侯 磊，馮 賀，李松霖，黃 杰

（北方信息控制研究院集團有限公司，南京 211153）

0 引言

在多體協(xié)同/多飛行器編隊等為主要特征的復(fù)雜裝備研制過程中，為確定復(fù)雜裝備的作戰(zhàn)適用性和作戰(zhàn)效能，需對復(fù)雜裝備進行實時的半實物和純數(shù)字仿真，包括裝備體系的仿真和裝備部件的仿真，為保證仿真的可信度，采用多種技術(shù)手段，對復(fù)雜裝備進行可視化體系建模和可視化組件建模，對仿真模型能夠?qū)崟r控制、實時網(wǎng)絡(luò)通信和實時高效評估，為復(fù)雜裝備研制提供詳實可信的仿真報告，檢驗和驗證復(fù)雜裝備的作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性。

針對目前國內(nèi)對于復(fù)雜裝備還沒能實現(xiàn)高性能實時仿真的現(xiàn)狀，需要開發(fā)一套能夠用于復(fù)雜裝備的高精度高性能實時仿真系統(tǒng)，仿真系統(tǒng)要求模型能統(tǒng)一建模，組態(tài)化運行，能夠兼容Simulink 的仿真方式，實現(xiàn)多系統(tǒng)多機強實時互聯(lián)，支持多種工業(yè)總線通信。

針對復(fù)雜裝備系統(tǒng)建模仿真存在包括AADL（architecture analysis and design language）、SysML（system modeling language）和DoDAF（department of defense architecture framework）等在內(nèi)的多種系統(tǒng)體系框架。AADL 是表示嵌入式實時系統(tǒng)的架構(gòu)描述語言，支持嵌入式實時系統(tǒng)的架構(gòu)描述語言，支持嵌入式實時系統(tǒng)體系架構(gòu)的建模元素包括構(gòu)件、連接等。SysML 是用于系統(tǒng)體系架構(gòu)設(shè)計的多用途建模語言，用于對由軟硬件、數(shù)據(jù)和用戶綜合而成的復(fù)雜系統(tǒng)的集成體系架構(gòu)進行可視化的說明、分析、設(shè)計及校驗，解決系統(tǒng)工程面臨的建模問題。DoDAF 是美國國防部為架構(gòu)開發(fā)提出的高層綜合框架，便于國防部的各級管理者利用在各部門、任務(wù)、組件和項目間的信息共享，更有效地制定決策。

本文以多體協(xié)同/多飛行器編隊等為主要特征的復(fù)雜裝備為研究對象，以其研制過程全任務(wù)剖面的實時仿真驗證評估為研究目標，開展實時仿真平臺總體、復(fù)雜裝備可視化建模、仿真實時控制與集成交互、仿真實時網(wǎng)絡(luò)通信、實時仿真高效評估等技術(shù)研究，設(shè)計裝備實時仿真支撐平臺，支持復(fù)雜裝備研制半實物仿真系統(tǒng)的建設(shè)，可應(yīng)用于新型武器裝備的論證、設(shè)計、試驗等全任務(wù)剖面的驗證評估及優(yōu)化改進等方面，能夠極大地縮短武器裝備的研制周期，對裝備潛在作戰(zhàn)效能、作戰(zhàn)適應(yīng)性等進行預(yù)測和評估，提出研制改進優(yōu)化建議和作戰(zhàn)試驗科目建議，為裝備作戰(zhàn)試驗科目設(shè)置等提供依據(jù)。

1 研究內(nèi)容

1.1 實時仿真平臺總體技術(shù)

通過對多體協(xié)同/多飛行器編隊仿真的系統(tǒng)需求、任務(wù)特點、技術(shù)要求等進行分析，考慮系統(tǒng)的通用性和可重用性，設(shè)計分布式仿真環(huán)境的層次化結(jié)構(gòu)總體框架，通過采用內(nèi)外環(huán)相結(jié)合的方式，實現(xiàn)面向集中式/分布式應(yīng)用的裝備體系仿真系統(tǒng)和裝備部件仿真系統(tǒng)。裝備體系級仿真主要以單機或者飛行編隊為基本作戰(zhàn)單元，研究新型武器的體系作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)任務(wù)條件下的仿真逼真度。而裝備部件仿真系統(tǒng)主要以單機系統(tǒng)組成部件為仿真基本單元，研究新型武器仿真平臺的系統(tǒng)性能指標及仿真逼真度。實時仿真平臺總體框架研究內(nèi)容包含系統(tǒng)總體框架、裝備體系仿真應(yīng)用框架、裝備模塊仿真應(yīng)用框架。

1.2 復(fù)雜裝備可視化建模技術(shù)

新型武器裝備的論證、設(shè)計、試驗等全任務(wù)剖面的驗證評估及優(yōu)化改進工作的首要任務(wù)是復(fù)雜裝備的模型建模，從新型武器裝備論證的特點和需求出發(fā)，運用組件化建模思想，提出一種以圖形化的方式描述所開發(fā)新型武器裝備的過程，提供一種從不同視角觀察被開發(fā)系統(tǒng)的機制。復(fù)雜裝備可視化建模包括可視化體系建模和可視化組件建模，可視化體系建模是通過參照DoDAF 規(guī)范，結(jié)合裝備研制的標準等規(guī)范，設(shè)計實現(xiàn)一套可視化的體系建模工具，可視化組件建模主要是對裝備實時仿真支撐平臺模型體系框架、模型體系構(gòu)建和虛擬兵力模型構(gòu)建技術(shù)研究。

1.3 實時仿真高效評估技術(shù)

復(fù)雜武器裝備實時仿真系統(tǒng)中的實時仿真高效評估是驗證仿真系統(tǒng)真實性中重要的一環(huán)，半實物仿真結(jié)果越逼真，越能準確估計系統(tǒng)的性能，并進行一系列的優(yōu)化改進工作，提升半實物仿真系統(tǒng)的逼真度。首先需要對半實物實時仿真系統(tǒng)的評估指標體系進行研究，構(gòu)建合理的評估體系，然后通過對多種效能評估方法的研究，尋求適合復(fù)雜武器裝備實時仿真系統(tǒng)評估方法，對評估流程以及理論方法研究進行軟件實現(xiàn)，最終形成實時仿真高效評估工具。

1.4 實時仿真支撐平臺原型系統(tǒng)

以多體協(xié)同/多飛行器編隊等為主要特征的復(fù)雜裝備研制全任務(wù)剖面的實時仿真驗證評估為應(yīng)用背景，采用定性與定量相結(jié)合的半實物仿真結(jié)果，分析評估方法設(shè)計實時仿真支撐平臺原型系統(tǒng)，提出針對半實物實時仿真支撐平臺的驗證目標、評估指標等，最終提出復(fù)雜裝備半實物仿真實時系統(tǒng)典型應(yīng)用流程、性能評估指標體系和標準評估方法。

2 平臺方案設(shè)計

2.1 平臺功能

綜合利用實時仿真平臺總體技術(shù)、復(fù)雜裝備可視化建模技術(shù)、仿真實時控制與集成交互技術(shù)、仿真實時網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、實時仿真高效評估技術(shù)，設(shè)計開發(fā)一套復(fù)雜裝備實時仿真支撐平臺，主要研究用于覆蓋仿真開發(fā)、仿真部署、仿真運行到仿真分析評估等系統(tǒng)仿真各個階段，實現(xiàn)對系統(tǒng)仿真應(yīng)用全生命周期的支持，構(gòu)建一體化實時仿真試驗支撐環(huán)境，可應(yīng)用于復(fù)雜裝備系統(tǒng)的論證、研制、驗證、評估，可進行連續(xù)多趟仿真和人在回路的單趟仿真。

2.2 平臺組成

裝備實時仿真支撐平臺主要包括實時建模仿真一體化集成開發(fā)環(huán)境、半實物仿真評估工具和半實物仿真裝置，如下頁圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)組成框圖Fig.1 System composition block diagram

裝備實時仿真支撐平臺采用面向集中式/分布式應(yīng)用的實時仿真平臺通用框架，包含半實物仿真硬件支撐、模型支撐、應(yīng)用支撐層和應(yīng)用層組成。

2.2.1 半實物仿真硬件支撐

系統(tǒng)底層為半實物仿真硬件支撐層，這是半實物仿真高穩(wěn)定、高精度實時仿真的核心層，包含計算機、交換機、多臺實時仿真機、高精度時鐘同步裝置、實時仿真網(wǎng)絡(luò)通信裝置和智能接口適配器及長線傳輸裝置組成。計算機為實時建模仿真一體化集成開發(fā)環(huán)境、半實物仿真評估工具提供硬件和操作系統(tǒng)支撐。交換機用于計算機之間以及計算機與實時仿真機之間的通訊。智能接口適配及長線傳輸裝置完成半實物裝置的接入和數(shù)據(jù)長距離傳輸，如模擬量、開關(guān)量、1553B、CAN、RS422、LVDS 等。實時仿真網(wǎng)絡(luò)通信裝置用于完成多體/多機實時仿真機間的超高速實時網(wǎng)絡(luò)通信。高精度時鐘同步裝置用于完成不同仿真機間的時鐘同步。

2.2.2 模型支撐層

模型支撐層，仿真試驗前通過實時建模仿真一體化集成開發(fā)環(huán)境中的裝備體系和部件建模工具，建立虛擬兵力實體模型和環(huán)境模型，存于數(shù)據(jù)庫中，通過實時建模仿真一體化集成開發(fā)環(huán)境，把裝備的模塊模型部署到實時仿真計算機和虛擬計算機上；仿真試驗中運行仿真通信支撐工具調(diào)用模型完成模型解算，并把解算結(jié)果送回實時建模仿真一體化集成開發(fā)環(huán)境中。

2.2.3 應(yīng)用支撐層

應(yīng)用支撐層是復(fù)雜裝備實時仿真支撐平臺中復(fù)雜裝備的建模、設(shè)計、試驗的控制、運行、顯示和分析評估中心，它是由實時建模仿真一體化集成開發(fā)環(huán)境和半實物仿真評估工具組成，其中，實時建模仿真一體化集成開發(fā)環(huán)境由裝備體系、部件建模工具和裝備一體化仿真試驗平臺組成，半實物仿真評估工具由數(shù)據(jù)回放和分析評估組成。

2.2.4 應(yīng)用層

支持開展裝備體系仿真、裝備部件仿真和裝備分析評估。

2.3 分系統(tǒng)設(shè)計

2.3.1 實時建模仿真一體化集成開發(fā)環(huán)境

實時建模仿真一體化集成開發(fā)環(huán)境由裝備體系與裝備部件建模工具、想定編輯工具、試驗設(shè)計工具、試驗管控工具、態(tài)勢顯示工具、仿真通信支撐工具、試驗?zāi)Ｐ团c資源等模塊組成，如下頁圖2 所示。

圖2 實時建模仿真一體化集成開發(fā)環(huán)境功能組成Fig.2 Functional composition of real-time modeling and simulation integrated development environment

1）裝備體系與裝備部件建模工具：裝備體系建模工具根據(jù)裝備研制需求描述文檔，通過圖形化的方法，完成作戰(zhàn)任務(wù)、能力分解、指標分解、裝備組成及交互關(guān)系描述，并生成彼此之間的映射關(guān)聯(lián)關(guān)系；裝備部件建模工具提供用戶一個開發(fā)組件及仿真實體的統(tǒng)一開發(fā)平臺，主要用于開發(fā)仿真試驗運行所需程序模型和三維模型，用于模擬真實物體的動作行為、邏輯判斷。

2）想定編輯工具：利用軍事標圖系統(tǒng)將作戰(zhàn)信息部署到想定中，借助三維地理信息系統(tǒng)將想定內(nèi)容可視化地表達出來，直觀、形象地展現(xiàn)戰(zhàn)場態(tài)勢、作戰(zhàn)場景和作戰(zhàn)過程。

3）試驗設(shè)計工具：用于設(shè)置試驗項目、試驗次數(shù)、試驗開始與結(jié)束時間、時間推進步長、試驗結(jié)束條件、輸入?yún)?shù)等試驗控制參數(shù)，提供分析因子設(shè)計能力，通過與試驗管控工具的配合，能夠?qū)⒃O(shè)計的多樣本數(shù)據(jù)分發(fā)到多臺計算機同時運行，產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，為分析提供定量的數(shù)據(jù)支撐。

4）試驗管控工具：支持想定多樣本的分布式運行，包括運行前規(guī)劃、運行中控制和運行后數(shù)據(jù)回收；支持計算機節(jié)點管理，包括運行環(huán)境部署、系統(tǒng)狀態(tài)管理及軟件遠程啟動；以友好的方式引導(dǎo)用戶進行部署。

5）態(tài)勢顯示工具：以易于了解的圖形圖像形式表現(xiàn)兵力部署、作戰(zhàn)運動狀態(tài)、戰(zhàn)場損傷狀態(tài)等作戰(zhàn)態(tài)勢，并提供直接的圖上作業(yè)功能，即支持離線式的事后回放。

6）仿真通信支撐工具：主要負責(zé)加載模型組件，運行過程中進行組件間的數(shù)據(jù)交換、底層數(shù)據(jù)通訊，包含仿真模型組件執(zhí)行引擎、協(xié)議適配器、分布式仿真運行支撐中間件3 層體系結(jié)構(gòu)，調(diào)用模型模擬處理作戰(zhàn)事件或計算作戰(zhàn)行動效果，根據(jù)計算分析結(jié)果，修改作戰(zhàn)系統(tǒng)或作戰(zhàn)實體狀態(tài)。

7）試驗?zāi)Ｐ团c資源：主要包括試驗所需的三維可視化模型、數(shù)學(xué)仿真模型等各類仿真模型，以及用于存儲地形影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程地形數(shù)據(jù)、海洋數(shù)據(jù)、氣象環(huán)境模型數(shù)據(jù)、電磁環(huán)境模型數(shù)據(jù)及環(huán)境構(gòu)建相關(guān)設(shè)置參數(shù)的戰(zhàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)庫。

2.3.2 半實物仿真評估工具

復(fù)雜裝備實時仿真試驗評估是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，同時也是一個由“定性→定量→定性”的辯證過程。通過對復(fù)雜裝備半實物仿真的評估流程以及理論方法研究進行軟件實現(xiàn)，形成半實物仿真評估工具，半實物仿真評估工具應(yīng)具備圖3 所示功能。

圖3 半實物仿真評估工具功能組成Fig.3 Functional composition of semi-physical simulation evaluation tool

半實物仿真評估工具提供通用的評估算子和圖形化評估指標體系，支持在線和離線兩種評估模式。用戶可根據(jù)評估需求，建立相應(yīng)的評估指標體系，調(diào)用相應(yīng)的評估算子，或根據(jù)需求擴展定制評估算子或方法，對采集的仿真運行和結(jié)果數(shù)據(jù)進行分析評估，通過多樣的圖形表格進行展示，支持指標體系構(gòu)建、統(tǒng)計分析查詢、分布式實時分析和多樣本評估等操作。

2.3.3 半實物仿真裝置

實時仿真分系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如下頁圖4 所示，由開發(fā)主機和實時仿真機組成，上位機是系統(tǒng)仿真集成開發(fā)環(huán)境，下位機是硬件解算板卡和高速I/O 接口。上位機提供人機交互的控制界面，下位機用來仿真計算，接入實際被控設(shè)備，以便形成閉環(huán)仿真測控系統(tǒng)。

圖4 實時仿真分系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)Fig.4 Overall structure of real-time simulation subsystem

其中，上位機為安裝windows 操作系統(tǒng)的普通電腦，在windows 平臺上安裝實時仿真管理軟件，Matlab/Simulink，以及仿真建?？赡軙玫降牡谌脚cmatlab/simulink 相兼容的行業(yè)軟件和可提供編譯器的軟件，比如C 或者C++編譯器等。計算單元為單機或者多機組成的服務(wù)器，可以包含多個計算單元（CPU），計算單元和上位機之間通過TCP/IP 實現(xiàn)通信，上位機可以將預(yù)處理過的基于模型的代碼下載部署到計算單元中，實現(xiàn)實時仿真和仿真過程的管理監(jiān)控。仿真系統(tǒng)還能夠根據(jù)實際I/O 使用類型和數(shù)量的需求配置一個或多個接口箱，計算單元和接口箱之間使用高速實時通信總線通信，對于其他總線類板卡，仿真系統(tǒng)可以通過預(yù)留標準PCIe/PCI插槽的形式予以支持，CAN、RS422、1553B、LVDS 等通信形式的板卡，可以直接根據(jù)需要插入預(yù)留的插槽中，而且當(dāng)單機槽位不夠的情況下，可以通過擴展多主機的方式實現(xiàn)槽位數(shù)量的擴展。

2.4 典型應(yīng)用流程

復(fù)雜裝備實時仿真支撐平臺應(yīng)用系統(tǒng)主要分準備、運行和分析3 個階段進行。

2.4.1 準備階段

準備階段完成試驗數(shù)據(jù)的準備，包括試驗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、想定數(shù)據(jù)和試驗方案書的準備，借助想定編輯工具、裝備體系和裝備部件建模工具和試驗設(shè)計工具軟件完成。

根據(jù)試驗任務(wù)規(guī)劃的指導(dǎo)性文件，通過試驗設(shè)計工具完成試驗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的錄入，通過想定編輯工具進行想定編輯，通過想定編輯工具查詢數(shù)據(jù)庫中是否存在試驗所需的模型。如果不存在，通知模型開發(fā)人員通過裝備部件建模工具開發(fā)試驗所需的模型，開發(fā)后的模型自動存入數(shù)據(jù)庫中。如果存在，通過想定編輯工具直接從數(shù)據(jù)庫中調(diào)用相關(guān)模型。

然后，軟硬件設(shè)備進行初始化，各主機與導(dǎo)演臺建立連接，導(dǎo)演臺在整個系統(tǒng)中也是服務(wù)器的角色。加載相關(guān)的試驗數(shù)據(jù)，把試驗變量賦初值，形成作戰(zhàn)試驗的初始態(tài)勢。

2.4.2 運行階段

運行階段完成作戰(zhàn)過程的模擬推演和計算分析，其時間推進機制采用時間步長或事件步長，可以由計算機自動推進（人不在回路），也可以由導(dǎo)控人員控制推進（人在回路）。在一個時間步長內(nèi)，先通過多體/多飛行器編隊模型進行飛行器的編隊控制，由導(dǎo)控臺解析任務(wù)和命令，調(diào)度實兵模型運行，模擬作戰(zhàn)行動和處理作戰(zhàn)事件。記錄模擬計算結(jié)果，并依據(jù)結(jié)果修改系統(tǒng)或者修改實體狀態(tài)，把產(chǎn)生的新事件植入作戰(zhàn)事件隊列，更新態(tài)勢顯示信息。判斷是否滿足試驗結(jié)束條件，如果滿足，則進入試驗分析評估階段，否則試驗時間推進新的時間步長。主要由試驗導(dǎo)控軟件，指揮作業(yè)軟件和態(tài)勢顯示軟件和仿真運行引擎組成。

2.4.3 分析階段

分析階段完成數(shù)據(jù)的分析處理，獲得作戰(zhàn)試驗結(jié)論，形成試驗分析報告。為了支持作戰(zhàn)試驗分析，可能調(diào)用態(tài)勢顯示工具，對模擬的作戰(zhàn)過程有選擇地進行倍速可調(diào)的重演，以對關(guān)注的問題進行精細分析，系統(tǒng)流程圖如下頁圖5 所示。

圖5 系統(tǒng)使用流程Fig.5 System operation process

3 典型案例

所謂多飛行器協(xié)同編隊飛行就是將多架具有自主功能的飛行器，按照一定的結(jié)構(gòu)形式進行三維空間排列，使其在飛行過程中保持穩(wěn)定的隊形，并能根據(jù)外部情況和任務(wù)需求進行動態(tài)調(diào)整，以體現(xiàn)整個機群的協(xié)同一致性，提高作戰(zhàn)的時效性和成功率。

多飛行器協(xié)同編隊飛行，涉及到空氣動力、傳感器、計算機控制、通信及人工智能等多個學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域，因而此研究存在很多關(guān)鍵性的技術(shù)問題。首先為了保持編隊飛行的一致性和穩(wěn)定性，需要保證各飛行單位在同一時空體系內(nèi)，這就要求整個飛行器編隊要高度地時間同步，同時還應(yīng)能夠?qū)崟r快速通信，來確保每個單體飛行器能夠準時準確地保持在自己應(yīng)在的位置，以便形成有利于任務(wù)完成的編隊隊形。其次，為了研究出更多有效的飛行編隊模型，除了借鑒鳥類常用的飛行隊形、加強對空氣動力學(xué)的研究之外，需要將“兵落實到紙”，這個“紙”則是指一個平臺，它能夠支持更多編隊模型的創(chuàng)建和試驗，能夠支持實裝飛行器裝置的接入。最后，為了驗證飛行編隊的有效性，需要一套完整的評估體系，來輔助修正調(diào)整編隊隊形。

基于上述多飛行器協(xié)同編隊飛行存在的一些關(guān)鍵性問題和需求，基于裝備實時仿真支撐平臺搭建了多飛行器編隊的實時仿真支撐平臺原型系統(tǒng)。如下頁圖6 所示，它由高精度時鐘同步裝置、實時仿真網(wǎng)絡(luò)通信裝置、智能接口適配，以及長線傳輸裝置、實時建模仿真一體化集成開發(fā)環(huán)境和半實物仿真評估工具組成。其中，飛行器模擬機由實時建模仿真一體化集成開發(fā)環(huán)境部署生成，作為實裝飛行器在仿真平臺中的映射節(jié)點，通過智能接口適配及長線傳輸裝置將實裝飛行器的狀態(tài)同步到平臺之中。

多飛行器編隊的實時仿真支撐平臺原型系統(tǒng)的主要功能包括：支持對飛行編隊半實物和純數(shù)字仿真，具備體系仿真和部件仿真能力；具備對多飛行器編隊體系構(gòu)建，模型裝配，單飛行器仿真實體構(gòu)建和三維模型構(gòu)建能力；具備對多飛行器編隊實時控制及實時仿真能力，對多飛行器的實時數(shù)據(jù)通訊及模擬量、開關(guān)量進行超高速實時傳輸；能夠依據(jù)多飛行器編隊實際情況選取相應(yīng)的指標對多飛行器編隊進行實時仿真高效評估；具備對多飛行器編隊實驗過程進行想定編輯、試驗設(shè)計、態(tài)勢顯示的能力；能夠?qū)Χ囡w行器編隊仿真部署方案進行規(guī)劃與管理、通訊協(xié)議配置、模型資源部署及監(jiān)控驗證環(huán)境。

3.1 高精度時鐘同步裝置

高精度同步裝置用于完成多臺飛行器模擬機間的時鐘同步。仿真時鐘是實時仿真的一個重要因素，特別對多飛行器的編隊飛行控制尤為重要，其機動性強、危險系數(shù)高，可謂“差之毫厘，失之千里”。

3.2 實時仿真網(wǎng)絡(luò)通信裝置

實時仿真系統(tǒng)中，各飛行器節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸主要包括：飛行高度、飛行方向、飛行速度、位置、敵情和飛機本身狀態(tài)（剩余油料、剩余彈藥等）。為了滿足這些數(shù)據(jù)的實時傳輸，在物理上需要使用透傳的方式加載適合高速實時仿真的自定義數(shù)據(jù)交互協(xié)議，以實現(xiàn)更高速度的要求，并且盡可能地將高速通信與時間同步在一套專屬硬件系統(tǒng)中完成。

3.3 智能接口適配及長線傳輸裝置

智能接口適配及長線傳輸裝置作為實裝飛行器裝置和飛行器模型的紐帶，將實裝飛行器裝置的狀態(tài)同步到仿真平臺中的飛行器模型之中。

3.4 實時建模仿真一體化集成開發(fā)環(huán)境

實時建模仿真一體化集成開發(fā)環(huán)境包括飛行器成體系建模和多飛行器仿真試驗平臺。其中，飛行器成體系建模用于創(chuàng)建和部署飛行器實體模型以及多飛行器編隊飛行時的隊形模型。多飛行器仿真試驗平臺則用于導(dǎo)調(diào)控制多飛行器的編隊飛行、對飛行器航跡控制、狀態(tài)及隊形轉(zhuǎn)換控制，可實時收集飛行器編隊飛行狀態(tài)，并支持將飛行器編隊飛行的過程投影到導(dǎo)調(diào)演示屏幕中。

3.5 半實物仿真評估工具

借助半實物仿真評估工具所具備的功能模塊，設(shè)計基于對整個飛行演習(xí)過程進行全方位的仿真評估案例，主要包括飛行過程中隊形的保持、各單位飛行器是否能夠按照航跡飛行、隊形狀態(tài)調(diào)整后提高了多大的飛行效能，以及飛行任務(wù)的完成情況等；重點分析了影響分布式實時仿真系統(tǒng)實時性的主要因素，經(jīng)過敏感性分析模塊分析出6 個關(guān)鍵指標來評估其實時性，包括激勵響應(yīng)精度、幀溢出數(shù)、幀同步相對誤差時間同步精度、時間同步精確度；同時給出各指標的定量計算模型，所提出的指標結(jié)合綜合評估模型，可以判斷具體系統(tǒng)是否滿足實時性要求及滿足實時性要求的程度。

4 結(jié)論

本文從實時仿真平臺、復(fù)雜裝備可視化建模、實時仿真高效評估3 個方面開展研究，構(gòu)建了實時仿真支撐平臺原型系統(tǒng)，設(shè)計了實時建模仿真一體化集成開發(fā)環(huán)境、半實物仿真評估工具和半實物仿真裝置3 個主要模塊，從準備、運行和分析3 個階段，描述了復(fù)雜裝備開展實時仿真評估的應(yīng)用流程，并以多飛行器協(xié)同編隊飛行為案例，介紹了多飛行器編隊如何基于實時仿真平臺驗證飛行編隊的有效性。本文的研究成果可從武器裝備論證、武器裝備設(shè)計、武器裝備試驗3 個方面進行推廣應(yīng)用：1）通過仿真推演與評估手段，支持武器裝備的作戰(zhàn)需求論證、性能指標論證、體系論證的驗證評估及優(yōu)化改進；2）具備復(fù)雜裝備可視化建模能力，能夠?qū)Ψ抡婺Ｐ屯ㄟ^人機交互界面進行實時控制，應(yīng)用于裝備體系仿真和裝備部件仿真，支持武器裝備的總體架構(gòu)設(shè)計、部件設(shè)計、體系運用設(shè)計等驗證評估及優(yōu)化改進；3）通過仿真推演與評估手段，支持武器裝備的功能試驗、性能試驗、作戰(zhàn)試驗等驗證評估及優(yōu)化改進。