无人机协同作战仿真系统构建与模型校验

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1、无人机协同作战仿真系统构建与模型校验　　摘要　　为适应快速作战战场环境、提高短时作战效率，充分发挥无人机在战场上的应用价值，构建基于HLA/RTI标准体系结构的无人机协同作战仿真系统。通过仿真模型校验，验证无人机协同作战系统的完备性、合理性、正确性。　　【关键词】无人机协同作战HLA/RTI标准体系信息保障模型校验　　1概述　　依托数字战场环境，通过构建无人机协同作战仿真系统，规划典型战场环境、作战任务，形成以作战平台为主、传感器、数据链及武器模型为辅的信息交互关系，对基于无人机信息保障的协同对地打击流程

2、进行仿真试验研究，并对仿真系统进行模型校验，能够验证无人机协同作战系统的完备性，便于快速分析无人机信息保障流程的合理性、可行性。　　2无人机协同作战系统结构设计　　当前侦察型无人机作战是以“地面控制站”为中心的使用方式，先将侦察情报信息发送给地面控制站，由地面控制站进行分发与处理，再把情报信息发送给打击平台，整个过程环节多、耗时长，获取的情报信息将严重滞后于战场变化，不能直接提供给打击装备，不具备发现即打击的能力，对于稍纵即逝的战场目标将失去交战时机。为了充分发挥无人机的侦察能力，应当使无人机能够及时直接

3、为空中作战平台提供火力信息保障，建立基于无人机信息保障的无人机/有人机协同作战系统，实现对时敏目标的快速精确打击的需求。　　无人机/有人机协同作战系统针对的是典型的时间敏感目标打击，有人机需在有限的时间窗口内完成打击闭环。而针对此类低动态时敏目标，有人机对目标指示信息的时效性、数据频率和精度等要求都有大幅提高，方能实现“发现即打击”，可通过武器协同数据链实现无人机与有人机的直接交联。由无人机实时向有人机提供高精度的目标指示信息，辅助有人机进行火控解算和武器控制，完成对地面低动态时敏目标的精确打击。基于无人

4、机信息保障的无人机/有人机协同作战系统的指挥控制体系结构如图1所示。　　通过建立无人机火控信息保障链条，提高目标定位信息进入作战飞机火控系统的时效性，可实现减少全系统反应时间，提高武器作战效能，实现“发现即打击”的目的。　　3仿真系统构建　　为建立基于无人机信息保障的无人机/有人机协同作战系统，无人机协同作战仿真系统环境采用基于HLA/RTI标准体系结构的方式构建，主要由系统总体控制管理模块、无人机平台仿真模块、有人机平台仿真模块、通信仿真模块、目标仿真模块、雷达仿真模块、武器导弹仿真模块以及二维态势显示

5、仿真模块共八个仿真模块组成。仿真系统能够支持多种仿真作战想定流程的切换，通过XML文件实现作战想定场景的离线加载，实现无人机协同作战系统流程的仿真验证。仿真系统组成如图2所示。　　3.1系统总控台　　在无人机协同作战仿真系统中，系统总控台负责实现无人机协同作战仿真系统的作战想定脚本录入及下发、仿真过程管控、仿真系统状态监控、仿真数据记录与回放等功能。　　3.1.1作战想定录入及下发　　作战想定录入功能主要完成仿真系统仿真想定脚本文件的创建、编辑、修改、保存和下发等功能。　　在仿真开始阶段，通过仿真想定录入

6、功能在xml文件中设置红蓝双方的兵力部署、禁飞区等，作为情报获取的基本输入。并对红方兵力进行预先任务规划，规划出红方兵力在作战过程中的任务载荷和任务序列，以xml格式的进行保存，作为仿真中红方的作战想定脚本。在各仿真子系统均加入HLA/RTI联邦运行环境后，通过交互接口实现想定脚本的下发。　　3.1.2仿真启动/停止　　在完成作战想定脚本下发后，在仿真管理控制界面上通过管控指令下发，将启动命令发送到各个仿真子系统，各个子系统解析作战想定脚本后，根据作战想定脚本完成各自的初始化后，开始按照时间步长进行推进，

7、进入仿真运行阶段。　　在系统运行过程中，若需要停止仿真系统的运行，则发送仿真中止指令，各个子系统接收到此命令后，退出仿真系统。　　3.1.3仿真暂停/恢复　　在仿真过程中，如果需要暂停仿真系统的运行，可以通过仿真管理控制界面发送暂停指令，各个子系统接收到暂停消息后，分?e处于暂停运行状态，只发送心跳消息，维持系统健康状态；在系统暂停后，若恢复系统的运行，则发送系统恢复运行命令，各个子系统接收到恢复运行消息后，进入正常运行模式，继续运行仿真。　　3.1.4系统状态监控　　该功能用来监测各子系统是否正常运行。

8、各子系统通过以太网与系统总控台相连，周期性向系统总控台发送心跳数据包，系统总控台根据心跳数据确认各子系统的健康状况，并通过人机交互界面在线统计各软件状态信息、显示仿真运行过程以及仿真管控的消息报文等。　　3.1.5数据记录与回放　　通过RTI数据交互接口实时订购各仿真子系统与系统总控台的交互信息，以及各子系统的成员信息（运动状态），以文件形式存储数据，可导入指定数据库，支持存储文件查询与回放，为系统场景再现回顾、事后评估提供数