利用mak软件开发的战场环境仿真系统

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1、文章编号：1673−1522（2008）02-0181−04利用MAK软件开发的战场环境仿真系统林丽娜a，姜本清a，王岩斌b（海军航空工程学院a．电子信息工程系；b．训练部，山东烟台264001）摘要：战场环境仿真是作战仿真和训练模拟系统的重要组成部分，由于战场环境本身的复杂性，因此其仿真实现是一个难点。文章设计并实现了一个战场环境仿真分系统，该系统采用了HLA高层体系结构框架，充分利用MAK系列软件的功能进行二次开发，实现了对战场自然环境、电磁环境和多种计算机生成兵力（CGF）对象的实时仿真，较好地满足了某训练

2、模拟系统的需要。关键词：战场环境仿真；高层体系结构；计算机生成兵力；MAK中图分类号：TP391文献标志码：A改进仿真模型的重用性、简化仿真对象间的交互[4]，目前在训练模拟器中得到广泛采用。因此，在设计战场环境仿真系统中选择基于HLA的体系结构就是十分自然的。MAK系列软件是美国MAK技术公司生产的最新的作战仿真开发平台，包括VR-Link、RTI、VR-Forces、Stealth、DataLogger等主要模块。该系列软件中最具特色的是VR-Forces软件，是目前CGF领域最好的软件之一。本文的内容主要是

3、介绍如何利用MAK系列软件，设计和开发一个完整的战场环境仿真系统。战场环境是一切军事行动的空间基础，战场环境仿真是目前军事作战仿真领域研究的热点[1]。起初，战场环境仿真只包括地理环境、气象环境等自然因素的仿真，研究的重点是对三维地形的仿真[2]；随着交战双方在制电磁权方面的争夺日益激烈和重要，战场环境仿真又包含了对战场复杂电磁环境的仿真，主要研究对战场中雷达、通信和电子对抗信号的仿真[3]；目前，随着作战仿真技术和人工智能技术的发展，计算机生成兵力技术得到迅速发展，这样在整个作战仿真系统中，除了有人操纵的仿真实

4、体外，还包括许多计算机生成和控制的仿真对象，称为计算机生成兵力（ComputerGeneratedForce，CGF）。CGF既有敌方的兵力，又有我方的兵力，也有许多民用的仿真对象，如飞机、船舶等。这些CGF对象也是虚拟战场环境的重要组成部分。由于战场环境仿真包含的因素众多并且存在复杂的交互关系，因此是作战仿真中的一个难点。战场环境仿真本身比较复杂，需要多台计算机才能完成。同时，战场环境仿真系统又只是一个大型作战仿真系统的一部分，承担为其他仿真对象提供作战背景的功能，因此战场环境仿真必然是一个典型的分布式仿真系统

5、，仿真对象之间的互通互联是其中的关键技术问题。在训练模拟器的研制中，目前的发展趋势是采用高层体系结构（HighLevelArchitecture，HLA）进行仿真对象的建模和交互[4-6]。HLA是分布交互仿真的一种国际标准，可以有效地1系统需求与功能在某型训练模拟器的研制过程中，为了实现对真实作战过程的逼真模拟，除了人在回路的仿真实体以外，还需要构建一个包括战场地理、气象、电磁和众多CGF对象的虚拟战场环境。其中，自然环境的建模和仿真已有比较成熟的技术和设备。模拟产生贴近实战状态下局部战场中包含敌我双方数量和种

6、类繁多的雷达、通信信号以及各种民用电磁设备的电磁信号，从而构建一个动态变化的复杂电磁环境是战场环境仿真分系统的研究重点。根据电磁环境仿真的需要，还要有飞机、舰船等运动平台和武器系统的仿真。另外，战场环境仿真分系统还要承担部分教员控制台的功能，负责对整个战场态势的控制和显示。第二对于VR-Forces没有提供相应对象类的仿真模型或者提供的仿真模型与具体任务需要的仿真模型有差别，通过建立新的仿真对象模型或者扩展VR-Forces提供的对象模型。用这种方式进行开发与完全独立的开发仿真程序相比，多了许多限制。需要利用VR

7、-Forces的仿真引擎，必须严格遵循VR-Forces对对象模型的一些规定。该系统的功能有：设置训练条件；战场环境仿真，包括自然环境仿真、电磁环境仿真等功能；控制训练过程，包括开始、暂停、记录、人工干预及修改目标特性；检查训练效果，包括关键数据的记录和显示，成绩评估。整个训练模拟器系统是通过VR-Link连接实现的，人在回路的仿真实体作为战场环境仿真系统的一个远程对象，其状态与CGF一起构成一幅战场态势图，通过VR-Forces进行统一管理。系统的功能框架如图1所示，仿真应用流程如图2所示。2.2HLA体系结构

8、的实现系统需要实现对自然环境和电磁环境的仿真以及多种作战实体仿真，需要运行在网络上的多台计算机协同完成，采用HLA体系结构来解决仿真对象之间的通信。运行支撑环境RTI（RunTimeInfrastructure）是基于HLA的仿真系统必须的支撑软件，实现了HLA的核心内容。但是，直接在RTI的基础上进行编程开发比较繁琐。VR-Link集成了实现HLA协议的C++函数库，能