战场仿真研究的意义

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模拟仿真技术在军事领域的应用

模拟仿真技术在军事领域的应用

模拟仿真技术在军事领域的应用随着科技的不断发展,军事领域中的作战方式也在不断地升级和更新。

传统的实地演习,不仅耗时费力,还存在着很多的安全隐患,同时还会给军队造成不小的经济压力。

而模拟仿真技术则可以很好地解决这些问题,成为军事训练和实战中的一种重要手段和工具。

模拟仿真技术基本原理模拟仿真技术是指通过计算机软件构建一个虚拟系统,模拟某一现实系统的运动和行为过程,从而达到挖掘系统性能和行为规律的目的。

例如,我们可以模拟建筑物的倒塌过程,模拟交通的流动情况,模拟生物的进化等等。

而在军事领域中,在实际战备演练过程中,如果直接采用实地演习,往往需要耗费大量物力、财力和人力,同时还有很大的危险性。

而模拟仿真技术则可以大大减少这些资源的消耗,同时又能够模拟出真实场面的流动性、火力爆发等方面的表现。

这使得模拟仿真技术在军事领域中得到广泛应用。

在军事领域中,模拟仿真技术已经广泛应用于训练、演习、实战等各个方面。

以下是其中一些代表性应用。

1. 战争决策模拟训练战争决策模拟训练是一种通过计算机模拟战争过程、作战方案,帮助指挥员提高决策能力的训练方式。

这种方式,可以通过实际模拟出各种复杂情况下的作战策略,进而让指挥员更加熟悉作战的流程,更加准确地做出决策。

同时,还可以加速指挥员的协调、沟通等能力的提升,为实战提供更好的服务。

2. 电子战仿真训练电子战是指通过运用电磁波,进行侦听、干扰、瞄准、攻击、防御等一系列电子行动。

电子战的重要性在于可以有效地破坏敌人的通信、情报、指挥控制等系统,达到击败对手、保护自身的目标。

利用模拟仿真技术进行电子战训练,可以减轻现实情况下的安全隐患,并使实施过程更加精准和协调。

在这样的模拟过程中,可以提前重现各种条件下电磁波的传输、反射、干扰、抗干扰等各种实际情况的表现,并帮助指挥员学习、识别、应对这些电子行动。

3. 火炮发射仿真火炮发射是指在实战中,通过一定的投掷方法,进行远程攻击,从而击败对手的一种方式。

军事系统中的模拟仿真技术研究

军事系统中的模拟仿真技术研究

军事系统中的模拟仿真技术研究第一章模拟仿真技术的定义和背景随着科技的不断进步,模拟仿真技术在多个领域得到了广泛应用。

模拟仿真技术是指利用计算机和相关软件模拟和仿真实际对象或者系统的运行状态和行为,以便进行可靠性分析、设计优化、效果评估等工作的方法和技术。

军事模拟仿真技术是在国防科技领域广泛应用的一种仿真技术,它的目的是通过仿真实现军事决策、训练、装备评估和军事运筹等方面的目标。

军事系统中的模拟仿真技术与其他仿真技术相比,有着更高的要求,需要对模型的真实性、准确性、实时性、稳定性等方面进行深入研究。

第二章模拟仿真技术在军事系统中的应用2.1 军事训练模拟仿真技术在军事训练中的应用是其最为广泛的领域之一。

通过模拟仿真技术,可以模拟出多种战场环境和敌我双方作战情况,提供更加真实、高效、安全的军事训练环境,能够大幅减少军事演习的成本,并提高军事训练的效果。

2.2 战略决策模拟仿真技术可以模拟出各种紧急情况,使军队领导者可以在一系列真实的虚拟情况下,进行灵活、高效的军事决策。

模拟仿真技术还可以帮助领导者更加全面地考虑各种战元之间的联系和互动,组织新的作战方案,提高战略决策的准确性和效率。

2.3 装备评估模拟仿真技术能够帮助军方对不同装备进行测试评估,并优化省创造新的武器装备。

通过模拟仿真技术,可以模拟出各种装备的使用情况,包括其使用寿命、容错性和可靠性等,提高装备评估的准确性和效率。

此外,模拟仿真技术还能帮助提升新式武器的性能,提高对抗的技术水平。

第三章模拟仿真技术在军事系统中存在的问题3.1 模型真实性不足军事系统包括了多个因素,包括战场环境、武器系统、动态战场等,因此基于现有的仿真模型进行仿真系统建模,容易存在模型真实性不足的问题,进而导致模拟结果不准确。

3.2 可行性问题军事仿真系统通常需要在较短的时间内完成进行仿真的任务,结果的准确率和实时响应更为需要。

因此,军事仿真系统存在大量的计算指令,会直接影响仿真的速度和效率。

战场环境与仿真论文

战场环境与仿真论文

基于虚拟现实技术的战场环境仿真---学员一旅十三队苑金梁3952008013 战争具有很强的实践性特点,指战员的指挥艺术和作战能力,都需要在一定的战争环境中得到锻炼和提高。

战争年代,这种能力可以通过真正的战争实践得以积累,但这种实践是不可重演、不可试验的,其代价也十分高昂。

因此,即使在战争年代,非战时的训练也成为决胜的关键,指导训练的标准就是战争实践本身。

和平时期,军事演习是一种普遍的训练方法,驾驭战争实践的能力是通过各种作战样式的试验来积累和提高。

由于缺少实际战争的检验,各训练样式也就规定着未来作战的样式。

自人类历史上出现战争以来,人们对军事训练的研究都是以对战争规律的学习和探讨为目的,并在训练领域逐渐形成了“作战模拟”这一特殊的研究主题。

作战模拟是对包括战争规律和战争指导规律两个方面在内的战争本质规律的模拟,其首要的一点就是要创造一个贴近实战的训练环境,使得各类受训人员能够在此环境中得到恰如其分的训练。

战场环境是敌对双方作战活动的空间,在现代作战模拟中,要营造一个贴近实战的训练环境,首先就要根据仿真原理来建立一个符合特定的作战训练科目需要的数字化的战场环境,这就是战场环境仿真(Battlefield Environment Simulation)。

战场环境仿真在内容上包括战场感知虚拟现实是二十世纪90年代末出现的一种十分有效的仿真技术,本文将重点讨论如何运用虚拟现实技术来实现战场环境仿真。

一、战场环境的构成战场环境是指作战空间中除人员与武器装备以外的客观环境。

从战争所涉及的客观因素来分析,战场环境应该包含战场地理环境、气象环境、电磁环境和核化环境。

也许,随着网络信息战的形成,战场网络环境也将成为战场环境的一个重要的组成部分。

战场环境具有多维性、互动性的特点。

多维性的含义是:①战场环境是由多个具有自身变化规律的客观环境构成的,上述的四个环境分属于不同的学科领域;②这些客观环境的空间形态是随作战过程而演变的。

战场环境仿真军事应用探析

战场环境仿真军事应用探析

战场环境仿真军事应用探析作者:孙召鹏赵东海李鸿亮来源:《求知导刊》2018年第24期摘要:战场环境仿真是一种新型的战场空间认知手段,它利用虚拟现实技术让人们不仅能够认识战场,还能沉浸于战场、感知战场。

其大量应用于军事训练、新型装备评估、军事医疗,均取得良好效果。

文章对战场环境仿真军事应用进行了分析。

关键词:仿真;战场环境;军事应用一、战场环境仿真的理论和技术支持1.现代地图学是战场环境仿真技术提出的理论基础随着科技发展及人们认识水平的提高,地图的表现形式也在不断发展变化。

首先是传统的二维地图,为人们分析、掌握地理空间信息提供了基本工具,但缺乏立体感、真实感;继而出现了沙盘、立体地图,表现形式更加接近真实,但用户无身临其境的感受;而现在的仿真战场环境能够让人从听觉、触觉全方位真实感受战场。

因此,战场环境仿真作为一种新型的战场空间认知工具,是地图在新技术条件下的新形式。

2.虚拟现实技术是战场环境仿真实现的基本手段虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的仿真系统,能够使用户“沉浸”于模拟环境中,并通过专门设备在这个模拟环境中进行观察、操作、检测,与环境实现自主交互,从而有效扩展人们认识环境的手段。

虚拟环境的设计既可以来自真实世界,也可以来自人对环境的想象和预测,它可将在现实生活中难以遇到的微观、剧变和艰险的环境用虚拟现实技术再现出来,使演练者得到经历和锻炼的机会,快速获得以前要经过十几年甚至几十年才能积累起来的经验,进而提高解决问题的能力。

3.作战训练需求是推动战场环境仿真发展的主要动力在信息化条件下,实施精确作战必须有翔实、精确的战场环境信息来支撑,这就促使了战场环境数字化建设发展,进而为战场环境仿真提供了数据支撑。

另外,未来战争参战兵力多元,战场空间急剧扩大,部队训练保障难度越来越大,平时很难在现实中构建近似实战的环境满足训练需求,这也促使人们探索用仿真手段模拟真实战场,为作战训练提供虚拟的战场环境。

军事训练模拟系统研究

军事训练模拟系统研究

军事训练模拟系统研究
军事训练模拟系统是一种利用计算机技术和虚拟现实技术来模拟军事训练场景并进行训练的系统。

它可以提供逼真的虚拟战场,帮助军事人员在安全的环境中进行训练,提高他们的训练效果和应对能力。

军事训练模拟系统的研究旨在提高军事训练的质量和效率,通过虚拟环境模拟真实的战斗场景,让军事人员能够更好地理解并应对各种战场情况。

它可以模拟各种环境,包括陆地、海洋和空中等,还可以模拟各种作战行动,如步兵作战、坦克作战和飞机作战等。

军事人员可以在虚拟战场中进行战术训练、武器操作和指挥训练,提高他们的战斗技能和指挥能力。

军事训练模拟系统的研究内容包括虚拟战场的建立、虚拟人员的行为模拟、武器系统的模拟和战斗效果的评估等。

需要建立一个真实逼真的虚拟战场,包括地形、天气以及各种建筑物和设施等。

然后,需要对虚拟人员进行行为模拟,使他们能够模拟真实战场中的行为,如移动、射击和对抗等。

还需要模拟各种武器系统,如步枪、坦克和战斗机等,使他们能够在虚拟战场中进行操作和作战。

需要对训练效果进行评估,包括对战斗结果和指挥能力的评估,以及对军事人员的训练效果的评估。

军事训练模拟系统的研究具有重要的意义。

它可以提高军事人员的训练效果和应对能力,使他们能够更好地应对各种复杂的战场情况。

它可以减少训练成本和风险,军队不再需要进行实地训练,从而节省人力、物力和财力。

它可以提供高质量的训练资源,如模拟的战场环境和虚拟的战斗场景等,帮助军事人员进行实战模拟训练。

它还可以提高军事人员的训练体验,通过虚拟现实技术,使他们能够身临其境地感受到真实战场的紧张和刺激。

基于人工智能技术的军事仿真模型和战斗力评估方法的研究与应用

基于人工智能技术的军事仿真模型和战斗力评估方法的研究与应用

基于人工智能技术的军事仿真模型和战斗力评估方法的研究与应用人工智能(Artificial Intelligence,AI)是一种模拟人类智能表现的技术,近年来在各个领域得到了广泛的应用。

在军事领域,人工智能技术的发展也日益受到重视。

其中,军事仿真模型和战斗力评估方法的研究与应用尤为重要。

本文将探讨基于人工智能技术的军事仿真模型和战斗力评估方法的相关研究和应用。

一、军事仿真模型的研究与应用1. 综述军事仿真模型军事仿真模型是一种通过计算机技术对军事行动进行模拟和重现的手段。

人工智能技术的引入使得军事仿真模型更加真实和精确。

例如,人工智能算法可以模拟真实战场中的智能敌对势力,使得军事演练更加贴近实际情况。

2. 基于人工智能的敌情模拟人工智能技术可以被用于敌情模拟,模拟各种不同形态和策略的敌对势力。

通过分析大量的战争历史数据和情报信息,人工智能可以模拟出对手的行为模式和决策方式,从而帮助决策者制定军事战略和战术。

3. 基于人工智能的装备模拟人工智能技术还可以用于军事装备的模拟和评估。

通过人工智能算法,可以模拟出各种各样的武器系统和装备的性能及特点。

这样的仿真模型可以为军队提供仿真实验和训练环境,以及评估各种作战装备的性能优势和弱点。

二、战斗力评估方法的研究与应用1. 综述战斗力评估方法战斗力评估是对军队战斗力的量化和评价,是指标体系的构建和评估模型的建立。

基于人工智能技术的战斗力评估方法可以更加全面地考虑各种因素,提供更精准的评估结果。

2. 基于人工智能的数据分析和决策支持人工智能技术可以处理和分析大量的军事数据,包括作战历史、情报信息和实时数据等。

通过人工智能算法,可以从这些数据中提取有价值的信息,为决策者提供军事指挥和决策支持。

3. 基于人工智能的作战模拟和评估人工智能可以用于建立作战仿真模型,模拟各种不同的作战情景和战术策略。

通过与军队现有作战力量进行对抗,可以评估军队的实际战斗力水平,发现战术和战略上的不足之处,并提出相应的改进方案。

历史仿真实验报告(3篇)

历史仿真实验报告(3篇)

第1篇一、实验背景随着科技的飞速发展,计算机技术在各个领域得到了广泛应用。

为了更好地理解历史事件,还原历史场景,我们开展了一次历史仿真实验。

本次实验旨在通过计算机模拟,探究历史事件的发展过程,加深对历史知识的理解。

二、实验目的1. 通过计算机模拟,还原历史事件的发展过程,了解历史事件背后的原因和影响。

2. 培养学生的历史思维能力和计算机应用能力。

3. 提高学生对历史事件的关注度和兴趣。

三、实验内容本次实验选取了我国历史上的一次重大事件——抗日战争,通过计算机模拟,展示了抗日战争的爆发、发展、胜利的全过程。

四、实验步骤1. 收集抗日战争的相关资料,包括历史背景、主要事件、重要人物等。

2. 利用计算机软件,如Photoshop、3D Max等,制作历史场景、人物形象、战争武器等。

3. 编写程序,实现历史事件的动态展示,包括时间轴、战争地图、人物对话等。

4. 进行实验,观察模拟结果,分析历史事件的发展过程。

五、实验结果与分析1. 抗日战争爆发:1931年9月18日,日本帝国主义发动九一八事变,侵占我国东北三省。

通过模拟,我们了解到,日本帝国主义为了实现其侵略野心,蓄谋已久,九一八事变只是其侵略战争的开始。

2. 抗日战争发展:1937年7月7日,日本帝国主义发动卢沟桥事变,全面侵华战争爆发。

通过模拟,我们观察到,我国国民政府在全国人民的压力下,逐渐转变了对日政策,开始了全面抗战。

3. 抗日战争胜利:1945年8月15日,日本帝国主义宣布无条件投降,抗日战争取得伟大胜利。

通过模拟,我们见证了我国人民在抗日战争中的英勇斗争,以及国际反法西斯联盟的支持。

4. 抗日战争的影响:抗日战争使我国付出了巨大的民族牺牲,但也使我国人民团结一心,民族凝聚力得到了空前的提高。

通过模拟,我们认识到,抗日战争是我国近代史上一次伟大的民族解放战争,对世界反法西斯战争做出了重要贡献。

六、实验总结1. 通过本次实验,我们了解了抗日战争的发展过程,认识到抗日战争的伟大意义。

基于多UAV协同作战的指挥控制与仿真研究

基于多UAV协同作战的指挥控制与仿真研究

基于多UAV协同作战的指挥控制与仿真研究序言近年来,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,简称UAV)技术的快速发展使得无人机在民用和军事领域得到了广泛应用。

尤其是在军事作战中,多UAV协同作战不仅能够提高作战效率,还能减少人员伤亡风险。

本文将针对基于多UAV协同作战的指挥控制与仿真进行深入研究。

第一章多UAV协同作战的背景与意义1.1 多UAV协同作战的背景随着现代战场日趋复杂和多元化,单一UAV的作战能力已经无法满足现代作战的需求。

多UAV协同作战能够提高信息获取、侦察侦查和打击能力,对于实现快速、精确和高效的作战具有重要意义。

1.2 多UAV协同作战的意义多UAV协同作战不仅可以提高作战效率,还能够降低飞行员和地面人员的风险。

通过合理的任务分配和协调,UAV之间可以实现互补和配合,提高整体作战能力,实现战斗力的最大化。

第二章多UAV协同作战的指挥控制原理2.1 多UAV协同作战的指挥结构多UAV协同作战指挥结构主要包括指挥中心、协同控制站和各个UAV之间的通信系统。

指挥中心负责下发作战任务和指令,协同控制站负责对UAV进行实时的指挥和控制,各个UAV通过通信系统实现信息的共享和传输。

2.2 多UAV协同作战的指挥策略多UAV协同作战的指挥策略主要包括任务分配、路径规划和协同打击。

任务分配通过合理的算法将不同任务分配给不同的UAV,路径规划通过优化算法确定UAV的最优路径,协同打击通过协调各个UAV的行动实现目标的快速摧毁。

第三章多UAV协同作战的仿真研究3.1 多UAV协同作战的仿真环境多UAV协同作战的仿真环境包括仿真平台和仿真模型。

仿真平台可以是MATLAB/Simulink、ROS等,仿真模型包括UAV的动力学模型、传感器模型和环境模型。

3.2 多UAV协同作战的仿真实验多UAV协同作战的仿真实验主要包括指挥控制方案的验证和性能评估。

通过设计不同的指令和协同策略,对仿真环境中的UAV进行控制和协调,分析作战效果和性能指标,提出改进方案。

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战场仿真研究的意义、现状及应用前景?悬赏分:0 | 解决时间:2009-5-25 17:38 | 提问者:不同寻常路最佳答案基于虚拟现实技术的战场环境仿真摘要:战场环境是一切军事行动的空间基础,战场环境仿真是目前军事作战模拟领域研究的热点。

本文讨论了战场环境的构成、战场环境仿真的主要内容,重点讨论了虚拟现实技术在战场环境感知仿真中的应用和关键技术。

关键词:战场环境,战场环境仿真,虚拟现实战争具有很强的实践性特点,指战员的指挥艺术和作战能力,都需要在一定的战争环境中得到锻炼和提高。

战争年代,这种能力可以通过真正的战争实践得以积累,但这种实践是不可重演、不可试验的,其代价也十分高昂。

因此,即使在战争年代,非战时的训练也成为决胜的关键,指导训练的标准就是战争实践本身。

和平时期,军事演习是一种普遍的训练方法,驾驭战争实践的能力是通过各种作战样式的试验来积累和提高。

由于缺少实际战争的检验,各训练样式也就规定着未来作战的样式。

自人类历史上出现战争以来,人们对军事训练的研究都是以对战争规律的学习和探讨为目的,并在训练领域逐渐形成了“作战模拟”这一特殊的研究主题。

作战模拟是对包括战争规律和战争指导规律两个方面在内的战争本质规律的模拟[1],其首要的一点就是要创造一个贴近实战的训练环境,使得各类受训人员能够在此环境中得到恰如其分的训练[2]。

战场环境是敌对双方作战活动的空间,在现代作战模拟中,要营造一个贴近实战的训练环境,首先就要根据仿真原理来建立一个符合特定的作战训练科目需要的数字化的战场环境,这就是战场环境仿真(Battlefield Environment Simulation)。

战场环境仿真在内容上包括战场感知虚拟现实是二十世纪90年代末出现的一种十分有效的仿真技术,本文将重点讨论如何运用虚拟现实技术来实现战场环境仿真。

1.战场环境仿真概述1.1 战场环境的构成战场环境是指作战空间中除人员与武器装备以外的客观环境。

从战争所涉及的客观因素来分析,战场环境应该包含战场地理环境、气象环境、电磁环境和核化环境。

也许,随着网络信息战的形成,战场网络环境也将成为战场环境的一个重要的组成部分。

战场环境具有多维性、互动性的特点。

多维性的含义是:①战场环境是由多个具有自身变化规律的客观环境构成的,上述的四个环境分属于不同的学科领域;②这些客观环境的空间形态是随作战过程而演变的。

互动性的含义是:上述环境之间互有影响,其中,地形环境是其他环境的物理依托,是可以进行空间定位和加载各种作战信息的基础。

如图1所示,战场环境中,气象环境与地理环境互有影响,气象环境具有地缘特点,如不同的地理位置具有热带、亚热带等气象特征,而气象环境会影响地理环境,如流水侵蚀地貌、冰川地貌的形成,雨天和晴天对地面土质有影响,进而影响行军速度;地理环境和气象环境都对电磁环境的形成有重大影响,不仅规定了电子设施的分布,还决定着电磁波的传递范围和受气象干扰的程度;战场核化环境的形成,与核设施的地理位置及其周围的环境有关,核污染的区域的形成和发展与地理环境和气象环境密切相关。

1.2 战场环境仿真及其描述方式战场环境仿真是指运用仿真技术来描述战场环境。

仿真(Simulation)是通过系统模型的实验来研究一个存在的或设计中的系统。

计算机仿真(也称数学仿真)是指借助计算机,用系统的模型对真实系统或设计中的系统进行试验,以达到分析、研究与设计该系统的目的[3]。

在这里,系统是指为了达到某种目的的一组具有特定功能、彼此相互联系的若干要素的有机整体。

对一个系统的仿真涉及三个要素:系统、系统模型、计算机,而联系这三个要素的基本活动是:模型建立、仿真模型建立和仿真实验[4](如图2所示)。

如果把战场环境作为一个战场空间系统来看待,其特定功能就是构成战场的空间载体和物理条件,战场环境中各类环境的相互关系则构成这个空间载体的有机整体。

运用计算机实现战场环境仿真,首先需要把战场环境数字化,即建立战场环境模型,数字地图就是一种典型的战场环境模型。

这种模型具备通用性,但往往不能满足一些特殊的需求,例如现代作战模拟由于仍沿袭兵棋的推演方式,需要把地形环境数据按一定分辨率处理成按格网存储的数据,而且这些数据还随着作战过程的展开而动态变化。

这种把战场环境模型处理成符合作战模拟使用的模型的过程,就是战场环境的二次建模(仿真建模)。

经过二次建模处理的战场环境模型,就可以用于计算机作战模拟。

为了保证作战模拟结果的准确、可靠,要求战场环境模型具有一定的精确性,这就需要通过仿真实验对模型进行检验(验模)。

根据战场环境仿真在作战模拟中的用途,可以将其区分为数据仿真和感知仿真两种描述方式。

数据仿真主要用于仿真对抗和作战评估,此时,战场环境数据是提供给电脑“认识”战场使用,不妨把由基本的战场环境数据转化成计算机能够识别的战场环境模型的过程称为“战场模型化”。

感知仿真主要是针对指挥作业和训练模拟,即通过战场视景、声效等要素来展现战场环境,指挥员通过一定的操作界面来感知战场环境,达到辅助现地勘察、掌握态势和辅助决策等目的,这种“战场感知化”的结果,是供人脑认识战场使用的。

战场环境的数据仿真和感知仿真都是以数字化战场环境为基础,在实际应用中,这两种仿真描述方式互为作用,根据模型驱动而改变的数据仿真通过感知化展现给参训人员,而参训人员通过人机交互可以改变数据仿真的结果。

图3表述了战场环境仿真两种描述方式之间的关系。

由于篇幅所限,本文只对战场环境的感知仿真的内容与关键技术加以讨论。

1.3 战场环境感知仿真的主要内容感知仿真的目的是通过直观地展现战场环境来充分训练参训人员的指挥决策能力。

其内容包括对战场环境的视觉、听觉、触觉等多种感觉通道的仿真。

视觉仿真通常也称“战场可视化”,是感知仿真中的一种主要形式,就是将战场环境中可见的(如地形、地物)和不可见的(如电磁场、潮汐流场)要素以立体的、三维的或二维的图形图像表达出来。

听觉仿真是指通过对战场中各作战单元的声音(音效、音量和音位)的模拟来营造战场气氛。

触觉仿真是指通过对人机交互设备的操作来实现人与环境的交流,这是使参训人员产生临场感的重要手段。

这种通过多感觉通道的模拟来实现临场感觉的技术就是虚拟现实技术。

与传统的通过地图、实物沙盘或影像资料等来了解战场的认知方式相比,在这样的系统中,参训人员就由旁观者转变为参与者,可以主动地在逼真的环境中进行探索,从而大大地提高战场认知的效率。

2.虚拟现实与战场环境感知仿真2.1 虚拟战场环境在感知仿真中的应用虚拟现实(VR)这一术语诞生于上世纪80年代末,是指由计算机生成的具有临场感觉的环境[5][6],实现这种环境的技术称为虚拟现实技术。

军事部门是这项技术的资助者和的最先用户,而且主要用于军事训练。

1988年,NASA与美国国防部共同支持研制了一个虚拟界面环境工作站VIEW(Virtual Interface Environment Workstation),该工作站由一台HP-9000计算机、一副数据手套、一个液晶头盔显示器和一套语音识别系统构成,用户可以从中看到立体图像、听到三维声、可发出口头命令、可伸手捉取由计算机生成的虚拟物体,这是世界上第一套虚拟现实系统[7]。

此后虚拟现实技术及其产品得到飞速发展,并形成了产业,据简氏信息集团(Jane’s Information Group)的一份特别报告统计[8],到了2000年,从事与训练模拟相关的虚拟现实产品制作的公司已多达800多家,其市场将由2000年的400亿美元发展到2010年的650亿美元。

虚拟现实产品在作战模拟领域得到广泛的应用,且多数涉及战场环境仿真。

运用虚拟现实技术实现战场环境仿真,其目的就是构成多维的、可感知的、可度量的、逼真的虚拟战场环境,借此提高参训人员对战场环境的认知效率。

主要用于仿真对抗、导调监控、装备操作、参谋作业训练等。

虚拟战场环境可以为计算机作战推演、半实兵演习、实兵演习提供与实际演习区域的仿真环境,也可以为特定的训练科目拟构出典型的训练环境(在现实中并不存在)。

借助于虚拟战场环境,可以训练指挥员的指挥决策能力、参谋人员的业务能力、装备操作人员的操作能力。

例如,美军从1984年开始研制的基于网络的分布式坦克训练模拟系统SIMNET,就将美国本土及欧州的10个地区作战环境置于系统之内。

到了90年,已使200辆装甲车辆可异地参加统一指挥的可交互的模拟演练。

每个模拟器以美国的M1主战坦克为单位,提供作战区域内精确的地形起伏、植被、道路、建筑物、桥梁等信息。

坦克手可以在模拟器中看到由计算机实时生成的战场环境以及其他战车图像。

1991年,美国为海湾战役“东经73”计划的实施提供了一套供M1A1主战坦克使用的战场环境仿真系统,将伊拉克的沙漠环境用三幅大屏幕展现在参战者面前,进行身临其境的战场研究,为最终取胜打下了关键的基础。

荷兰1992年完成的毒刺导弹训练器(VST)是虚拟现实技术用于单兵武器模拟设备的代表作,它在头盔内形成一个空间动态立体场景;随操作者的头部动作而相应改变场景,以训练操作者对付敌方飞行器的机动能力和瞄准能力,予先制备的VCD盘提供各种作战环境相应的音响效果[9]。

1997年,洛克希德?马丁Vought公司为美国海军航空兵训练系统项目办公室开发了一套实战演习系统TOPSCENE(战术操作实况)。

这是一个综合运用军事测绘成果和虚拟现实技术的装备,被广泛应用于海军、海军陆战队、陆军和空军,已配备100多套。

该系统运用SGI图形工作站(最高配置为ONYX2、4个R1000CPU)来处理图像数据,在高配置下,每秒能产生30帧详细、逼真的高分辨率战场图像。

系统可以模拟各种地形要素、不同的气象条件,还可仿真带有夜视仪、红外显示器或合成孔径雷达显示效果的夜间战斗过程。

2.2虚拟战场环境系统的基本构成虚拟战场环境系统由软件系统、数据库系统和硬件系统三部分构成。

其软件系统主要包括战场环境建模软件、场景纹理生成与处理软件、立体图像生成软件、观察与操作控制软件、分析应用GIS软件等;数据库系统主要包括战场地图数据库、三维环境模型数据库、武器装备数据库、环境纹理影像数据库、应用专题数据库等;硬件系统主要包括计算机、声像处理系统、感知系统(显示设备、立体观察装置、人机操纵装置)等。

根据虚拟战场环境的应用需求,以上三个部分就有不同的组合方式,进而构成不同的应用系统。

就军事应用而言,虚拟战场环境主要有多人共享式和单兵沉浸式两种应用模式,相应地,虚拟战场环境系统就有多人共享式和单兵沉浸式两种构成,其主要区别在于立体图像的显示与观察方式以及对场景的控制方式上。

(1)多人共享式。

在作战指挥以及大多数作战模拟与训练中,指挥和参谋人员往往需要围绕同一个战场环境来研讨作战方案、评估作战效果。

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