李　卓,王慶裕,高大遠(yuǎn)

(1.海軍潛艇學(xué)院,山東 青島　266199;2.海軍92995部隊(duì)訓(xùn)練部,山東 青島　266100)

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海洋水下戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

李卓1,2,王慶裕2,高大遠(yuǎn)1

(1.海軍潛艇學(xué)院,山東 青島266199;2.海軍92995部隊(duì)訓(xùn)練部,山東 青島266100)

在作戰(zhàn)仿真領(lǐng)域,由于水下戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的特殊性以及水下作戰(zhàn)對(duì)抗的復(fù)雜性,構(gòu)建具有水下戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)景態(tài)勢(shì)展現(xiàn)以及水下作戰(zhàn)對(duì)抗演示分析等功能的仿真系統(tǒng)始終是一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題。基于現(xiàn)代海戰(zhàn)條件下水下對(duì)抗的應(yīng)用背景,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了海洋水下戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)仿真系統(tǒng),給出系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)、功能流程以及數(shù)據(jù)處理流程和方案,并對(duì)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)部署進(jìn)行了具體實(shí)現(xiàn),應(yīng)用情況表明系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水下戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)景態(tài)勢(shì)的高精度仿真,可作為海洋水下戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)景態(tài)勢(shì)的演示分析研究平臺(tái)和水下作戰(zhàn)對(duì)抗的論證評(píng)估工具。

水下戰(zhàn)場(chǎng)；實(shí)景態(tài)勢(shì)；仿真系統(tǒng)；開(kāi)發(fā)部署；設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

近年來(lái),水下作戰(zhàn)在信息化海戰(zhàn)中的地位逐漸凸顯,海洋水下戰(zhàn)場(chǎng)空間特殊的軍事價(jià)值和戰(zhàn)略意義已經(jīng)被廣泛認(rèn)可,各海洋軍事強(qiáng)國(guó)紛紛推動(dòng)和實(shí)施與海洋水下作戰(zhàn)相關(guān)的戰(zhàn)略和計(jì)劃,不斷加強(qiáng)對(duì)水下戰(zhàn)場(chǎng)空間的控制,并基于不同的使命任務(wù)體系論證了多種水下作戰(zhàn)模式,發(fā)展了大量的水下武器裝備[1-2]。其中美國(guó)相繼通過(guò)“SeaWeb”、“PlusNet”等計(jì)劃和項(xiàng)目,針對(duì)水下遠(yuǎn)距離探測(cè)和預(yù)警、水下通信和組網(wǎng)等水下信息技術(shù)進(jìn)行研究和驗(yàn)證。另外,早在冷戰(zhàn)時(shí)期,美俄就在大洋海底建立了防范對(duì)方潛艇的海底反潛網(wǎng)絡(luò),近年來(lái)更是進(jìn)一步發(fā)展了多種樣式的海洋水下對(duì)抗系統(tǒng)和對(duì)抗節(jié)點(diǎn),包括美國(guó)的先進(jìn)可布放系統(tǒng)(Advanced Deploymental System,ADS)、水下持續(xù)監(jiān)視網(wǎng)(Persistent Littoral Underwater Surveillance Network,PLUSnet)、可部署自主分布式系統(tǒng)(Deployable Autonomous Distributed System,DADS)等,俄羅斯最新研制了固定式被動(dòng)水聲觀測(cè)系統(tǒng)——“德涅斯特爾”系統(tǒng),并將其部署海軍,這些海底觀測(cè)網(wǎng)都可直接用于軍事對(duì)抗。在水下節(jié)點(diǎn)的研究方面,相關(guān)研究進(jìn)展也非?？?包括美國(guó)的先進(jìn)無(wú)人搜索系統(tǒng)AUSS和Remus-6000型水下航行器,英國(guó)的海洋調(diào)查與監(jiān)視水下航行器AutoSub,德國(guó)的無(wú)人水下偵察航行器DeepC等,這些節(jié)點(diǎn)均可作為水下各類活動(dòng)的手段和載體。鑒于水下戰(zhàn)場(chǎng)具有迥異于其它戰(zhàn)場(chǎng)空間的復(fù)雜性和特殊性,同時(shí)還涉及來(lái)自不同戰(zhàn)場(chǎng)空間的多種作戰(zhàn)平臺(tái)以及多種技術(shù)手段的綜合應(yīng)用,因而水下作戰(zhàn)活動(dòng)異常復(fù)雜,對(duì)水下戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的分析驗(yàn)證以及對(duì)水下作戰(zhàn)活動(dòng)的演示呈現(xiàn)等都面臨很多困難。信息化海戰(zhàn)場(chǎng)上作戰(zhàn)環(huán)境復(fù)雜多變,戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)轉(zhuǎn)換迅速,作戰(zhàn)對(duì)抗異常激烈,采用抽象單一、靜態(tài)描述的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖等表達(dá)方式很難實(shí)現(xiàn)對(duì)水下戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)進(jìn)行準(zhǔn)確直觀的描述,對(duì)水下戰(zhàn)場(chǎng)的實(shí)景態(tài)勢(shì)仿真歷來(lái)是作戰(zhàn)仿真領(lǐng)域的難點(diǎn)問(wèn)題之一[3]。本文研究設(shè)計(jì)了海洋水下戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)仿真系統(tǒng),采用三維建模以及場(chǎng)景可視化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水下戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的實(shí)景描述,具有海洋水下作戰(zhàn)模式演示、作戰(zhàn)對(duì)抗效能分析等多種功能,系統(tǒng)可用于對(duì)水下作戰(zhàn)效能的論證評(píng)估工具和水下作戰(zhàn)模式的演示分析平臺(tái),同時(shí)還可用于對(duì)水下武器裝備發(fā)展的決策評(píng)估和水下作戰(zhàn)的指揮訓(xùn)練論證等方面。

1　系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1設(shè)計(jì)目標(biāo)和思路

系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)定位于開(kāi)發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)海洋水下作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)呈現(xiàn)和滿足水下作戰(zhàn)對(duì)抗軍事仿真需求的應(yīng)用軟件,系統(tǒng)的主要功能為:對(duì)海洋水上、水下場(chǎng)景和自然環(huán)境的實(shí)景表現(xiàn)、對(duì)海戰(zhàn)場(chǎng)尤其是水下戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)雙方態(tài)勢(shì)的表現(xiàn)、對(duì)水下作戰(zhàn)對(duì)象運(yùn)動(dòng)路線、運(yùn)動(dòng)區(qū)域、控制范圍等的表現(xiàn)、對(duì)作戰(zhàn)特效的表現(xiàn)等。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循以下思路:第一,在設(shè)計(jì)上支持離散事件仿真技術(shù)，仿真引擎的核心功能是進(jìn)行仿真事件處理,啟動(dòng)階段主要完成仿真事件隊(duì)列的初始化,運(yùn)行階段能夠?qū)Ψ抡媸录来翁幚?運(yùn)行結(jié)束后仿真事件隊(duì)列為空(不再有未處理的仿真事件)；第二,采用模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的主要模塊包括仿真數(shù)據(jù)I/O處理模塊、仿真內(nèi)核基礎(chǔ)模塊,仿真模型模板支撐模塊,仿真引擎驅(qū)動(dòng)模塊,仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取模塊等,這些模塊相互之間具有穩(wěn)定的層次依賴關(guān)系；第三,軟件架構(gòu)采用分層實(shí)現(xiàn)的方式，系統(tǒng)的不同層級(jí)具有相對(duì)獨(dú)立的功能,相互之間可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口和數(shù)據(jù)文件接口實(shí)施交互。

1.2系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

從結(jié)構(gòu)組成的角度,海洋水下戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)仿真系統(tǒng)主要由仿真引擎、作戰(zhàn)想定編輯、仿真運(yùn)行管理、仿真場(chǎng)景表現(xiàn)和數(shù)據(jù)輔助分析等模塊組成,具體設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

其中,仿真引擎是整個(gè)系統(tǒng)的核心,通過(guò)讀取以文本形式存儲(chǔ)的仿真想定文件,然后進(jìn)行仿真運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真事件的處理。仿真模型編輯主要實(shí)現(xiàn)對(duì)模型實(shí)例檔案管理和模型實(shí)例管理,用戶通過(guò)交互界面對(duì)模型模板中的待定參數(shù)進(jìn)行設(shè)定,由通用性模板具體化為模型檔案。模型實(shí)例通常在模型實(shí)例檔案的基礎(chǔ)上創(chuàng)建,模型實(shí)例類型包括指揮及作戰(zhàn)實(shí)體、交互表或戰(zhàn)術(shù)規(guī)則等。仿真想定編輯模塊中提供了可顯示三維水下環(huán)境和二維海圖的基本框架,用戶可在二維海圖的交互界面下設(shè)置各種仿真想定要素。設(shè)定想定態(tài)勢(shì)時(shí),可定義想定態(tài)勢(shì)中所涉及的對(duì)抗方以及對(duì)抗方之間的關(guān)系,如對(duì)敵方探測(cè)毀傷、對(duì)中立方僅探測(cè)、對(duì)我方提供信息支援等,仿真想定編輯中還提供模型分辨率的設(shè)定、對(duì)抗階段的劃分、指揮控制關(guān)系的設(shè)定以及對(duì)抗行動(dòng)方案的制定等功能。仿真運(yùn)行管理主要對(duì)仿真引擎的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視。仿真場(chǎng)景表現(xiàn)具有實(shí)景漫游功能,可繪制各種典型的水下場(chǎng)景和水下環(huán)境,通過(guò)接收來(lái)自仿真引擎的數(shù)據(jù)還可繪制戰(zhàn)場(chǎng)客觀態(tài)勢(shì)和某參與方的感知態(tài)勢(shì)等。仿真數(shù)據(jù)輔助分析提供了多種實(shí)用工具用于對(duì)態(tài)勢(shì)仿真進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示、對(duì)仿真定制數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化顯示以及對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行事后分析。系統(tǒng)的基本功能流程設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2　系統(tǒng)的功能流程

一般情況下,系統(tǒng)按上述基本流程進(jìn)行,個(gè)別情況下,還允許使用者對(duì)某些過(guò)程進(jìn)行反復(fù),如模型數(shù)據(jù)編輯與想定編輯過(guò)程之間可以進(jìn)行循環(huán)往復(fù)地操作,另外,系統(tǒng)的整體流程可進(jìn)行必要的循環(huán)操作,即在完成一個(gè)完整的仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程后,還可以根據(jù)需要重新進(jìn)行想定編輯乃至于進(jìn)行模型數(shù)據(jù)的修改。

1.3系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理流程設(shè)計(jì)

海洋水下戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)仿真系統(tǒng)以數(shù)據(jù)為中心設(shè)計(jì)和運(yùn)行,系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)包括仿真模型數(shù)據(jù)庫(kù)、想定文件數(shù)據(jù)庫(kù)和仿真結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù),各功能模塊和子系統(tǒng)都可通過(guò)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。例如模型管理過(guò)程就是模型管理工具與仿真模型數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互的過(guò)程,想定編輯則是想定編輯工具與仿真想定庫(kù)進(jìn)行交互的過(guò)程,而仿真運(yùn)行的結(jié)果則保存在仿真結(jié)果庫(kù)中,具體交互關(guān)系設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖3　子系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)的交互關(guān)系

系統(tǒng)采用集中式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)策略,仿真模型數(shù)據(jù)、仿真實(shí)驗(yàn)想定數(shù)據(jù)、仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)、仿真實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)等不同的數(shù)據(jù)都具有統(tǒng)一規(guī)范的存儲(chǔ)格式。分布式運(yùn)行模式下,系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4　仿真平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理流程

圖4中,仿真模型數(shù)據(jù)可通過(guò)仿真模型編輯工具進(jìn)行添加、刪除、修改或?yàn)g覽,可作為想定編輯工具的輸入項(xiàng);仿真實(shí)驗(yàn)想定數(shù)據(jù)可由想定編輯工具生成、編輯及管理,實(shí)驗(yàn)想定數(shù)據(jù)以獨(dú)立文件的形式提供給仿真引擎,作為其仿真驅(qū)動(dòng)的輸入項(xiàng);仿真引擎在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,根據(jù)用戶在想定中的設(shè)置,實(shí)時(shí)截取(獲取)仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程(結(jié)果)數(shù)據(jù),是仿真實(shí)驗(yàn)分析的基礎(chǔ),其結(jié)果作為仿真實(shí)驗(yàn)分析輔助工具的輸入項(xiàng)。

2　系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

2.1系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方案

系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方案的核心包括仿真引擎設(shè)計(jì)、作戰(zhàn)實(shí)體及場(chǎng)景的建立和系統(tǒng)界面的建立等[4]。其中,仿真引擎是仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的核心,其基本運(yùn)行流程為:1)載入仿真想定;2)仿真初始化,即仿真事件隊(duì)列初始化;3)進(jìn)行仿真運(yùn)行主循環(huán),開(kāi)始發(fā)布戰(zhàn)場(chǎng)總體態(tài)勢(shì),發(fā)布仿真實(shí)體及組成系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù),發(fā)布實(shí)時(shí)仿真事件,同時(shí)可以接收運(yùn)行控制指令,其中退出條件包括用戶干預(yù)或運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到預(yù)定值,循環(huán)體包括仿真事件處理過(guò)程及仿真裁決過(guò)程;4)仿真想定運(yùn)行結(jié)束,保存仿真運(yùn)行狀態(tài)以及清理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。仿真引擎的驅(qū)動(dòng)機(jī)制方案如圖5所示。

圖5　仿真引擎的驅(qū)動(dòng)機(jī)制

作戰(zhàn)場(chǎng)景及實(shí)體的建立主要包括海面場(chǎng)景、水下場(chǎng)景、氣候環(huán)境以及各種作戰(zhàn)實(shí)體模型等。海面場(chǎng)景和水下場(chǎng)景共同構(gòu)成了三維虛擬海洋環(huán)境,為了態(tài)勢(shì)仿真的真實(shí)性,由海面及水下場(chǎng)景組成的三維虛擬海洋環(huán)境構(gòu)建的數(shù)據(jù)基于電子海圖中提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行,包括各類真實(shí)的經(jīng)緯度信息、水深、底質(zhì)、海流、潮汐等自然地理要素以及人工地物、助航設(shè)備和陸地方位物等要素信息,水下場(chǎng)景中的水下地形模型數(shù)據(jù)基于電子海圖中的水深和高程點(diǎn)信息來(lái)生成。采用MultiGen Creator中的地形建模模塊來(lái)完成對(duì)水下場(chǎng)景中地形的構(gòu)建,由于水下地形數(shù)據(jù)來(lái)源于電子海圖的水深和高程點(diǎn)要素信息,MultiGen Creator無(wú)法支持,可采用MultiGen Creator中的轉(zhuǎn)換工具readusgs將電子海圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為DED格式的數(shù)據(jù),在MultiGen Creator中應(yīng)用Terrian模塊對(duì)其進(jìn)行建模和紋理等處理,即可生成水下三維地形視景模型[5]。對(duì)于水下作戰(zhàn)涉及的各類作戰(zhàn)實(shí)體模型,主要基于手工建模的方法進(jìn)行,具體采用3dsMax 2012和Multigen Creator 3.0.1軟件聯(lián)合完成,具體步驟是先采用3dsMax進(jìn)行實(shí)體的建模,完成后導(dǎo)入creator對(duì)模型實(shí)施簡(jiǎn)化等操作,并保存為仿真領(lǐng)域大量采用的OpenFlight格式[6]。視景驅(qū)動(dòng)部分主要由VC++和OSG(Open Scence Graph)聯(lián)合實(shí)現(xiàn),其中OSG作為基于C++平臺(tái)的應(yīng)用程序接口(API),是一個(gè)面向?qū)ο蟮娜S視景仿真開(kāi)發(fā)包[7]。具體實(shí)現(xiàn)中可對(duì)OSG類庫(kù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),并采用osgOcean模塊進(jìn)行大范圍海面模擬,采用osgEarth模塊生成海面場(chǎng)景和水下場(chǎng)景,部分OSG實(shí)現(xiàn)程序代碼如下:

void MyOSG::InitSceneGraph()

{

InitTexture();//初始化紋理

InitShaders();//初始化shaders

InitTerrain();//初始化地形

InitUnwaterParticle();//初始化水體粒子

InitGodRay();//初始化水下光柱

}

void

MyOSG::InitCameraConfig(void)

{

RECT rect;//Local Variable to hold window size dat a

mViewer=new osgViewer::Viewer();//Create the viewer for this window

mViewer->addEventHandler(new osgViewer::StatsHandler);//Add a Stats Handler to the viewer

……

osg::ref-ptr traits=new osg::GraphicsContext::Traits;//Init the GraphicsContext Traits

osg::ref-ptr camera=mViewer->getCamera();//Init Master Camera for this View

}

void MyOSG::PreFrameUpdate()

{

UpdateSunPosition();//更新世界光源位置

UpdateModePosition();//更新目標(biāo)位置

UpdateGodRay();//更新水下光柱方向

}

2.2系統(tǒng)的部署

海洋水下戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)仿真系統(tǒng)具有海戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)景態(tài)勢(shì)呈現(xiàn)、作戰(zhàn)對(duì)抗過(guò)程仿真演示、作戰(zhàn)對(duì)抗效能評(píng)估以及相關(guān)輔助分析等功能,根據(jù)不同的仿真目的及用戶要求,系統(tǒng)可采取不同的部署和運(yùn)行模式。例如,對(duì)于單一想定或者作戰(zhàn)對(duì)抗效能評(píng)估的應(yīng)用,采取簡(jiǎn)單的單機(jī)后臺(tái)運(yùn)行的模式即可滿足要求,如圖6所示。

圖6　單機(jī)后臺(tái)運(yùn)行模式

對(duì)于多想定和多復(fù)本情況下,為了更好地滿足需求,可采取多機(jī)分布后臺(tái)運(yùn)行的模式,即通過(guò)仿真運(yùn)行管理節(jié)點(diǎn)將仿真任務(wù)(仿真想定復(fù)本)發(fā)送到不同的計(jì)算節(jié)點(diǎn),各計(jì)算節(jié)點(diǎn)通過(guò)仿真通信引擎實(shí)施互聯(lián),共同執(zhí)行同一仿真應(yīng)用(想定),仿真引擎后臺(tái)運(yùn)行得到結(jié)果后再匯總到仿真運(yùn)行管理節(jié)點(diǎn)上,其中仿真通信引擎可以是基于HLA/RTI或DDS等仿真通信平臺(tái),如圖7所示。

圖7　多機(jī)分布后臺(tái)運(yùn)行模式

2.3應(yīng)用實(shí)例

海洋水下戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)仿真系統(tǒng)輸入確定的仿真想定后即可運(yùn)行并實(shí)現(xiàn)實(shí)景態(tài)勢(shì)仿真,用戶可在二維海圖的交互界面下設(shè)置各種想定要素,需要進(jìn)行想定編輯的相關(guān)要素包括:

1)定義對(duì)抗雙方。定義態(tài)勢(shì)仿真中所涉及的對(duì)抗方,對(duì)對(duì)抗雙方之間的關(guān)系進(jìn)行定義,如對(duì)敵方進(jìn)行探測(cè)毀傷、對(duì)中立方僅探測(cè)、對(duì)我方提供信息支援等。2)設(shè)置仿真分辨率。設(shè)置態(tài)勢(shì)仿真中所采用模型的分辨率,如選擇通信模型的分辨率、傳感器模型分辨率及環(huán)境分辨率等。3)劃分對(duì)抗階段。對(duì)抗階段是指揮控制戰(zhàn)術(shù)觸發(fā)的先決條件之一,通過(guò)定義對(duì)抗階段,可進(jìn)行多階段的復(fù)雜仿真。4)編輯指揮控制關(guān)系。編輯作戰(zhàn)對(duì)抗各方的指揮控制關(guān)系。根據(jù)想定文本資料,設(shè)置對(duì)抗系統(tǒng)各組成部分的指揮控制方式。5)制定對(duì)抗行動(dòng)方案。用戶可以通過(guò)人機(jī)交互界面設(shè)置作戰(zhàn)對(duì)抗行動(dòng)方案,如可制定分布式探測(cè)、集群搜索、機(jī)動(dòng)毀傷、信息支援等行動(dòng)方案。6)制定通信及探測(cè)傳感器等運(yùn)用方案?？稍O(shè)定作戰(zhàn)對(duì)抗系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)類型及參數(shù);通信網(wǎng)絡(luò)的連接方式、信息包格式、信息路由等詳細(xì)信息;可設(shè)置探測(cè)方式和策略,傳感器、武器系統(tǒng)和通信系統(tǒng)之間的協(xié)同關(guān)系等。7)定制輸出信息。如關(guān)鍵事件時(shí)間信息、命中與毀傷事件統(tǒng)計(jì)信息、通信與探測(cè)傳感器事件的統(tǒng)計(jì)信息(探測(cè)概率和范圍、通信距離和速率)等。

海洋水下戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)仿真系統(tǒng)提供了可顯示三維深海環(huán)境的基本框架,具有海戰(zhàn)場(chǎng)漫游功能,特別是可根據(jù)海圖信息繪制各種典型深海場(chǎng)景和深海環(huán)境,通過(guò)接收來(lái)自仿真引擎的數(shù)據(jù)繪制出海洋水下戰(zhàn)場(chǎng)的客觀態(tài)勢(shì)以及不同參與方的感知態(tài)勢(shì)等。圖8給出某一想定條件下海戰(zhàn)場(chǎng)的全景作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)圖實(shí)例。

圖8　某一想定條件下海戰(zhàn)場(chǎng)的全景作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)圖效果

圖9(a)-(c)給出了該作戰(zhàn)想定背景下的海洋水下戰(zhàn)場(chǎng)的作戰(zhàn)實(shí)景態(tài)勢(shì)效果圖。

圖9(a)　水下探測(cè)監(jiān)視三維實(shí)景態(tài)勢(shì)圖

圖9(b)　潛艇水下巡航三維實(shí)景態(tài)勢(shì)圖

圖9(c)　水下UUV攻擊行動(dòng)三維實(shí)景圖

3　結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái),作戰(zhàn)仿真領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)和工具都得到了快速的發(fā)展,相關(guān)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟。但由于水下戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的特殊性以及水下作戰(zhàn)對(duì)抗的高度復(fù)雜性,對(duì)于海洋水下戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的實(shí)景描述以及對(duì)水下作戰(zhàn)對(duì)抗的可視化展現(xiàn)始終是模擬仿真領(lǐng)域的難點(diǎn)問(wèn)題。本文對(duì)海洋水下戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)仿真系統(tǒng)進(jìn)行了研究設(shè)計(jì),在提供相對(duì)完善的水下作戰(zhàn)論證評(píng)估和演示分析功能的基礎(chǔ)上,還采用實(shí)體建模、大規(guī)模地形建模和OSG開(kāi)發(fā)工具實(shí)現(xiàn)了基于電子海圖數(shù)據(jù)的三維海戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境尤其是水下戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的高精度仿真,在水下態(tài)勢(shì)展示方面具有較好的實(shí)時(shí)性和較高的逼真度水平。

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Design and Implementation of the Situation Simulation System for Marine Underwater Battlefield

LI Zhuo1,2, WANG Qing-yu2, GAO Da-yuan1

(1.Navy Submarine Academy, Qingdao 266199;2. Unit No. 92995, Qingdao 266100, China)

There is always a difficult problem in the show the real situation of underwater battlefield and demonstration and analysis of underwater combat in the field of warfare simulation because of the particularity of the underwater environment and complexity of the underwater combat. Based on the application background of underwater warfare in the modern sea fight condition, the situation simulation system for marine underwater battlefield is designed and implemented in the paper, and the function structure and process of the system and the data processing and project etc are presented, and the development and deployment for the system are realized, the simulation examples show that the system can provide a high precision simulation for the real situation simulation of marine underwater battlefield, and it serve as a demonstration analysis platform for the real situation of marine underwater battlefield and a assessment tools of the underwater combat.

underwater battlefield; real situation; simulation system; development and deployment; design and implementation

1673-3819(2016)04-0079-05

2016-02-28

2016-03-30

國(guó)家863基金(AA8094027B)

李卓(1975-),男,遼寧興城人，博士后,工程師,研究方向?yàn)槟M仿真、導(dǎo)航系統(tǒng)、水下作戰(zhàn)理論等。

王慶裕(1971-),男,高級(jí)講師。

TP391.9；E943

A

10.3969/j.issn.1673-3819.2016.04.017

高大遠(yuǎn)(1978-),男,博士,講師。