戰(zhàn)場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境視景仿真研究

摘要：使用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境仿真模擬是現(xiàn)代軍事科學(xué)研究的一個(gè)技術(shù)熱點(diǎn)。利用現(xiàn)有地理信息系統(tǒng)和數(shù)字三維虛擬技術(shù)，以電波傳播模型為基礎(chǔ)，從戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境出發(fā)，對(duì)存在多種輻射源的戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境視景仿真系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。給出了開發(fā)仿真系統(tǒng)的組織框架和流程要求，并就平臺(tái)開發(fā)中電磁模型建立、電子兵力仿真和場(chǎng)景輻射計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)的解決方案進(jìn)行論證。
關(guān)鍵詞：戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境；視景仿真；電波傳播；電磁輻射

0 引言
現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭(zhēng)是高技術(shù)條件下立體的、多維的戰(zhàn)爭(zhēng)，是現(xiàn)代化的武器裝備、信息、技術(shù)、通信、偵察、網(wǎng)絡(luò)、高級(jí)決策能力之間的較量。在此條件下，人們使用了種類繁多，參數(shù)多變的電子輻射武器，導(dǎo)致了戰(zhàn)場(chǎng)空間的電磁環(huán)境空前復(fù)雜、密集、交迭。面對(duì)如此復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境，進(jìn)行相關(guān)的數(shù)字建模和仿真，對(duì)分析戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境和加快電子戰(zhàn)系統(tǒng)的研制進(jìn)程，以及對(duì)電子戰(zhàn)性能做出有效評(píng)估具有十分重要的意義。
目前戰(zhàn)場(chǎng)仿真研究的熱點(diǎn)是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，適應(yīng)多武器平臺(tái)攻防對(duì)抗作戰(zhàn)的仿真要求進(jìn)行高逼真度的視景仿真，把未來數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境貼近真實(shí)地模擬再現(xiàn)。戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境視景仿真是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真、可視化計(jì)算、多媒體、圖形圖像等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電磁環(huán)境條件下戰(zhàn)場(chǎng)的逼真呈現(xiàn)，并為作戰(zhàn)模擬、分布交互仿真等提供虛擬的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境視景仿真就是以電磁輻射仿真為核心，為作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)提供環(huán)境支撐的應(yīng)用系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境視景仿真系統(tǒng)的主要功能是，通過戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境仿真系統(tǒng)，生成虛擬戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境，并在此基礎(chǔ)上開展仿真實(shí)驗(yàn)，使其作為武器系統(tǒng)效能評(píng)估、電子戰(zhàn)演練等軍事仿真的參考依據(jù)。根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)中射頻電子武器裝備的布局態(tài)勢(shì)，綜合分析和預(yù)測(cè)不同工作頻率的各輻射源在戰(zhàn)場(chǎng)空間某點(diǎn)的頻率和場(chǎng)強(qiáng)，用于生成電子偵察和電子干擾仿真計(jì)算所需的作戰(zhàn)想定和虛擬戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境。系統(tǒng)采用視景仿真形式，形象直觀地顯示輻射源的布局設(shè)置，獲得虛擬戰(zhàn)場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境的綜合電子沙盤。戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境視景仿真具備電子戰(zhàn)驅(qū)動(dòng)能力，可以從電磁輻射角度對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析和推演，提供一定方案的電子戰(zhàn)驅(qū)動(dòng)能力。同時(shí)，系統(tǒng)得出的相關(guān)數(shù)據(jù)，可提供策略方案判斷，如：通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、雷達(dá)與干擾威力估算、測(cè)向估計(jì)、輻射源與測(cè)向臺(tái)布置輔助、航路規(guī)劃輔助等實(shí)際應(yīng)用功能。
戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境視景仿真是多系統(tǒng)、多學(xué)科、多層次的交叉應(yīng)用體系。仿真系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)主要由4個(gè)模塊組成，分別是虛擬場(chǎng)景仿真、電磁模型建立、電子兵力生成和綜合計(jì)算與分析。戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境視景仿真系統(tǒng)的組成框架如圖1所示。