ｂａｓｅｄａｉｒｃｒａｆｔｔｅｓｔｔｏｐｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｒｒｉｅｒ⁃ｂａｓｅｄａｉｒｃｒａｆｔ；ａｎｔｉ⁃ｓｈｉｐｃｏｍｂａｔ；ｔｒａｉｎｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ收稿日期：２０１９⁃０９⁃２８修回日期：２０１９⁃１１⁃０９作者简介：王述运（１９７２ ），男，山东高密人，硕士研究生，高级工程师，研究方向为模拟训练和飞行仿真㊂杨继坤（１９８５ ），男，博士，工程师㊂㊀㊀舰载机是航母编队夺取制空权和制海权的核心力量，主要担负肃清空域㊁压制防空㊁打击敌空中高价值目标㊁攻击敌水面舰艇㊁实施对陆空中遮断等任务㊂随着航母编队装备体系技术的革新和作战能力的提升，我军更加重视和强化以舰载机为基点的对海突击力量建设，相关研究主要集中在舰载机选型㊁机载反舰武器配备㊁舰载机编队力量编成㊁战术攻击阵位的配置㊁预警机／电子战飞机的配合，以及反舰作战能力评估等领域㊂当前，关于作战仿真的研究可大致划分为基于体系框架的理论方法构建和基于兵力实体的具象建模两大类，但从研究主体看，舰载机对海作战仿真的研究比较匮乏㊂同时，针对舰载机的训练仅仅停留在单一系统㊁单一受众㊁单一模拟器的环节㊂而美军早已把训练模式从基于单平台㊁单系统的个人训练拓展到以任务执行为核心的整体性训练，其组织方式㊁仿真系统㊁实施策略㊁环境构设和体系评估等方面均值得我军借鉴［１］㊂随着装备体系手段逐步丰富㊁强度日益增强，在仿真架构动态变化㊁快速建模技术㊁多分辨率自适应等方面，对传统仿真技术提出了巨大挑战，促使新的仿真技术不断涌现㊂同时，随着战斗力生成方式的转变和实战化训练能力的提升，基于体系的舰载机对海作战训练理念和方法将逐步走向实践，致使相关条件建设和总体规划成为必然㊂本文立足舰载机对海作战能力提升，根据典型任务流程，系统分析舰载机对海作战特点和训练需求，提出训练仿真系统构建的总体设计与关键技术，为航母舰载机分布式训练实践提供技术支撑㊂１㊀舰载机对海作战训练仿真需求１ １㊀典型任务流程受任务属性㊁敌我实力㊁战场态势㊁作战环境等因素共同制约，舰载机主要作战样式可分为连续对海突击和集中对海突击㊂航母的主要任务是保障舰载机的起降和指挥引导，根据实际作战需求，将舰载机的作业区域从远到近划分为任务区㊁引导区㊁待机区㊁进场区和着舰区㊂舰载机对海作战的典型流程可分为甲板作业流程８２㊀王述运，等：舰载机对海作战训练仿真系统设计与关键技术第４２卷和空中作战流程，按照逻辑顺序包括［２⁃３］：挂弹㊁热机㊁滑跃起飞㊁空中集结㊁引导出航㊁引导交接㊁攻击行动㊁效果评估㊁返航㊁敌我识别㊁进近管理㊁马歇尔等待㊁下滑道飞行㊁钩索㊁逃逸复飞㊁一站式保障，待下一个甲板作业周期重新起飞，如果发生战损即刻拉入机库进行维修作业，如图１所示㊂图１㊀舰载机对海作战流程１ ２㊀作战训练主要特点分析舰载机对海作战的固有特征决定其训练仿真系统呈现以下特点：１）海空一体决定协同要求高㊂舰载机作战环境复杂㊁跨度大㊁机动性强㊁对象多元，对训练协同开展的影响因素众多；２）体系联动决定导调控制难㊂舰载机对海作战是态势㊁指控㊁打击㊁保障等综合集成的任务体系，参训装备多㊁人员多㊁环节多，按照典型流程，训练实施需要要素间实现紧密耦合联动；３）虚实结合决定技术难度高［４］㊂开展此类训练，完全实兵实装的方式成本高㊁风险大，充分利用基于ＬＶＣ的技术体制是有效的途径，实装与仿真训练系统相融合，信息交互㊁态势共享等技术难度高；４）探索性强决定创新要求高㊂舰载机对海打击训练兼顾战法创新和部队训练的双重任务，必须在训练进程中强化创新意识，找到薄弱环节，不断反馈装备建设和战术战法改进㊂１ ３㊀训练仿真系统建设需求及策略系统应能够满足闭环舰载机对海作战训练仿真所需，仿真对象应包括舰载战斗机㊁机载雷达㊁空舰导弹㊁反辐射导弹㊁制导炸弹和普通航弹㊁航空兵指挥系统㊁航空保障系统㊁编队作战指挥系统等㊂流程分辨率到平台级，数据分辨率到武器级㊂主要解决以下几方面的军事需求：１）运用飞行模拟器模拟舰载机起降过程，用以训练飞行员的驾驶技术；２）运用航空保障系统模拟器模拟对舰载机的指挥引导㊁起降监控，用以训练ＬＳＯ和塔台指挥员的起降指挥控制能力；３）模拟航指系统㊁预警机指挥引导流程，用以训练航空兵指挥员㊁预警机指挥员对舰载机的引导能力；４）模拟舰载机对敌水面舰艇的跟踪识别㊁导弹打击过程，训练飞行员的实战能力；５）模拟区域防空群指对舰载机的归航识别㊁进近引导，训练舰机指挥员的态势感知能力㊂鉴于舰载机训练仿真系统组成复杂㊁地位重要㊁体系贡献突出㊁实现技术难度大㊁各方高度关注，其建设策略主要包括：１）使命牵引㊁能力递进㊁分步实现；２）资源统筹㊁虚实合成㊁综合集成；３）注重流程㊁强化态势㊁体现感知㊂２㊀舰载机对海作战训练仿真系统２ １㊀总体架构设计本文按照航母编队作战指挥仿真顶层设计要求，继承相关子系统研制成果，充分考虑舰载机对海作战训练需求，采用网络化㊁服务化技术，实现 一网六域 的应用架构设计，逻辑上由通信支撑网㊁资源管理服务域㊁想定生成域㊁导调控制域㊁环境构设域㊁训练执行域和认知评估域组成㊂架构上可进一步分为仿真资源第３期指挥控制与仿真８３㊀层㊁支撑层和应用层［５］，如图２所示㊂图２㊀仿真体系架构㊀㊀资源层㊂在联合训练环境构建支撑平台的框架下，通过通信支撑网将基础数据㊁计算存储㊁时空基准㊁安全保密㊁态势感知等资源连接形成的泛在网络，开展数据的实时交互㊁计算处理㊁联合分发㊂资源管理服务域通过对各类资源以及用户身份的联网共享㊁组网运用，提供体系化的资源管理和资源服务㊂支撑层㊂通过分布式交互中间件实现资源层和应用层的逻辑连接，集成与仿真训练相关的软件㊁数据㊁服务和界面㊂为应用层提供想定生成应用注册㊁导调控制组合交互㊁环境构设资源集成等应用服务，为训练执行和认知评估提供基础数据服务［６⁃７］㊂应用层㊂构建各类训练对象系统，包括飞行员起降训练㊁ＬＳＯ引导训练㊁对海作战训练㊁舰长对空防御训练㊁航空兵指挥引导训练等㊂２ ２㊀功能模块设计作战想定与剧情生成模块［８⁃９］主要从训练用户角度出发，提供舰载机对海作战任务的典型任务场景，包括任务筹划㊁模型编译㊁模型校验㊁想定生成㊁兵力生成㊁虚实环境初始生成㊁想定推演等子模块，具体承担任务背景和要求描述㊁参训人员装备体系构成㊁战场态势描述㊁对抗威胁条件设置㊁规则战术库装订等活动，最终通过计算机兵力与剧情生成，进行方案推演，评估训练实施计划的合理性和可行性㊂训练运行控制与管理模块主要从训练监管角度出发，为训练以及训练仿真的有效开展提供运行保障，主要包括导调控制㊁红蓝模拟㊁交战裁决㊁训练代理㊁分布管理㊁模型调用和行为支撑等子模块，具体从白方视角承担红蓝双方对抗行为监视㊁战术效果裁决㊁进程控制等工作，从训练管理视角开展训练仿真代理㊁分布式训练组织实施㊁具体训练评判准则制定等工作㊂目标特性与环境构设模块主要从假想敌的角度出发，解决以往训练对手不真㊁环节逼真度不高等问题㊂其主要包括ＬＶＣ集成环境㊁模拟器㊁战术对抗环境㊁电磁干扰环境㊁气象水文环境㊁平台机动㊁目标探测等子模块，能够为舰载机对海作战提供海战场背景下所需复杂电磁㊁岛岸背景㊁海杂波㊁快速海面目标等环境，以及虚实合成的解决方案㊂数据采集与云端处理模块主要从训练产生的大量数据出发，解决数据采集㊁存储㊁计算㊁显示㊁维护和挖掘等难题，为开展训练评估做基础准备㊂主要包括数据订购分发㊁边缘计算㊁高性能计算㊁分布存储㊁综合显示㊁复盘支持和分析评估等子模块［１０］，数据类型涉及８４㊀王述运，等：舰载机对海作战训练仿真系统设计与关键技术第４２卷距离㊁方位㊁精度等格式化数据和视频㊁图像等非格式化数据㊂２ ３㊀数学模型框架设计舰载机的作战使命和航母的特殊起降环境，对出动回收㊁飞行安全㊁指挥引导㊁效能评估等ＯＯＤＡ环节有极为严苛的要求㊂鉴于此，本文提出由出动回收模型㊁指挥引导模型㊁预警探测模型㊁交战过程模型㊁弹道与毁伤模型㊁辅助决策模型构成的舰载机对海作战训练仿真模型框架，如图３所示㊂图３㊀数学模型组成框架㊀㊀出动回收模型利用工程模拟器解决舰载机运动㊁起降姿态㊁过载控制㊁座舱模拟㊁视景观测等构造模型，建立一整套气动力数据库和控制率参数，模拟舰尾流㊁低空紊流和舰面流场条件下的起降性能；利用数字仿真解决航母运动㊁起飞与着舰系统㊁甲板几何㊁甲板作业等虚拟模型，与舰载机相关模型进行交互㊂指挥引导模型利用航空管制㊁航空兵指挥与预警机等等效模拟器，通过数据链和语音建立与舰载机任务执行的交互关系模型㊂预警探测模型通过建立雷达方程㊁引入外部信息源接口，解决信息保障和目标识别问题㊂交战过程模型需要实时解算飞机航线㊁高度㊁航向和攻击角等要素，装订导弹飞行参数，准实时计算载机和导弹的突防概率㊂弹道与毁伤模型利用实验室资源实时计算导弹发射后直至命中目标过程中，导弹弹道仿真和目标易损性仿真㊂辅助决策模型解决典型的战术决策问题㊂２ ４㊀训练仿真流程设计根据舰载机对海作战训练特点和要求，考虑设计空间㊁随机因素㊁训练层级和能力形成等因素，形成基于 训练要素识别㊁任务场景构建㊁红蓝战术映射㊁层次对抗训练㊁智能导调裁决 的业务流程，如图４所示㊂其中，训练要素识别是开展相关研究的基础，针对不同训练要素，任务想定不同，构成的装备体系也有区别，要素识别主要是对训练历程㊁对象㊁阶段和目标的界定；任务场景构建主要为整个训练仿真设定一个脚本，具体包括使命任务㊁环境构设㊁方案生成㊁态势模拟等步骤；红蓝战术映射通过双方的仿真模型交互，将宏观的能力和规则映射为可操作的战术和行动［１１⁃１２］；层次对抗训练实现基于实装㊁半实物和虚拟构造系统的浸入性㊁分布式训练；智能导调裁决利用基于智能体的算法对整个训练任务进行规划和仿真控制，运用空间域模型进行数据分析处理㊂图４㊀训练仿真业务流程图３㊀系统关键技术３ １㊀想定与仿真控制技术联合训练环境的构建势必带来动用实兵多㊁组织效率低㊁周期不可控等问题，必须在任务开展前进行反第３期指挥控制与仿真８５㊀复推演，实现基线想定目标，并逐步扩展能力边界㊂主要涉及想定演示推演技术㊁时空一致性控制技术和数据过滤匹配技术等㊂演示推演技术模拟在给定试验条件下，进行兵力行动和信息交互等关键环节的预演，发现方案缺陷，预估训练效果，进一步提出资源需求，采用基于插件的模型编辑和想定编辑动态生成技术，解决当前普遍采用人工计算㊁领域专家研讨的方式㊂时空一致性控制技术，采用时间自治策略，部分时戳和前瞻量设计，通过合理划分实时粒度，解决联合试验环境所集成的资源信息交互的时间异步性，控制资源协调运行㊁虚实仿真时空一致㊂数据过滤匹配技术主要采用基于区域㊁网格和排序三种数据过滤匹配算法，解决无效数据对上层应用的干扰，开展云端数据的自适应计算，减少批量数据的处理压力，提高传输效率㊂３ ２㊀兵力行为模型支撑技术为支撑本仿真训练系统众多实体的行为控制和交战规则，以及虚实融合环境下的实时㊁准实时㊁非实时交互，提出了包含零编程资源封装与建模㊁基于规则的决策建模㊁虚实兵力互感互抗等兵力行为模型支撑技术㊂零编程资源封装与建模技术采用基于协议模板的内嵌式动态数据包编解码，解决用户在资源封装过程中的零编程和装备接口零修改的问题，能够按照统一模式对舰载机对海作战仿真训练资源进行描述㊁封装和转换，其协议识别㊁自动解析等关键环节对实时性要求较高㊂基于规则的决策建模采用认知域建模技术，利用使命任务㊁作战能力㊁威胁态势等条件空间与位置队形㊁战术决策㊁火力控制等命令空间的映射，解决蓝方兵力行为的智能性㊁灵活性等问题，经过多次训练形成想定库㊁规则库㊁战术库㊂虚实兵力互感互抗技术通过增强现实技术，将虚兵的状态和行为信息通过信号注入或辐射传感等手段传输给实兵上的虚实融合终端，实现实兵感知虚兵；虚兵通过相应的发布与订购策略能够自动完成对实兵的感知；实兵通过虚实融合终端向虚兵发送攻击参数，在虚兵上完成弹道和毁伤仿真，发布虚兵毁伤信息，完成实兵对虚兵的抗击；虚兵依据发布与定购机制能够直接与实兵代理成员进行对抗交互㊂３ ３㊀基于ＬＶＣ实时交互技术对抗训练仿真的重点技术实现途径是真实㊁虚拟㊁构造资源的异构集成，在时空一致的条件下，满足动态组合㊁按需介入㊁相互操作的要求，其基础和核心是多分辨率融合技术㊁实时交互技术以及异构互联技术等［１３］㊂联合多分辨率邦联技术，采用一体化框架将体系级低分辨率模拟系统和实体级高分辨率模拟系统集成在一起，其中，体系级提供整个战场空间画面，实体级负责对试验空间内单个平台实体的战术行为进行仿真，并能够实现按需选择和更改㊂实时交互技术采用时间同步和事件调度策略，综合利用中间件技术㊁数据分发技术㊁数据传输技术㊁云计算技术，实现解耦条件下的模型快速响应，满足异类㊁分布式部署资源的映射交互㊂异构互联技术主要解决仿真训练领域异构集成问题，包括仿真数据㊁模型㊁系统㊁环境等集成，一般采用分系统独立并行开发㊁逻辑靶场基础平台统一加载㊁多个分系统同步控制的综合集成技术，关键技术涉及自动加载部署方案规划㊁基于协同仿真技术㊁任务资源本地和远程操控等㊂本系统典型资源以及模拟效果如图５所示㊂图５㊀训练仿真效果图３ ４㊀导调裁决与评估支持技术训练仿真系统基于红蓝双方的对抗，产生一系列的数据㊁响应和效果，需要指挥控制系统进行采集㊁分析和处理，主要包括导调控制与交战裁决㊁复盘评估等核心技术㊂导调控制与交战裁决技术需重点开展信息互联互通接口标准研究，进行信息共享设计，打通试训战的指挥信息链路，实现红㊁蓝㊁白差异化信息服务，利用便携式和固定式裁决终端，实现录取设备㊁测量设备㊁环构设备等数据快速融合和判读，包含自适应数据采集技术㊁认知辅助控制模型和快速智能判决算法研究等㊂复盘评估技术主要对训练仿真过程中各类兵力行动㊁关键事件㊁导调控制㊁打击效果运用数字化手段进行回放和追溯，并采用基于能力和基于任务两个维度进行指挥控制㊁机动㊁火力打击㊁全维防护㊁电子对抗㊁８６㊀王述运，等：舰载机对海作战训练仿真系统设计与关键技术第４２卷综合保障等方面的评估，主要能够支持数据关联复盘㊁过程复盘㊁同步复盘㊁协同分析和综合评估等工作㊂４㊀结束语本文系统研究了舰载机对海作战训练仿真系统设计与关键技术，明确了系统建设的需求，提出了初步设计方案，探讨了关键技术途径㊂该系统涵盖了舰载机对海作战从起降㊁引导㊁指挥㊁打击㊁评估等各个环节，训练受众覆盖飞行员㊁ＬＳＯ㊁舰长㊁航空兵指挥人员等，采用基于ＬＶＣ集成的技术体制，实现异构训练资源的体系集成，能够为舰载机对海作战训练㊁战法研究和流程改进提供有效的手段㊂下一步将进一步细化仿真粒度，提高关键事件的实装接入和响应感知程度㊂参考文献：［１］㊀田永亮，王永庆，熊培森，等．面向战斗机云作战的构造仿真平台架构［Ｊ］．北京航空航天大学学报，２０１９，４３（８）：５１⁃５７．［２］㊀柯鹏，徐成林，柳松杨，等．舰载机起降过程中飞行员响应的视镜仿真［Ｊ］．系统仿真学报，２０１９，３１（１）：５９⁃６５．［３］㊀张豪，郑茂，初秀民，等．舰载机高强度作业流程仿真研究［Ｊ］．舰船科学技术，２０１９，４１（６）：１４７⁃１５４．［４］㊀王宗杰，侯学隆，罗木生．舰载机对海突击仿真模型框架设计［Ｊ］．指挥控制与仿真，２０１７，３９（５）：７６⁃８０．［５］㊀陈嘉勋，肖兵，刘凤增．基于Ａｇｅｎｔ的建模与仿真技术在军事系统中的应用综述［Ｊ］．飞航导弹，２０１９，２９（３）：６５⁃６９．［６］㊀贺荣国，杨继坤．水面舰艇设计定型试验项目规划与实施研究［Ｊ］．装备学院学报，２０１６，２７（４）：６８⁃７１．［７］㊀徐享忠，杨建东，郭齐胜．作战仿真试验理论体系研究［Ｊ］．装甲兵工程学院学报，２０１８，３２（２）：９８⁃１０３．［８］㊀刘万洪．航母战斗群通信作战应用及对抗策略分析［Ｊ］．舰船电子对抗，２０１５，３８（１）：５８⁃６３．［９］㊀杨继坤，王娜，肖飞．航母编队体系作战试验设计与评估［Ｊ］．指挥控制与仿真，２０１９，４１（４）：９１⁃９８．［１０］尹肖云，皱强，冯佳晨．航母舰载机反舰作战能力评估分析［Ｊ］．火力与指挥控制，２０１７，４２（１２）：４０⁃４５．［１１］张翠侠，周新，方冰．红蓝双方攻防仿真建模技术［Ｊ］．指挥信息系统与技术，２０１２，３（６）：１０⁃１４．［１２］杨继坤，张传有，常秀丰．海军试训蓝军体系建设与运用研究［Ｊ］．现代防御技术，２０１７，４５（２）：２２⁃２８．［１３］张灏龙，谢平，赵院．体系对抗仿真面临的挑战与关键技术研究［Ｊ］．计算机仿真，２０１９，３６（５）：１⁃５．（责任编辑：张培培）。

军机视景仿真的模糊优化及建模
黄安祥;景晓晗;于恒进;牟衔臣;冯勤
【期刊名称】《系统仿真学报》
【年(卷),期】2003(15)8
【摘要】在“某型军机飞行仿真系统”视景研制成功的基础上,本文针对军机视景仿真建模进行了三个方面的研究:分析和归纳了视景仿真中的各类景物要达到的分辨率;提出了一种利用模糊数学相似性原理进行优化的预处理方法;论述了视景仿真的建模方法和过程。

【总页数】3页(P1146-1148)
【关键词】飞行仿真;相似关系;模糊优化;视景建模
【作者】黄安祥;景晓晗;于恒进;牟衔臣;冯勤
【作者单位】空军第一飞行学院;北京航空航天大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.视景仿真系统中三维建模的优化方法 [J], 王作龙;郭郑钦;宗美玲;钟昆霞
2.视景仿真系统中三维建模的优化方法 [J], 王作龙;郭郑钦;宗美玲;钟昆霞
3.基于MultiGen的视景仿真建模优化技术 [J], 翟丽平;白娟
4.视景仿真系统中三维建模的优化方法 [J], 王作龙;郭郑钦;宗美玲;钟昆霞
5.视景仿真系统中三维建模的优化方法 [J], 王作龙;郭郑钦;宗美玲;钟昆霞
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