劉小朋

（中國(guó)人民解放軍63861 部隊(duì) 吉林省白城市 137001）

隨著軍事指揮自動(dòng)化的發(fā)展，戰(zhàn)場(chǎng)指揮人員在戰(zhàn)后無(wú)法直觀快速的復(fù)盤(pán)顯示戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)變化，傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)與參數(shù)采集系統(tǒng)，不能為戰(zhàn)場(chǎng)指揮員提供有效的經(jīng)驗(yàn)支撐，制約指揮決策，導(dǎo)致指揮人員決策能力與經(jīng)驗(yàn)分析能力的下降。如何實(shí)現(xiàn)過(guò)去的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)完整再現(xiàn)，并確保態(tài)勢(shì)顯示趨于透明化，是當(dāng)前戰(zhàn)場(chǎng)信息智能化過(guò)程之中所亟待解決的一個(gè)問(wèn)題。戰(zhàn)場(chǎng)多維信息指揮顯示系統(tǒng)能夠?qū)?zhàn)場(chǎng)客觀環(huán)境進(jìn)行顯示，并體現(xiàn)出參戰(zhàn)人員的具體行動(dòng)，可以將戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)的復(fù)雜性進(jìn)行有效展示，并能夠在作戰(zhàn)結(jié)束后提供詳細(xì)直觀的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)過(guò)程，系統(tǒng)可拓展為多戰(zhàn)場(chǎng)、多任務(wù)的指揮顯示。

1 研究?jī)?nèi)容

作戰(zhàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集多維信息指揮顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，包括多個(gè)軟硬件分系統(tǒng)。而采集、評(píng)估、回放是效能評(píng)估系統(tǒng)的核心。在此基礎(chǔ)上對(duì)采集來(lái)的數(shù)據(jù)通過(guò)程序編碼處理，處理后的指標(biāo)可在指揮體系的框架下，進(jìn)行效能評(píng)估，對(duì)作戰(zhàn)試驗(yàn)的成敗給出精確地、自動(dòng)化、非人為感官的確切評(píng)價(jià)。作戰(zhàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集多維信息指揮顯示系統(tǒng)在作戰(zhàn)試驗(yàn)后對(duì)當(dāng)時(shí)態(tài)勢(shì)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、推演、復(fù)盤(pán)再現(xiàn)，精確定位系統(tǒng)中存在的漏洞或偏差，找出系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集中存在的問(wèn)題。

本系統(tǒng)建立了精細(xì)化功能組成，傳感器數(shù)據(jù)信息、GPS 定位數(shù)據(jù)、麥克風(fēng)采集的語(yǔ)音信息、預(yù)配置試驗(yàn)參數(shù)、操作日志等通過(guò)報(bào)文形式存儲(chǔ)于本地硬盤(pán)，在現(xiàn)場(chǎng)通信環(huán)境良好的情況下，將報(bào)文信息自動(dòng)傳送至遠(yuǎn)程服務(wù)器存儲(chǔ)。服務(wù)器存儲(chǔ)的信息進(jìn)行編碼處理，根據(jù)試驗(yàn)指標(biāo)制作成電子表格，指揮員可利用電子版與現(xiàn)場(chǎng)紙質(zhì)文件互相參考。各類試驗(yàn)數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)于服務(wù)器中，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)化存數(shù)[1]，可隨時(shí)通過(guò)指控中心軟件調(diào)取相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行復(fù)盤(pán)顯示，提供三維地圖態(tài)勢(shì)顯示[2]和語(yǔ)音播報(bào)功能。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)功能如圖1所示。

圖1：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

2 關(guān)鍵處理方法

作戰(zhàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集多維信息指揮顯示系統(tǒng)傳感器系統(tǒng)功能強(qiáng)大。本系統(tǒng)配置關(guān)聯(lián)有若干外測(cè)設(shè)備，外測(cè)設(shè)備包括雷達(dá)檢測(cè)設(shè)備以及光電檢測(cè)設(shè)備，主要采集雷達(dá)測(cè)量數(shù)據(jù)、光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)、遙測(cè)測(cè)量數(shù)據(jù)?？杉嫒轀囟炔杉瘋鞲衅鳌⒓t外測(cè)速傳感器、激光測(cè)距傳感器、壓力傳感器、液位傳感器、位移傳感器、傾角傳感器、限位開(kāi)關(guān)、語(yǔ)音采集模塊等。通過(guò)采集模塊連接溫濕度傳感器自動(dòng)采集作戰(zhàn)設(shè)備實(shí)時(shí)環(huán)境信息；通過(guò)高速計(jì)數(shù)模塊連接紅外、激光等傳感器自動(dòng)采集作戰(zhàn)設(shè)備實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速、運(yùn)行速度、空間距離；通過(guò)模擬量采集模塊連接傾角傳感器自動(dòng)采集作戰(zhàn)設(shè)備實(shí)時(shí)X/Y/Z 各方向傾斜度；通過(guò)語(yǔ)音采集模塊與麥克風(fēng)相連接，精準(zhǔn)存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)各類語(yǔ)音信息；通過(guò)RS485 模塊連接北斗/gps 定位采集模塊自動(dòng)采集作戰(zhàn)設(shè)備實(shí)時(shí)經(jīng)緯度信息[3]。

軟件部分根據(jù)不同外測(cè)設(shè)備的軌跡曲線進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和濾波平滑處理，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理主要完成對(duì)系統(tǒng)接收到的各類試驗(yàn)信息的實(shí)時(shí)處理，包括外測(cè)數(shù)據(jù)處理、多軌跡的實(shí)時(shí)并行處理，為指控中心內(nèi)部及外部用戶提供各類測(cè)量處理信息。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理主要包括任務(wù)方案加載、測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)處理、處理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和數(shù)據(jù)輔助調(diào)試等功能。通過(guò)接收匯集分發(fā)軟件發(fā)送的外測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理、濾波、融合等過(guò)程，形成測(cè)濾波數(shù)據(jù)、融合數(shù)據(jù)等信息，分別發(fā)送至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理軟件、指揮顯示軟件、三維視景軟件等。

作戰(zhàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集多維信息指揮顯示系統(tǒng)拓展功能強(qiáng)大。各模塊對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，一方面可通信至現(xiàn)場(chǎng)觸摸顯示屏實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示[4]；另一方面通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將數(shù)據(jù)傳送至交換機(jī)?，F(xiàn)場(chǎng)觸摸顯示屏實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示模塊支持現(xiàn)場(chǎng)調(diào)取歷史數(shù)據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)復(fù)盤(pán)再現(xiàn)試驗(yàn)場(chǎng)景。遠(yuǎn)程設(shè)備具備遠(yuǎn)程管理功能，通過(guò)交換機(jī)tcp/ip 協(xié)議將采集的信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸至指揮控制室服務(wù)器中[5]，可在指揮室隨時(shí)調(diào)取歷史數(shù)據(jù)復(fù)盤(pán)再現(xiàn)。有效形成自動(dòng)化、智能化、科學(xué)化、系統(tǒng)化的通用采集系統(tǒng)，為后續(xù)作戰(zhàn)試驗(yàn)采集系統(tǒng)提供技術(shù)支撐。

作戰(zhàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集多維信息指揮顯示系統(tǒng)建設(shè)采用的是三層結(jié)構(gòu)體系，包括了數(shù)據(jù)層、技術(shù)支持層以及應(yīng)用層。其中，數(shù)據(jù)層的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接入，同時(shí)還要實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的收集、整理與入庫(kù)；技術(shù)支持層則主要是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，地圖數(shù)據(jù)和DEM、DOM 數(shù)據(jù)的聯(lián)接以及應(yīng)用系統(tǒng)的接口；應(yīng)用層則主要是在技術(shù)支持層的基礎(chǔ)之上來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的主要功能，包括三維視景仿真、多源數(shù)據(jù)融合處理、實(shí)時(shí)落點(diǎn)預(yù)測(cè)、落點(diǎn)綜合評(píng)判應(yīng)用四個(gè)子系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2：作戰(zhàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集多維信息指揮顯示系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

作戰(zhàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集多維信息指揮顯示系統(tǒng)具備了試驗(yàn)態(tài)勢(shì)的標(biāo)繪功能、動(dòng)態(tài)靶標(biāo)模擬顯示功能、數(shù)據(jù)回收再現(xiàn)功能及地理信息數(shù)據(jù)分析功能、落點(diǎn)炸點(diǎn)預(yù)報(bào)功能。其具體系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖3：作戰(zhàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集多維信息指揮顯示系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

作戰(zhàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集多維信息指揮顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)處理是連接各測(cè)試測(cè)量設(shè)備與指揮顯示系統(tǒng)的紐帶，其核心實(shí)質(zhì)是一部具有穩(wěn)定高效快速運(yùn)算能力的工作臺(tái)，可實(shí)時(shí)在線接收各種測(cè)試測(cè)量設(shè)備采集的相關(guān)數(shù)據(jù)，在通過(guò)了平滑濾波、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換之后，在統(tǒng)一時(shí)統(tǒng)以及坐標(biāo)之下開(kāi)展數(shù)據(jù)融合[6]，在完成數(shù)據(jù)融合之后將獲得的新數(shù)據(jù)送給指揮顯示系統(tǒng)并進(jìn)行顯示。

作戰(zhàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集多維指揮顯示系統(tǒng)各個(gè)功能通過(guò)試驗(yàn)配置模塊、綜合信息顯示模塊、三維模型控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊實(shí)現(xiàn)，仿真軟件功能結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4：三維視景仿真軟件功能結(jié)構(gòu)

三維視景仿真系統(tǒng)是自主研發(fā)并且擁有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三維GIS 平臺(tái)軟件[7]，在該軟件之中集成了最新的地理信息以及三維軟件技術(shù)，其擁有大范圍的、海量的、多源的數(shù)據(jù)一體化管理和快速三維實(shí)時(shí)漫游功能，其支持三維空間查詢、分析以及運(yùn)算，并且還可以與常規(guī)GIS 軟件集成，能夠提供大范圍基礎(chǔ)影像資料，能夠方便快速的構(gòu)建三維空間信息服務(wù)系統(tǒng)，亦可快速完成二維GIS 系統(tǒng)向三維的擴(kuò)展，是新一代的大型空間信息服務(wù)平臺(tái)。

3 結(jié)束語(yǔ)

作戰(zhàn)試驗(yàn)戰(zhàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集多維信息指揮顯示系統(tǒng)作為反應(yīng)戰(zhàn)場(chǎng)客觀環(huán)境、體現(xiàn)參戰(zhàn)人員的具體行動(dòng)、表現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)的復(fù)雜性作戰(zhàn)系統(tǒng)，可以在作戰(zhàn)結(jié)束后提供詳細(xì)直觀的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)過(guò)程。研制作戰(zhàn)試驗(yàn)戰(zhàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集多維信息指揮顯示系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息

多維采集、存儲(chǔ)、演練及重現(xiàn)，高效率幫助作戰(zhàn)指揮員掌握戰(zhàn)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，并作出有效決策。作戰(zhàn)試驗(yàn)戰(zhàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集多維信息指揮顯示系統(tǒng)結(jié)合了地理信息數(shù)據(jù)管理優(yōu)勢(shì)，通過(guò)采集、存儲(chǔ)、提取歷史數(shù)據(jù)信息在三維態(tài)勢(shì)顯示軟件中精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)，各類環(huán)境信息和語(yǔ)音信息通過(guò)程序調(diào)取可生動(dòng)、精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)。作戰(zhàn)試驗(yàn)戰(zhàn)場(chǎng)多維信息指揮顯示系統(tǒng)可發(fā)展為多戰(zhàn)場(chǎng)、多任務(wù)復(fù)盤(pán)演示，對(duì)指揮員快速掌握以往戰(zhàn)事，制定計(jì)劃，取得作戰(zhàn)勝利具有重要意義。