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各類作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)往往都需要具備戰(zhàn)場環(huán)境仿真功能，這也是提高作戰(zhàn)仿真效果的一個重要環(huán)節(jié)。但由于目前不同系統(tǒng)中關于戰(zhàn)場環(huán)境仿真部分與系統(tǒng)本身緊密耦合在一起，因此設計一個與具體系統(tǒng)松耦合且易集成的戰(zhàn)場環(huán)境仿真系統(tǒng)久顯得尤為必要。按照模塊化、層次化和分布式設計思想，本文設計了一個基于MAXSim仿真平臺的，可用于各類作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的公共服務系統(tǒng)，可以為聯(lián)合作戰(zhàn)條件下裝備對抗仿真、人在環(huán)仿真推演、裝備效能評估等系統(tǒng)提供戰(zhàn)場環(huán)境仿真或環(huán)境數(shù)據(jù)。

1功能與架構

戰(zhàn)場環(huán)境仿真一般應包括：地理環(huán)境、電磁環(huán)境、氣象環(huán)境、水聲環(huán)境等仿真功能的戰(zhàn)場環(huán)境仿真系統(tǒng)。MAXSim仿真平臺主要通過GIS接口實現(xiàn)對地形信息的讀取并與模型交互來反應地理環(huán)境，同時可擴展地物實體及地效Agent以實現(xiàn)地理環(huán)境的仿真，電磁環(huán)境仿真主要通過全局或區(qū)域的電磁環(huán)境及電磁仿真模型來實現(xiàn)。氣象環(huán)境主要通過全局及局部的氣象信息進行設置。為了保證戰(zhàn)場環(huán)境仿真系統(tǒng)的可擴展性和可靠性，技術上應采用組件化的設計模式來實現(xiàn)對戰(zhàn)場環(huán)境的仿真，這樣可以充分利用MAXSim現(xiàn)有的仿真功能并根據(jù)項目需求進行定制擴展，從而實現(xiàn)與其他系統(tǒng)模塊的無縫集成。

2系統(tǒng)組成

從功能上可以看出，戰(zhàn)場環(huán)境仿真系統(tǒng)主要提供環(huán)境數(shù)據(jù)及環(huán)境模型的仿真服務，其模塊組成如圖2所示。

2.1地理與實體環(huán)境模型庫

地理與實體環(huán)境模型庫主要由綜合地理信息（數(shù)字地圖）、地物及軍事設施實體組成。綜合地理信息由各種標準格式的地理信息數(shù)據(jù)文件構成，可表達經(jīng)緯度、高程、河流、行政界線等信息，這些信息由相應的GIS進行讀取并可進行相關的坡度、梯度、通視等計算。地物及軍事設施實體由MAXSim平臺進行實體建模以實現(xiàn)與其它模型的交互。

2.2氣象信息庫

氣象信息庫主要由階段性的時序氣象信息為主，在進行仿真時可由氣象信息處理Agent讀取并處理，通過環(huán)境數(shù)據(jù)實體的相關描述符與其它模型進行交互。

2.3電磁信息庫

主要由全局基礎電磁信息背景及某區(qū)域的局部電磁信息構成，可以進行配置及選擇，仿真運行時由電磁信息處理Agent讀取并處理，通過環(huán)境數(shù)據(jù)實體的相關描述符與其它模型進行交互。

2.4環(huán)境數(shù)據(jù)實體

環(huán)境數(shù)據(jù)實體由MAXSim平臺中進行實體建模而來，主要用于承載環(huán)境數(shù)據(jù)信息（包含氣象、電磁等）并可根據(jù)應用的需求進行靈活擴展，以表達更復雜的環(huán)境條件。

2.5環(huán)境仿真計算

環(huán)境仿真計算可采用基于Agent的思想設計，主要由GIS檢索計算接口、氣象信息處理Agent、電磁信息處理Agent、電磁干擾仿真計算Agent、聲傳播計算Agent組成，用于對戰(zhàn)場環(huán)境的仿真計算。

2.6環(huán)境交互接口

主要用于戰(zhàn)場環(huán)境仿真子系統(tǒng)與仿真平臺引擎間的信息交互，從而實現(xiàn)子系統(tǒng)間的互連對接。

3設計實現(xiàn)

戰(zhàn)場環(huán)境仿真主要由環(huán)境交互模型通過環(huán)境仿真計算來實現(xiàn)綜合戰(zhàn)場環(huán)境的模擬。環(huán)境交互模型主要通過環(huán)境實體來獲取環(huán)境仿真數(shù)據(jù)描述戰(zhàn)場環(huán)境，并通過更新黑板描述符實現(xiàn)與系統(tǒng)中其它模型間的交互。部分環(huán)境模型的數(shù)據(jù)專用的模塊來處理，如地形數(shù)據(jù)。部分環(huán)境模型數(shù)據(jù)由環(huán)境交互模型獲取，如氣象、電磁處理模型。

3.1環(huán)境數(shù)據(jù)實體

環(huán)境實體主要用于承載環(huán)境模型所提供的數(shù)據(jù)，通過所持有描述符及黑板與外部的模型仿真模型進行數(shù)據(jù)交互。為滿足與外部環(huán)境仿真模型的交互環(huán)境實體應設計如表1所示的描述符以容載相應的信息。

3.2環(huán)境交互接口

環(huán)境交互模型主要用于環(huán)境實體與外部環(huán)境模型間的數(shù)據(jù)交互邏輯的處理（環(huán)境仿真計算），包括數(shù)據(jù)格式、制式轉換；數(shù)據(jù)更新速度設置；仿真模型對環(huán)境的回饋控制等功能，其組成結構如圖3所示。

3.3外接環(huán)境信息

外接環(huán)境信息主要包括：地理、氣象、電磁等信息庫，其通常的表述及格式如下。

3.3.1地理環(huán)境

地理環(huán)境信息是用網(wǎng)格化與矢量化相結合的方法來設計的一個分層模型，它以戰(zhàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的分類為依據(jù)。戰(zhàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)庫的分層模型如圖4所示。基本網(wǎng)格信息里又分為地形高程屬性、地表材質(zhì)屬性、機動力學屬性、電磁環(huán)境屬性、地貌通過性屬性。基本網(wǎng)格以高程網(wǎng)格建立。如表2、表3所示。對于地理環(huán)境信息可通過開源的Gmap.net組件來進行處理，MAXSim仿真平臺系統(tǒng)提供了相關的封裝接口及配置以實現(xiàn)其與特點的GIS進行集成交互。

3.3.2氣象信息

氣象條件信息主要考慮到大氣溫度、風力、風向、天氣類型等，其信息結構表如表4所示。

3.3.3電磁環(huán)境信息

電磁環(huán)境包括電磁條件描述和（強）電磁源模型描述等，其信息結構表如表5、表6所示。

4結論

按照模塊化、層次化和分布式設計思想，本文設計了一個基于MAXSim仿真平臺的，與具體系統(tǒng)松耦合且易集成的戰(zhàn)場環(huán)境仿真系統(tǒng)。結合MAXSim仿真平臺的其它仿真功能，可方便地為聯(lián)合作戰(zhàn)條件下裝備對抗仿真、人在環(huán)仿真推演、裝備效能評估等系統(tǒng)提供戰(zhàn)場環(huán)境仿真服務，具有較好的適配性和通用性。

作者:衛(wèi)翔 范學滿 邵作浩 單位:海軍潛艇學院