空战作战环境仿真设计 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　通过仿真手段构建逼真的虚拟空战环境是研究空战战术战法、武器作战效能评估，以及开展空战虚拟训练的基础。《空战作战环境仿真设计》以空中作战环境顶层设计和主要关键技术设计为主线，对空战作战环境仿真中涉及的信息环境、气象环境、电磁环境、地理自然环境进行了较全面的论述，并对在构建空战虚拟作战环境过程中涉及的相关技术进行了研究和探讨，给出了相应的解决方法。
　　《空战作战环境仿真设计》的编写以空战中的军事问题为牵引，探讨影响空中作战效能的作战环境，仿真作战环境的相关技术问题，并给出工程上的解决方案，注重军事、技术与工程实践相结合，具有较强的军事背景，技术性和实用性突出，对从事空战仿真系统设计、研制、开发的技术人员，以及从事虚拟军事训练的教研人员有重要的参考价值，同时也可作为高等院校相关专业研究生教材和参考书。

目录

第1章 绪论
1．1 引言
1．2 战场环境演变
1．3 虚拟现实技术
1．3．1 虚拟现实技术的内涵与特征
1．3．2 虚拟现实系统的基本特征与构成
1．3．3 增强现实
1．3．4 分布式虚拟现实
1．3．5 虚拟显示的发展展望
1．4 视景环境仿真技术
1．4．1 视景显示技术
1．4．2 视景实时生成技术
1．4．3 虚拟自然环境建模
1．5 气象环境仿真
1．6 音响语音环境仿真
1．7 信息作战环境仿真
1．8 电磁环境仿真
1．9 频谱环境仿真

第2章 战术仿真系统总体设计
2．1 引言
2．2 战术仿真军事需求分析
2．2．1 战术研究训练内容及任务
2．2．2 战术仿真系统的任务与功能需求
2．2．3 战术级仿真系统顶层设计的主要技术要求
2．3 系统总体构建
2．3．1 系统总体结构构建
2．3．2 系统硬件结构构建
2．3．3 系统软件结构构建
2．4 军机仿真系统技术
2．4．1 全任务型
2．4．2 任务型
2．4．3 对手型或武器使用训练器
2．5 空战战术仿真评估系统
2．5．1 空战战术仿真评估需求
2．5．2 空战战术仿真评估系统构成
2．6 自然环境仿真系统的综合评估
2．6．1 自然环境仿真的一些问题
2．6．2 自然环境仿真的指标式体系
2．6．3 自然环境仿真的评估方法
2．7 解算能力估算

第3章 信息环境仿真技术
3．1 引言
3．2 空中作战信息与融合
3．2．1 空中作战对信息融合的需求
3．2．2 信息融合技术
3．3 指挥信息仿真
3．3．1 指挥控制仿真
3．3．2 人机界面构成
3．3．3 作战态势显示
3．3．4 人机干预
3．4 语音信息仿真
3．4．1 问题的提出
3．4．2 语音识别技术的基础
3．4．3 语音指挥系统的仿真设计
3．5 数据链信息
3．5．1 数据链简介
3．5．2 数据链的发展与应用
3．5．3 数据链系统结构
3．5．4 数据链主要功能与作用
3．5．5 数据链指挥模式与仿真
……

第4章 电磁环境仿真
第5章 视景综合效果分析
第6章 视景显示技术
第7章 视景生成数学模型
第8章 气象环境建模与仿真
第9章 三维自然环境的仿真
参考文献

精彩书摘

　　《空战作战环境仿真设计》：
　　（1）任务研究下达。领导层根据部队作战能力，研究训练科目，下达任务，包括任务分配、作战环境、作战规则等。
　　（2）作战方案研讨。参训的红、蓝、绿等各部队根据下达的任务各自开展作战方案研讨，包括机型配合、挂弹方案、信息支援、指挥协调等。
　　（3）战术推演。对作战方案反复推演，如果方案不可行，则重新进行方案研讨：如果方案可行，则进入战术对抗过程。
　　（4）战术对抗过程。开展空地指挥、空中战机、电磁和信息等全要素的空战对抗。
　　（5）对抗监控。在对抗过程中根据需要实时调整一些复杂战场环境，控制对抗过程。
　　（6）态势评估。建立评估指标体系，实时动态观察对抗过程。
　　（7）训练讲评。根据定性和定量评估指标，开展训练讲评。
　　在训练工作中，战术与战役、单兵训练是互补和互相依赖的，又有一些区别：
　　战术与战役训练的区别是战役以高层指挥机构为重点，战术是指挥员与战斗员的协同。
　　战术与单兵训练的区别是单兵注重个人战斗素质提高，战术注重多人协同能力培养。
　　综上所述，战术仿真训练的使命是培养作战人员在作战过程中密切协调和有序运转的能力。达到练谋略、练指挥、练协同、练战法的目的。
　　2.2.2战术仿真系统的任务与功能需求
　　战术仿真系统是对在实际的或很想的战场环境下，按照所设计的规则、数据和过程行动的两支或多支部队进行对抗的仿真。为完成战术训练流程中各阶段的任务（内容和范围），战术仿真系统不只是简单地将几台军机模拟器相联，与模拟器相比，战术仿真系统必须涵盖战术研讨、战术指挥、多兵（机）对抗、导调评估等任务。
　　（1）空战理论和战法的研究与验证。为作战人员开展战术研究提供理论成果和战法的动态演示验证、综合研讨评估和信息查询与更新等功能.推动空战理论成果的实用化，提高空战战法研究的有效性和科学性。
　　（2）航空兵战术指挥对抗模拟训练。该系统可满足航空兵部队及院校开展战术指挥对抗科目模拟训练和教学的需求，使战勤人员熟练掌握各种复杂情况下的作战指挥流程，满足指挥信息一体化的作战要求。
　　（3）红蓝多机种空战对抗演练。该系统通过红蓝机型搭配，可以进行最大4对4或6对2的人一人对抗及最大8对8的人一机对抗，实现复杂电磁环境下红蓝双方多人、多机种、空地协同的对抗训练，解决了部队全要素训练的难题，有效提高飞行员的对抗作战能力。
　　（4）飞机作战性能研究验证。通过战术虚拟对抗和人一人对抗，可对新武器装备作战性能进行动态分析，展现新技术在体系作战中的效果，为作战飞机军事需求研究提供支撑。
　　依据战术仿真系统的任务，并将其与装备研发军事需求的功能联系起来，它既可作为模拟训练设备，用于训练战斗员（飞行员）、指挥员在战场中的决策能力：又可作为空战分析工具，用于战法及飞机的空中作战使用研究。其具体功能主要有以下几种。
　　1.综合战术训练
　　可在设定的战术背景及作战环境中进行综合战术演练，主要包括空中格斗、多机协同空战、地面指挥、空中指挥、空中拦截、地面信息支援、空中信息支援、电磁干扰、综合作战任务演练（任务计划、战区环境熟悉、气象条件熟悉、威胁回避）等。通过训练使指挥员、飞行员、战勤人员熟悉空战的各种状态，了解和掌握武器系统的作战使用及各种机载设备的综合运用。
　　2.战术研究与开发
　　可为军事理论研究人员和航空兵部队提供应用战术研究与开发环境。通过对复杂作战环境和作战过程的仿真，对战术、决策方案进行模拟推演，预测其结果并比较、评估方案的优劣，从而启发新的作战思想、作战方法，进一步探索不同机种在空战中的对抗、协同作战等问题。
　　3.指挥系统和飞机作战使用研究
　　在指挥系统的支援下对飞机的编队方式、战术动作、挂载方案、作战剖面、攻击方式等不同作战状态下的分析，可以验证战法的有效性，从而进行战法创新和优化的研究，最终寻求发挥我空战各种装备之优长、克敌之短的作战对策。
　　4.指挥系统和飞机综合作战效能评估
　　通过对不同作战环境、作战任务、作战对象和战术运用等条件下的空中作战精确仿真，统计和计算每次作战的战损比，可评估指挥系统和飞机的综合作战效能，为指挥系统和作战飞机发展论证提供科学依据。
　　5.飞机改进方案分析研究
　　通过研究飞机各分系统配置及其性能对综合作战效能的影响，分析各分系统对飞机总体性能指标及综合作战效能指标的影响程度（灵敏度），找出现有飞机装备及其机载设备的优点和不足，以寻求最佳的飞机改进方案和实现途径。
　　……

前言/序言

　　系统仿真是认识世界的有效途径，对于战争这种非常复杂又极其特殊的事物，具有更加特殊的意义。近年来，高新技术的飞速发展以及在武器装备中的广泛应用，对空军这样典型的技术密集型军种产生了巨大的影响。空战模拟训练日渐成为高技术条件下促进部队建设、强化部队战斗力的重要环节，为现代化部队的作战训练开辟了新的途径，产生了显著的军事效益和经济效益。战场环境建模与仿真是空战仿真中的关键技术和主要内容，作战环境涵盖了陆地、海洋、天空、太空，内容主要包括地形、水文、气象等自然条件，以及敌友部队、设施、气象、地形、电磁频谱和信息环境等。作战环境仿真能够为作战模拟训练提供所必需的战场环境数据和模型，提高作战人员对战场的认知效率，为作战分析、决策和评估提供一种现实可能。空战中飞行员70%以上的信息都是来自视觉，因此，进行空战仿真，仿真环境的构建更为重要，空战作战环境仿真可以使飞行员提前熟悉战场环境，有助于任务的展开。北约在对波黑进行大规模空袭期间.美国国防部利用侦察卫星拍摄的高分辨率图像与测绘局提供的波黑地区数字地图模拟仿真环境，运用模拟战斗机进行飞行训练，经过这个仿真环境训练的飞行员，适应性和实战成功率得到了极大的提高。
　　空战作战仿真环境的构建涉及许多技术，作者曾根据工作经验编著并出版了《空战虚拟战场设计》。随着技术发展，各种仿真系统对作战仿真环境指标也相应提高，其相关技术也不断进一步研究和探讨。为此，作者在原书基础上，增加了气象环境仿真构建、电磁频谱环境仿真构建和信息融合仿真等内容，并扩充原来的部分章节，以作战环境顶层设计和主要关键技术设计为主线，进行了较全面的论述，主要内容安排如下：
　　第1章概要介绍了作战环境的相关技术，重点论述了作战环境概念演变、虚拟现实、视景显示、视景生成、自然环境建模等技术现状和发展趋势。
　　第2章论述了从战术仿真军事需求分析到系统总体构建的空战作战环境的总体规划，描述了构建主要过程和战技指标。
　　第3章论述了信息环境仿真技术，描述了空中作战中的各类信息，主要包括态势信息、指挥控制系统信息、语音信息、数据链信息、以及支持不同仿真粒度的多分辨率建模技术。
　　第4章论述了空战电磁环境仿真技术，介绍了各种航空电子设备武器的电磁干扰模型，并简要描述了频谱作战环境的仿真技术。
　　第5章论述了影响视景效果的各种因素，分析了在工程设计时几大关键因素相互矛盾的特点，建立了以定量和定性两种方法综合评估视景效果的评价方法。
　　第6章论述了实像显示技术、虚像显示技术、立体显示技术、多通道融合技术以及各种显示方案性能比较。
　　第7章介绍了视景生成所需要的主要数学模型，特别是论述了头位眼位变化的多通道立体解算数学模型。
　　第8章论述了气象环境建模与仿真，分析了气象对作战的影响，构建了气象环境仿真模型，并阐述了几种典型气象效果仿真模型。
　　第9章介绍了空战战场环境的自然环境的建模技术，并介绍了在设计中一些有效的优化方法。
　　本书借鉴或直接引用了有关专家的论文或著作，在这里表示衷心的感谢！由于水平和时间有限，不妥之处，欢迎批评指正。
　　作者
　　2017年7月
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