军事电子沙盘的设置系统及前瞻性

周伯通

军事电子沙盘的设置系统及前瞻性

产品介绍

军事电子沙盘因为有很多的仿真内容，也被称之为军事仿真，部队沙盘、演习沙盘等，军事电子沙盘是以虚拟现实技术为主，利用计算机等新设备制作个可交互的虚拟空间，然后用些显示设备显示出来，人们可以快速地了解军事作战信息，同时也可以在军事电子沙盘中搜索想得到的信息，并可以进行标注信息、量算，是现代化信息显示手段。

军事虚拟仿真是从武器装备仿真发展起来的一个研究领域，指与军事有关的所有仿真技术、仿真系统或仿真方法。由于它来源于系统仿真领域，所以它只能是系统仿真中的一个应用领域，与工业仿真、能源仿真等相对应。军事仿真可以说是工业界的一个概念，更多地从技术角度强调武器装备的仿真与应用。让军事仿真在科学发展观指导下持续发展，在数字化、科学化、智能化、虚拟化、网络化、集成化和协同化的方向上大踏步地前进。

产品原理

军事领域采用了以数字化技术为主的军事电子沙盘，它主要果用的是虚拟现实技术，其次是三维建模技术(是虚拟现实仿真技术的核心和基础)、硬件技术(各种新设备)、软件技术(让系统和硬件融合在起)等，营造出虚拟仿真的空间，帮助作战人员作战。

演示效果及功能

军事电子沙盘作为种新型的地形地理展示工具正逐新地被部队指挥员和参课人员接受。当部队人员使用军事电子沙盘时，会对军事电子沙盘所实现的功能所震，在观看沙盘的地理信息过程中，就如同身在里面样感同身受，在观看的过程中如果想详细的进行了解，可以进行放、缩小、测量等，然后标注下来，有利于作战。

应用

1）、军事沙盘数字沙盘系统

◆整体场景管理模块（场景管理器、场景整体优化）

◆超大规模地形模拟(海量地形数据采集与预处理、海量地形数据的动态加载读取、地形网格的管理、小区域地形网格的动态生成与渲染）

◆战术演练系统（战斗部队模型的建造与渲染、战斗部队指挥控制功能、战略战术的编辑设置功能）

◆战斗细节特效模拟（发射装置转向、导弹等发射模拟、导弹等弹道模拟、导弹爆炸及破坏模拟等）

◆地面景物的模拟（地面植物的模拟、地面建筑物的模拟、公路模拟、水面湖泊的模拟、自然现象的模拟）

2）、军事方面其他功能

◆碰撞检测功能

   地形、地面上的物体和战斗部队的碰撞检测功能，可以判断战斗部队是否与其他物体发生碰撞

◆多种视角的摄像机的设置和切换

   拥有多种视角可供选择，如：部队指挥官的视角，演习参观者的视角（可以自由察看所有坐标及该坐标的战斗部队）

◆演习过程的录像功能

   将每次模拟的演习情景纪录下来，可以用数字沙盘系统再次播放演习过程，也可以导出为视频文件

3）、军事信息保密处理（敏感信息参数化）

◆敏感军事机密信息用户自行定义

    对于敌我双方重要的军事设施及军事模型的位置、配置情况、运动方式等机密信息提供用户通过参数化界面自定义的功能。

◆加密数据及内部网络动态读取

以上的机密信息也可以通过读取加密后的文件或通过内部网络动态采集获得。

产品优势

1、在科技技术上，不落俗，完全赶上了时代变化的脚步

2、在功能上，可以实现传统沙盘、地图文字不能实现的功能，如:放、缩小、测量、标注等互动操作

3、在信息展示上，由于军事电子沙盘系统可以储存任何数据，展现信息非常的全面

4、在操作上，军事电子沙盘的操作非常简单，只需按照＂文字”进行点击就可实现想要的功能

解决方案

1、军事沙盘，包括沿海作战环境虚拟仿真分析系统，沿海作战环境虚拟仿真辅助决策系统，边境地区数字化作战环境分析系统，边境地区数字化作战环境分析决策系统，三维实景兵要地志，城市防空虚拟仿真指挥系统等。

2、军事沙盘战场环境模拟系统包括三维军事地形图集(含景观地貌)，三维实景作战模拟仿真系统等。

3、指挥决策仿真模拟：军、师、团指挥训练三维模拟仿真系统，数字边疆作战环境分析决策系统。

4、新式武器与装备的研制和应用武器拆卸新武器威力模拟等。

5、作战训练与人才培养方面：模拟操作模拟演示模拟驾驶等仿真训练系统。

应用领域

实训教学，军事模拟、流程模拟，应急预案、视景仿真部队、军事院校等展示、演练教学等。

周伯通

军事仿真是从武器装备仿真发展起来的一个研究领域，泛指与军事有关的所有仿真技术、仿真系统或仿真方法。由于它来源于系统仿真领域，所以它只能是系统仿真中的一个应用领域，与工业仿真、能源仿真等相对应。军事仿真可以说是工业界的一个概念，更多地从技术角度强调武器装备的仿真与应用，但近年来也逐步增加了作战仿真的内容。而战争模拟则是军方的概念，更多地从战争、作战的角度进行研究，尽管两者研究的方法和范围有很多相近之处。

国外军事仿真以美国最为先进,回顾近二十几年来美国军事仿真大事记,从其国会立法中明白了美国为什么把仿真放在战略位置而倍加重视。根本原因就在于仿真的经济有效性和能够带给高技术工作机会。军费开支总是有限的,基于仿真的采办就能更快、更好、更省地实现武器系统采办。联想到我国军事仿真的发展情况,形势喜人,但要再接再厉,抓住现代军事仿真的主题,发展我国军事仿真技术,让我国军事仿真在科学发展观指导下持续发展,在数字化、科学化、智能化、虚拟化、网络化、集成化和协同化的方向上大踏步地前进!

一、数虎图像可以为军事模拟仿真系统提供以下解决解决方案 ：

1、军事沙盘 电子沙盘：沿海作战环境虚拟仿真分析系统　沿海作战环境虚拟仿真辅助决策系统 ；边境地区数字化作战环境分析系统 ·　边境地区数字化作战环境分析决策系统 ；三维实景兵要地志 ·　城市防空虚拟仿真指挥系统

2、战场环境模拟系统：三维军事地形图集（含景观地貌） 三维实景作战模拟仿真系统

3、指挥决策仿真模拟：军、师、团指挥训练三维模拟仿真系统，数字边疆作战环境分析决策系统

4、新式武器与装备的研制和应用.武器拆卸 新武器威力模拟等

5、作战训练与人才培养方面：模拟操作 模拟演示 模拟驾驶等仿真训练系统

二、数虎图像军用仿真技术包括几个方面：

1. 建模技术 它是仿真技术的核心和基础。

2. 硬件技术仿真系统的硬件包括计算机和各种物理效应设备。

3. 软件技术包括仿真支撑软件等。它使模型和硬件得以有机结合。

4.用户界面技术用户界面是人与仿真世界交流的途径,在军事仿真系统中的主要目标是实现直观分析和真实逼真的训练环境。虚拟现实(VR)成为作战仿真界面设计方面的热点。

5. 网络技术网络在大规模逼真作战仿真系统中的作用是使各种军用仿真设施能够实现资源共享。

三、军事模拟和仿真的应用

（一）在新式武器与装备的研制和应用上，军事模拟也可以得到很大的效益。比如，在美国国防部测绘局在1995年8月到9月北约对波黑进行大规模空袭期间，曾在意大利的空军基地建立一个作战模拟设施，利用侦察卫星拍摄的高分辨率图像与测绘据提供的波黑地区的数字地图相结合，通过作战模拟所产生的灵境环境，模拟战斗机在波黑地区上空的飞行。经过这个仿真环境的训练，极大地提高了实战的成功率和飞行员的适应性。又比如在巡航导弹防御第一论证阶段，通过演示来探索对付超视距巡航导弹的作战能力。美军的中央司令部、空军、国防部、高级研究计划局等单位参加了这一计划的作战模拟。美国陆军在推出著名的“爱国者”导弹的时候也大量采用了仿真和建模的方法，其结果大大提高了这种导弹在实战中的可靠性。

（二）军事模拟也能够应用在作战训练与人才培养等方面。这些方面的应用主要体现在以下几个方面：

首先是彻底检查部队的训练战略，更新传统的训练观念；培养单兵或小范围作战编组的作战技能。这些仿真系统的准确性和逼真性得到了很大的提高,图像的仿真程度也已经与实物、实景相差无几。特别是训练仿真系统具有在危险小、消耗低的条件下训练出较强作战技能部队的特点,因此受到世界各国军队的极大重视。通过在模拟实验室里进行训练,部队可无须进行实际操作就能理解现代战争的概念和流程,士兵在战前就可确切知道他要完成什么样的任务,从而提高完成任务的能力和增强完成任务的信心。而且,分散在各地的部队无须集中就能通过模拟器材一起训练。从排到营的机械化分队可演练协同作战,攻击机可演练从不同基地起飞执行同一任务,舰只可演练相互间的配合和策应,特种作战部队可反复演练预定作战任务中的每个细节。此外,仿真模拟演练可在一定程度上代替大规模实兵演习,节省大笔经费。

其次是研讨发展趋势。另外还有在过去成功的作战模拟系统的基础上，继续向一体化的、联合作战的模拟系统发展；更多的包含作战模拟设施的作战演习。以检查部队的训练为例，现代化的科学技术已经允许军队以一种过去完全想象不到的方式来培训战术、战役和战略军官了。

在部队训练方面,模拟仿真技术同样大有用武之地。目前,外军的虚拟现实训练技术已发展到相当水平。到上世纪80年代末,美国陆军训练士兵还是采用野战训练和模拟训练两种方法。野战训练的主要问题是燃料、弹药消耗大,场地、安全都有困难,组织大规模演习费时又费力,模拟训练所用的模拟器可能比它所模拟的真实装备还要贵。为了解决部队训练问题,美国国防部高级研究计划局1983年开始实施模拟器联网计划,把分散在各地的训练器用计算机联成网络,形成分布式交互仿真,实现异地联通与互操作。

(三 )作战仿真模拟

一般而言,作战模拟可分为实地军事演习、现场实验、沙盘作业、图上作业、战争对策、计算机模拟等几种类型。采用虚拟现实技术不仅为研究战争提供了科学的方法,使研究的进程更加逼真、更加接近于实战,实现作战过程的仿真模拟,而且使研究的结果更加可信,从而有利于提高指挥艺术和作战技能。计算机作战模拟是把对抗的全过程结构组成和大部分规定事先编人计算机程序,然后用计算机语言描述战斗过程,并用计算机进行处理的一种新型模拟方法。

通过计算机作战模拟,不仅可以在严谨的科学基础上对新的作战理论原则、作战行动规则进行多方位的论证,并通过模拟对抗,计算各军、兵种部队的攻防作战能力,经过比较挑出最佳作战方案,而且可以使指挥员置于陆、海、空、天、电五维全方位的作战空间,从而摆脱二维空间的思维枷锁,使指挥艺术得到更充分的发挥,事实上,“沙漠盾牌”作战计划的蓝本就是出自“内部观察90”的计算机模拟演习。

采用计算机进行作战仿真模拟,无须调动一兵一车就可以上演出一幕幕威武雄壮的战争活剧,因此备受各国军队的青睐。目前,美国国防大学已为军官开设了军事政治课程以及联合与合成作战模拟课程。美三军主要作战中心每年都要接待各类高级指挥和参谋人员进行作战模拟训练。为了统一建模方法和统一数据格式,美陆军部推行了作战模型改进计划,设想在一个统一的管理机构下建立一个具有层次结构的陆军作战模拟系列,将陆军各兵种的作战模型全部纳入这个体系中,以培养适应未来战争需要的陆军军官,而俄军条令也规定,团以上作战计划的制订必须经过计算机模拟鉴定。当前,计算机模拟正在被越来越多国家的军队视为作战计划制订的必要环节。

(四)指挥决策仿真模拟

虚拟现实技术运用于指挥决策模拟,主要是辅助指挥员进行决策和指挥作战。指挥员不仅能够在虚拟的战场上空飞行,视察传感设备对敌方兵力部署等敌情、战情的感知情况,而且还能看见位于敌方观察点的部队,通过多方位的观察,可以进一步了解敌人当前的意图,更清楚地展现我方智能搜索设备的盲区(如雷达盲区)、电台配置的具体细节、通信节点部署的实际地理环境特点等。此外,运用建立在网络基础上的分布式虚拟现实系统,还可以建立诸军兵种合成指挥系统。在战争决策模拟中,利用大规模并行处理机的建模和模拟仿真技术,可以精确地再现战区作战态势,逼真地模拟战场环境,并精确地预见未来战术、战略上的发展态势,从而能够为指挥决策提供尽可能接近实际的战场情况,使指挥员能够正确地指挥作战和进行战略决策。

(五) 信息网络虚拟(欺骗)战

信息网络虚拟(欺骗)战是以计算机成像、电子显示、话音识别和合成、传感等技术为基础实施的信息欺骗。它通过信息网络某一节点,把己方计算机与对方联网,或战前通过各种途径将虚拟现实技术植入敌方的指挥控制信息系统中,把己方的虚拟信息即假情报、假决心、假部署传输给敌方,迷惑敌人,诱敌判断失误向敌指挥官和士兵发布敌方军官假命令,使敌听命是从,改变敌方指挥官的作战意图,使敌军事行动陷入混乱。这种战法能使敌方在三维声像环境中,看到酷似实物的立体交战图像,使敌方产生错觉,增大了欺骗的真实性。由于虚拟现实技术在军事上能把接受者投放到一种逼真的、为作战而设置的现实中,可以模拟未来战场各种复杂情况,从而使敌改变决心和部署。1994年4月,随着美军第一支数字化部队的建立,美军就开始着手运用虚拟现实技术进行模拟对抗性演习,并专门成立了虚拟现实技术欺骗战研究小组,由其具体负责技术研制和试验。

此外，仿真和建模方法也可以应用在核武器使用上，应用在信息作战中去。综上所述，利用军事建模与仿真技术来开发新技术，并努力使其转化为经济上能够承受的、决定性的军事能力，正是当前国际上质量建军的重要方向之一。

军事仿真包括武器技术仿真、武器系统仿真以及作战仿真等,已经在军队训练、武器装备研制、作战指挥和规划计划等方面发挥重要作用,成为国防领域的一项关键技术。进入20世纪90年代以来,发达国家军队普遍面临作战方式变化和国防预算缩减的双重压力,而军事仿真以其在一系列局部战争特别是海湾战争中发挥的有效作用和相对低廉的成本,更加引起各国政府的普遍重视。