戰場復雜電磁環境視景仿真研究

摘要：使用計算機仿真技術進行戰場電磁環境仿真模擬是現代軍事科學研究的一個技術熱點。利用現有地理信息系統和數字三維虛擬技術，以電波傳播模型為基礎，從戰場電磁環境出發，對存在多種輻射源的戰場電磁環境視景仿真系統進行總體設計。給出了開發仿真系統的組織框架和流程要求，并就平臺開發中電磁模型建立、電子兵力仿真和場景輻射計算等關鍵技術的解決方案進行論證。
關鍵詞：戰場電磁環境；視景仿真；電波傳播；電磁輻射

0 引言
現代高科技戰爭是高技術條件下立體的、多維的戰爭，是現代化的武器裝備、信息、技術、通信、偵察、網絡、高級決策能力之間的較量。在此條件下，人們使用了種類繁多，參數多變的電子輻射武器，導致了戰場空間的電磁環境空前復雜、密集、交迭。面對如此復雜的戰場電磁環境，進行相關的數字建模和仿真，對分析戰場電磁環境和加快電子戰系統的研制進程，以及對電子戰性能做出有效評估具有十分重要的意義。
目前戰場仿真研究的熱點是利用虛擬現實技術，適應多武器平臺攻防對抗作戰的仿真要求進行高逼真度的視景仿真，把未來數字化戰場環境貼近真實地模擬再現。戰場電磁環境視景仿真是指運用計算機仿真、可視化計算、多媒體、圖形圖像等技術，實現復雜電磁環境條件下戰場的逼真呈現，并為作戰模擬、分布交互仿真等提供虛擬的戰場環境。戰場電磁環境視景仿真就是以電磁輻射仿真為核心，為作戰仿真系統提供環境支撐的應用系統。

1 系統總體設計
戰場電磁環境視景仿真系統的主要功能是，通過戰場電磁環境仿真系統，生成虛擬戰場電磁環境，并在此基礎上開展仿真實驗，使其作為武器系統效能評估、電子戰演練等軍事仿真的參考依據。根據戰場中射頻電子武器裝備的布局態勢，綜合分析和預測不同工作頻率的各輻射源在戰場空間某點的頻率和場強，用于生成電子偵察和電子干擾仿真計算所需的作戰想定和虛擬戰場電磁環境。系統采用視景仿真形式，形象直觀地顯示輻射源的布局設置，獲得虛擬戰場復雜電磁環境的綜合電子沙盤。戰場電磁環境視景仿真具備電子戰驅動能力，可以從電磁輻射角度對仿真結果進行分析和推演，提供一定方案的電子戰驅動能力。同時，系統得出的相關數據，可提供策略方案判斷，如：通信網絡規劃、雷達與干擾威力估算、測向估計、輻射源與測向臺布置輔助、航路規劃輔助等實際應用功能。
戰場電磁環境視景仿真是多系統、多學科、多層次的交叉應用體系。仿真系統總體設計主要由4個模塊組成，分別是虛擬場景仿真、電磁模型建立、電子兵力生成和綜合計算與分析。戰場電磁環境視景仿真系統的組成框架如圖1所示。