某微波武器對目標(biāo)毀傷干擾效應(yīng)仿真系統(tǒng)
隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭日趨多樣化、信息化，戰(zhàn)場環(huán)境的復(fù)雜化，新型武器的遠(yuǎn)程化、精確化和智能化，在一場戰(zhàn)爭中，精準(zhǔn)的空襲或許就能奠定勝局，這就要求打擊的準(zhǔn)確性提高、干擾及反干擾能力提升，所以目標(biāo)毀傷效果評估發(fā)揮著重要的作用。在未來戰(zhàn)場中，及時、準(zhǔn)確地對戰(zhàn)場信息進行毀傷評估，不僅可以使決策者快速了解目標(biāo)任務(wù)的完成狀況，及時調(diào)整及決策作戰(zhàn)計劃和火力部署，還能最大程度優(yōu)化資源分配，提高利用效率。
本項目基于三維動態(tài)模擬仿真平臺，以單一微波武器為研究對象，研究其對預(yù)警雷達(dá)類和數(shù)據(jù)鏈類的干擾效應(yīng)與影響，通過實驗數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)對其結(jié)構(gòu)或敵方目標(biāo)的毀傷效果進行評估，可為進一步優(yōu)化提出相應(yīng)的改進方案。
某微波武器對目標(biāo)毀傷干擾仿真系統(tǒng)
項目基于FreeXGIS三維數(shù)字地球進行搭建，針對單一微波武器及目標(biāo)研究建模，包括：點源等效建模、海上大氣傳輸建模、天線耦合建模、接收機前端限幅器毀傷效應(yīng)建模、雷達(dá)類和數(shù)據(jù)鏈類建模等，同時，以三維可視化的形式展示無人機作戰(zhàn)的真實情況，通過計算雷達(dá)評估結(jié)果及Link16數(shù)據(jù)鏈的評估結(jié)果，結(jié)合圖表形式展示數(shù)據(jù)。其中，在三維場景中，全方位展示了無人機在作戰(zhàn)中的實時位置、姿態(tài)以及飛行軌跡等。
△ 仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析可視化
FreeXGIS三維數(shù)字地球開發(fā)平臺是基于OSG框架研發(fā)和打造的三維數(shù)字地球開發(fā)平臺，具備跨平臺、源代碼開放、高性能等特性，能夠展示、分析海量地理信息數(shù)據(jù)，方便多行業(yè)應(yīng)用。
仿真系統(tǒng)的設(shè)計思路
系統(tǒng)的主要受眾群體為軍事作戰(zhàn)指揮員或戰(zhàn)斗人員，用戶數(shù)量不大，因此用戶自定義的數(shù)據(jù)不會太大，故所需處理的數(shù)據(jù)量主要集中在各類軍事專題資源庫的導(dǎo)入、計算引擎和3D場景渲染，需要對這些數(shù)據(jù)進行高效的處理。
為了同時兼顧項目在開發(fā)、擴展和維護方面的便捷性，我們采用了分層化、組件化和插件化的架構(gòu)設(shè)計，使得整個系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)清晰、功能模塊間的耦合度低、業(yè)務(wù)功能的擴展和移除非常的方便靈活。并且，整個系統(tǒng)的研發(fā)使用了跨平臺的開發(fā)語言和三方庫，使得其原生支持多種主流操作系統(tǒng)，包括Windows、Linux和各種國產(chǎn)操作系統(tǒng)。
系統(tǒng)提供兩種仿真推演模式
干擾仿真人工推演模式：用于加載HPM點源模型、HPM海上傳播模型、目標(biāo)模型等實體模型，并為每個實體自定義作戰(zhàn)任務(wù)，進行推演仿真評估；
干擾仿真自動推演模式：系統(tǒng)完成實體模型的加載后，可根據(jù)模型當(dāng)前狀態(tài)，自動配置任務(wù)想定，進行推演仿真評估。
系統(tǒng)的三維仿真設(shè)計部分
1/ 資源加載功能
資源加載功能主要實現(xiàn)初始資源（主要包括仿真場地和仿真環(huán)境）的加載，其主要通過加載選擇界面和資源查看界面進行人機交互。
可供加載的資源包括：3D地形資源、氣象環(huán)境資源、動畫效果資源，資源加載的方式也包括：主動加載和被動加載。
2/ 模型生成功能
模型生成功能主要實現(xiàn)用戶自定義模型的生成與渲染，其主要通過模型生成界面進行人機交互。
△ HPM源模型及其包絡(luò)效果
所需生成的模型包括：
① HPM源模型：該HPM源模型可在仿真場景中以球形包絡(luò)或弧形包絡(luò)的形式加以展示；
② 海洋大氣環(huán)境下HPM傳播電磁場模型：該HPM傳播模型可在仿真場景中以鏈路或放射線條的形式加以展示，且根據(jù)目標(biāo)的位置和距離決定其輻射方向；
③ 各類無人機和裝備模型：要求至少能夠生成自定義的導(dǎo)彈目標(biāo)、固定翼無人機目標(biāo)、旋翼無人機目標(biāo)、無人艇目標(biāo)、電子偵察機目標(biāo)模型。
3/ 模型導(dǎo)入功能
模型導(dǎo)入功能主要實現(xiàn)在仿真場景中對各類模型的導(dǎo)入，主要通過模型導(dǎo)入界面進行人機交互，除仿真平臺本身自帶模型庫中的模型外，還支持對用戶自定義參數(shù)生成的模型導(dǎo)入。
△ 飛機模型爆炸效果
導(dǎo)入的模型包括但不限于：
① 各類武器裝備模型，如必需的導(dǎo)彈、固定翼無人機、旋翼無人機、無人艇、電子偵察機無人機；
② 其他的裝備模型，如坦克、火箭炮等；
③ 用戶自行生成的模型，如上述HPM源模型、自定義的無人機模型等。
4/ 任務(wù)想定功能
任務(wù)想定功能主要實現(xiàn)用戶對作戰(zhàn)環(huán)境、目標(biāo)、內(nèi)容的自定義，實現(xiàn)作戰(zhàn)計劃下的態(tài)勢仿真，該功能交互主要通過任務(wù)想定界面進行人機交互。
△ 任務(wù)想定編輯
想定內(nèi)容包括但不限于：
① 作戰(zhàn)目標(biāo)：如攻擊、防御等；
② 作戰(zhàn)環(huán)境：如雨、雪等氣象條件以及海洋等地理環(huán)境；
③ 作戰(zhàn)內(nèi)容：戰(zhàn)斗細(xì)節(jié)內(nèi)容的相關(guān)描述，如武器裝備的行進軌跡等；
④ 作戰(zhàn)規(guī)則：如規(guī)定作戰(zhàn)時間、作戰(zhàn)范圍等。
5/ 數(shù)據(jù)調(diào)度功能
數(shù)據(jù)調(diào)度功能主要實現(xiàn)對計算引擎輸出結(jié)果的獲取，對數(shù)據(jù)流進行緩沖，該功能可以沒有可視化的界面，但需要展示后臺計算的進度和當(dāng)前態(tài)勢顯示的進度。
△ 數(shù)據(jù)調(diào)度進度可視化
調(diào)度的數(shù)據(jù)應(yīng)包括但不限于：
① HPM對無人機或無人裝備整體的毀傷/影響數(shù)據(jù)；
② HPM對無人機或無人裝備各部件或易損器件的毀傷/影響數(shù)據(jù)；
③ HPM對無人機或無人裝備毀傷/影響的分析評估結(jié)果（包括無人機整體的毀傷結(jié)果和各部件的毀傷結(jié)果），無人機在有/無HPM干擾情況下航跡信息，以及HPM的效能評估結(jié)果。
6/ 仿真顯示功能
仿真顯示功能主要實現(xiàn)當(dāng)前的仿真場景進行可視化呈現(xiàn)，對一定的戰(zhàn)場空間內(nèi)分布的數(shù)量繁多、樣式復(fù)雜、密集重疊、動態(tài)交迭的波場信息和作戰(zhàn)態(tài)勢進行全面展示，是人機交互的終端界面。
△ 仿真進度控制
仿真顯示的內(nèi)容包括但不限于：
① HPM源的波形圖、天線方向圖和其他輻射源信息；
② 空間坐標(biāo)處的電磁場強度；
③ 各模型的空間位置分布以及當(dāng)前戰(zhàn)場態(tài)勢；
④ HPM對雷達(dá)和XX數(shù)據(jù)鏈接收機影響的評估結(jié)果。