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试验仿真论文范文

由于现代电子技术变得越来越复杂微妙,电子战（EW）作战面临越来越复杂的电磁环境.因此,指挥官和参谋人员需要透彻地理解电磁环境如何影响他们的作战,并清楚地知道如何使用他们的EW作战能力来获得优势.此外,信息共享是战斗力生成的新源泉.由于信息共享,EW不再仅仅是使用电磁能量保护平台或发射射频能量攻击敌人,它成为Cyberspace作战的一部分.随着信息在作战中的地位越来越显著,EW作战也呈现出抢先性、联合性和远距离等新特点.基于EW试验训练需求,美军提出了“逻辑靶场”的基本概念,通过网络将分布于各靶场设施中的系统互连起来,为被试系统生成逼真的联合任务试验环境,为试验、训练等活动提供广泛的、持久的服务.因此,信息化或网络中心战给EW系统、作战过程及其试验带来了新的挑战.

本文基于对电子战斗序列和电子战作战过程的研究,在分析EW作战新特点的基础上,提出EW靶场在真实、虚拟、构造三种条件下建模和仿真的方法,并用该方法构建电子战试验的实例,为EW试验提供一个低耗费、高逼真度的仿真环境.

1.　电子战斗序列和电子战作战过程

１．１　电子战斗序列

现代的EW作战可以总结为：利用电子情报信息,从背景电磁环境中检测并认知对手的电磁信号,在对电磁信号分析的基础上理解对手的电子战斗序列,预先判断对手下一步的EW动作,从而在总体上理解对手的作战意图,并能适时做出反应,在有利于我认知对手的基础上,破坏对手对我认知,使对手陷入电磁“迷雾”.

电子战斗序列（EOB）详细描述了在特定的领域内平台和发射器的所有已知结合.由于EOB主要包含各种类型和种类的电子设备,为了完成电子战,理解EOB是绝对必要的.有关EOB的信息包含：通信和非通信设备的属性、电子发射设备的类型和标示（其频率范围、其调制、其脉冲参数、以及电磁辐射的其他属性）.这些数据帮助对敌军的EOB了解.掌握了这些技术数据：（1）可能更精确地估计敌军电子设备在遇到电子进攻和欺骗时的不足,（2）使得截获发射机并发现其辐射方向更加容易,（3）有关敌军电子战能力的数据可能支持我军的电子防护.电子侦察装备是EW中的第一步,它用来评估、刻画、理解电磁环境,电磁环境的有效映射对开发精确的EOB是必要的.EOB对EW决策和利用电磁频谱满足使命任务来说至关重要.而电子对抗装备应该具有扰乱或破坏敌军EOB的能力.总之,EOB可以看作电子战装备发生效力的途径,只有通过配置优良的EOB,才能在战场上实现EW装备兵力倍增器的效果.

1.2　EW作战过程

EW作战过程[1]包括在作战期间执行的主要指挥和控制活动：规划、准备、运行和持续的评估.这些活动在作战过程中连续执行,如果需要可以交叠和重复执行.

每个EW相关设施的能力有其特定的优势和不足,为了优化作战效果,需用在作战早期通过规划将这些设施恰当地组合.EW规划包括：根据司令官的意图更新基本的EW任务、确定期望的电磁分布图、按照可用装备和能力更新EW评估、消解确定的EW活动与其他频谱使用之间的冲突、同步电子进攻和电子支援活动等.一旦开始规划作战,EW规划者必须监控规划的执行,随着作战推进的动态性在需要对规划进行修订的时候准备帮助规划的协调.EW准备包括各军事单元为提高它们遂行各种EW作战的能力而进行的活动.准备为提高军队成功机会创造了条件.EW准备包括：修改和精化EW估计、彩排EW对规划支持的同步、与ISR作战单元的协调过程、完成EW装备的战前检测和视察、完成EW装备的维护准备等.EW运行是将规划转变为行动,通过应用作战能力完成使命,通过使用对情形的理解来评估过程以及对运行好调整做出决策.EW运行包括：在运行期间,监视EW作战,并给出调整建议；维护火力和网络操作单元与指挥控制工作组的直接联络,用以确保EW的集成和冲突消解；向下级单元或装备协调和管理EW任务；持续帮助目标定位工作组发现新目标,通过电子进攻装备推荐攻击目标；维护、更新并分发EW装备的状态；等等.EW评估是对当前和将来作战的连续评估,来确定当前的作战是否按照司令官的意图处理,将来作战是否为可接受的.在EW规划期间,EW评估从EW的角度为每个提议的作战过程的支持能力提供评估.在EW准备期间,EW军官负责基于EW评估进行分析和提供建议,用于回答司令官可能提出的任何问题.在EW运行期间,EW评估作为记录EW军官对EW作战的评估、分析、建议的主要工具,用于为当前和将来的作战提供信息,确定当前的EW作战是否按照规划,将来的EW作战是否为可忍受的.在此基础上,可根据需要修改EW或目标感知系统,确保有效应对敌军装备、战术或电磁环境的改变.

２　EW靶场中的建模与仿真

当前,电子战靶场已经具有外场的真实仿真、基于暗室的虚拟仿真、基于构造仿真的构造仿真（LVC）三种手段.但是这三种手段各有优劣,需要将其联合起来,取长补短,共同完成电子战系统的试验、训练任务.构造仿真具有在没有系统硬件的情况下进行试验与评估、灵活性高、重复性好、论文范文低廉等独特能力和优势,在试验前、中、后的不同阶段都扮演关键角色.但是,构造仿真也存在难以保证对绝对的高可信性、构建环境逼真度低等局限性.例如,构造仿真系统中表示电磁环境的模型相对来说不很成熟.如果使用微波暗室的虚拟仿真,就可以产生真实的、安全的、可控的电磁环境,还可以测量环境对系统的影响,并将结果加入到合成环境中,支持对电子战系统进行试验所必需的资源.外场的真实仿真对于试验和评估电子战系统的整体性能非常有用.另外,三种方法独立运行难以关联在不同阶段、不同试验设施中试验获得的结果；难以跟踪被试系统不同阶段的性能和作战效能变化；难以同时利用众多试验设施各自优势的试验能力等.

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在基于ADS体系结构的EW仿真系统中,利用并整合靶场的现有资源：外场的真实系统、基于暗室的虚拟系统、基于构造仿真的构造系统.各种资源存在于“数据”领域,实现分布式仿真环境下的交互.真实的和虚拟的资源大多是模拟系统,为了参与到ADS系统中,必须对它们进行数字化“封装”,即进行模-数之间的转换.构造的系统本身可能已经是数字化的,但是,在某些情况下已有的构造仿真可能需要额外的软件和/或硬件才能将它封装成一个实体.这样,分布式仿真环境能够实现真实世界和仿真世界中的各种对象之间的双向交互,对于仿真世界来说,它将真实世界的实体“数字化”并与仿真世界交互；对于真实世界来说,它将数字交互转化成跟真实实体的物理交互.

3.　贴近实战的EW试验过程

基于ADS的EW试验系统能够提供一个低花费、高逼真度的环境,用于EW系统试验训练.其开发过程可归纳为以下四个阶段：

（1）构建数字化模型：数字系统模型是模拟真实模型构建的.数字系统模型代表着我们对真实模型的深刻理解,只有这样,我们才能实现对环境的需求和对外场试验中测量数据的采样.数字化模型是各个阶段相互关联的基础,也是我们研究的立足之本.数字系统模型的性能可以根据真实模型实际测得的战技指标进行调整.模型与先进分布式仿真框架的接口有另行编制的接口代码.

（2）外场基准试验：在外场进行真实的试验,以建立环境和性能基础数据,为以后各阶段的试验开发ADS试验环境,并将其作为判定ADS试验结果是否有效的依据.

（3）数字系统模型试验：用高保真、实时的数字系统模型进行试验,该模型与硬件在回路的虚拟仿真、仿真系统的想定模型相连接,在合成的ADS环境中复制出外场试验的威胁场景,从而用ADS环境复现外场基准试验,并外推多种不同环境下的试验结果.

（4）外场验证试验：用外场的真实player替换第二阶段的数字系统模型,对安装在实际系统的数字模型进行验证性试验.该阶段中被试装备与硬件在回路的仿真威胁、仿真系统的想定模型相连接,利用和先前的试验相同的威胁场景,进行真实的外场试验,试验中真实的和虚拟的目标共存,从而实现了在真实作战环境下的电子战系统仿真试验.

当然,上述阶段可以采用螺旋式递进的方式对模型进行利用和验证.另一方面,经过验证的数字模型也可以应用到训练系统,适应靶场对数字化蓝军的迫切需求.

4.　小结

在研究电子战斗序列和EW作战过程的基础上,修正了我们对雷达等设备及其建模与仿真的认识,提出了EW靶场中贴近实战的电磁环境建设和试验过程.

【参考文献】

［１］FM 3-36, ELECTRONIC WARFARE IN OPERATIONS, February 2009[Z].

［２］John T. Arnold. THE SHORELINE: WHERE CYBER AND ELECTRONIC WARFARE OPERATIONS COEXIST. A Research Report Submitted to the Faculty In Partial Fulfillment of the Graduation Requirements[Z].17 February 2009.

［３］中国人民解放论文范文参谋部第四部．电子战行动60例[M].北京：解放军出版社,2007.

［责任编辑：刘帅]

总结：这篇试验仿真论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。

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