摘要：本文介紹了基于HLA電子對(duì)抗仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，指揮員可根據(jù)不同需要添加或刪減模塊以達(dá)到自己的目的。
關(guān)鍵詞：電子對(duì)抗；仿真；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；HLA
Design of Efficiency Analysis System for EW Based on HLA Jun Li（Electronic and Engineering Institute of PLA，Hefei，Anhui，230037）Abstract：The idea for design of efficiency analysis system for EW based on HLA is introduced. System is designed in modularization mode and commanders can append or delete modules to achieve their aims according to demands.
Keywords：Electronic Countermeasure；Emulate；System Design；HLA
1、引言
仿真是利用相似原理，以電子計(jì)算機(jī)為工具，對(duì)相關(guān)對(duì)象建立系統(tǒng)模型，并對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的技術(shù)。系統(tǒng)模型有物理模型、數(shù)學(xué)模型和物理—數(shù)學(xué)模型。與之相對(duì)應(yīng)的有物理仿真（實(shí)物仿真）、數(shù)學(xué)仿真（計(jì)算機(jī)仿真）和半物理仿真（半實(shí)物仿真）。是作戰(zhàn)模擬和武器系統(tǒng)研制的重要技術(shù)方法和手段。
開展電子對(duì)抗仿真研究的目的，就是要利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的可控制性、可重復(fù)性、無破壞性、安全性、經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，為研究、分析和評(píng)估電子對(duì)抗技術(shù)與裝備提供軟硬件平臺(tái)環(huán)境，為電子對(duì)抗裝備研究、論證、研制、裝備建設(shè)和部隊(duì)使用提供現(xiàn)代化的、科學(xué)的試驗(yàn)驗(yàn)證手段。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大規(guī)模并行處理技術(shù)、多媒體技術(shù)、面向?qū)ο蟮募夹g(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和開放系統(tǒng)技術(shù)日益成熟，仿真技術(shù)得到很大的發(fā)展，分布交互仿真式（DIS）在軍事領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。它采用協(xié)調(diào)一致的結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和數(shù)據(jù)庫(kù)，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將分散配置的武器裝備仿真硬件、軟件綜合成一個(gè)人可以參與交互作用的時(shí)空一致的共用仿真環(huán)境。隨著新軍事技術(shù)的發(fā)展，DIS在技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)方面都有一定局限。為了增強(qiáng)仿真的重用性和互操作性，在 DIS技術(shù)的基礎(chǔ)上，美國(guó)國(guó)防部為整個(gè)國(guó)防領(lǐng)域的建模與仿真活動(dòng)建立了一個(gè)通用技術(shù)框架，其中高層體系結(jié)構(gòu)（HLA，High LevelArchitecture）是核心內(nèi)容，它與任務(wù)空間模型和其他一些數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)一起，被認(rèn)為是下一代分布交互仿真系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。HLA能夠有效地支持仿真重用和仿真互操作，為電子對(duì)抗系統(tǒng)仿真試驗(yàn)提供了一個(gè)新的思路。
2、LA規(guī)范和RTI簡(jiǎn)介
高層體系結(jié)構(gòu)HLA（High Level Architecture）是美國(guó)國(guó)防部于1995年提出的一個(gè)新的仿真技術(shù)框架，HLA的結(jié)構(gòu)如圖1所示：其結(jié)構(gòu)規(guī)范定義由三部分組成，分別為：
（1）規(guī)則（Rules）
（2）對(duì)象模型模板（OMT：Object Model Template）
（3）接口規(guī)范（Interface Specification）
按照HLA的規(guī)則規(guī)定，所有的聯(lián)邦和聯(lián)邦成員必須按照對(duì)象模型模板（OMT）提供各自的對(duì)象模型，即
聯(lián)邦對(duì)象模型（FOM：Federation Object Model）和聯(lián)邦成員的仿真對(duì)象模型（SOM：Simulation Object Model）。OMT的作用就是提供一種標(biāo)準(zhǔn)的文檔化的格式來描述聯(lián)邦及其成員的對(duì)象模型信息，便于重用。
FOM和SOM被存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，作為建模和仿真資源庫(kù)的一部分，供聯(lián)邦執(zhí)行開發(fā)過程使用或重用。
一個(gè)聯(lián)邦中的各個(gè)成員之間的交互作用是通過HLA中一個(gè)重要部件-運(yùn)行支撐架構(gòu)（RTI：Run TimeInfrastructure）提供的服務(wù)來實(shí)現(xiàn)的，即在一個(gè)聯(lián)邦的執(zhí)行過程中，所有的聯(lián)邦成員應(yīng)該按照HLA的接口規(guī)范說明所要求的方式同 RTI進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)成員間的交互作用。聯(lián)邦成員可視為由若干個(gè)對(duì)象構(gòu)成，聯(lián)邦成員之間的交互是通過RTI提供的服務(wù)來實(shí)現(xiàn)的。RTI猶如軟主板，滿足規(guī)定要求的各仿真軟件及其管理實(shí)體都可以象插件一樣插入到軟主板上。RTI是聯(lián)邦運(yùn)行的核心，RTI提供以下六大類服務(wù)：
（1）聯(lián)邦管理：主要提供管理聯(lián)邦運(yùn)行的服務(wù)，如創(chuàng)建、動(dòng)態(tài)控制、修改和刪除聯(lián)邦執(zhí)行等；
（2）聲明管理：提供服務(wù)使聯(lián)邦成員聲明它們希望創(chuàng)建和接收的狀態(tài)和交互信息；
（3）數(shù)據(jù)分發(fā)管理：其目的是限制一個(gè)大規(guī)模聯(lián)邦中成員接收信息的范圍，一方面可減少成員處理的數(shù)據(jù)量，另一方面可減少網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量；
（4）對(duì)象管理：提供聲明管理中描述的各類對(duì)象實(shí)例的控制服務(wù)，如創(chuàng)建、刪除對(duì)象，以及更新對(duì)象狀態(tài)信息和交互信息等服務(wù)；
（5）所有權(quán)管理：提供聯(lián)邦成員間轉(zhuǎn)換對(duì)象屬性的所有權(quán)控制，用于處理屬性所有權(quán)的遷移和接收；
（6）時(shí)間管理：時(shí)間管理服務(wù)的目的是保證RTI能在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間以適當(dāng)?shù)姆绞胶晚樞驅(qū)碜猿蓡T的事件轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的成員。
3、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
基于HLA的電子對(duì)抗仿真系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)不但要充分利用HLA的優(yōu)勢(shì)，而且要體現(xiàn)出電子對(duì)抗仿真系統(tǒng)與其他仿真系統(tǒng)的特殊性。系統(tǒng)的框圖如圖2所示。
3.1運(yùn)行支撐系統(tǒng)RTI
運(yùn)行支撐系統(tǒng)RTI主要提供一個(gè)仿真軟件環(huán)境，它能將符合仿真要求的對(duì)象連接起來，完成對(duì)象之間的交互，RTI是仿真平臺(tái)運(yùn)行的核心，為仿真平臺(tái)提供如下功能：用戶登錄；管理各種仿真子模塊；對(duì)象類的操作,包括創(chuàng)建新的對(duì)象、刷新對(duì)象、修改對(duì)象屬性、刪除對(duì)象等；仿真時(shí)間的管理；負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收等。
3.2仿真管理與支持系統(tǒng)
仿真管理與支持系統(tǒng)包括作戰(zhàn)想定模塊、效果評(píng)估模塊、戰(zhàn)場(chǎng)場(chǎng)景生成模塊組成。3.2.1作戰(zhàn)想定模塊作戰(zhàn)想定模塊的作用是根據(jù)指揮員的意圖、態(tài)勢(shì)以及作戰(zhàn)發(fā)展情況開制定相應(yīng)的作戰(zhàn)想定。3.2.2效能評(píng)估模塊效能評(píng)估可以按以下兩種方式體現(xiàn)：一種是直接影響作戰(zhàn)行動(dòng)的發(fā)生。例如由于作戰(zhàn)指揮通信受到干擾而中斷，使上級(jí)對(duì)下級(jí)的作戰(zhàn)命令不能按時(shí)下達(dá)，以致貽誤戰(zhàn)機(jī)；炮兵召喚通信受干擾而中斷，無法實(shí)施炮火支援；炮位偵察校射雷達(dá)受干擾而無法工作時(shí)，炮兵單位不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)對(duì)方炮兵陣地并進(jìn)行炮火反擊等；另一種是間接影響作戰(zhàn)行動(dòng)的結(jié)果。主要是指由于電子干擾作用，削弱了敵方電子設(shè)備的正常作戰(zhàn)效能而影響了作戰(zhàn)結(jié)果。如對(duì)炮位偵察校射雷達(dá)的干擾，使敵方炮彈單發(fā)命中率下降；對(duì)活動(dòng)目標(biāo)偵察雷達(dá)的干擾使其喪失先敵開火的優(yōu)勢(shì)；對(duì)警戒雷達(dá)的干擾使其有效探測(cè)區(qū)縮小或在干擾方向撕開一缺口，以便我方空襲編隊(duì)突襲；對(duì)某個(gè)單位對(duì)上對(duì)下通信的干擾，使其戰(zhàn)斗力指數(shù)降低等。
3.2.3態(tài)勢(shì)顯示模塊
電子戰(zhàn)不同于傳統(tǒng)作戰(zhàn)樣式，傳統(tǒng)的作戰(zhàn)樣式能夠借助于可視的實(shí)物進(jìn)行作戰(zhàn)，其現(xiàn)象本身是可視的；而電子戰(zhàn)借助于無形的電磁波進(jìn)行作戰(zhàn)，其現(xiàn)象是不可視的。所以為了能使無形的電子對(duì)抗以形象、直觀、定量的形式展示出來，有助于指揮員加深對(duì)電子對(duì)抗這種作戰(zhàn)手段的理解，該系設(shè)計(jì)了態(tài)勢(shì)顯示模塊、頻譜顯示模塊以及狀態(tài)顯示模塊。態(tài)勢(shì)顯示模塊以數(shù)字電子地圖為“背景”，將電子對(duì)抗的作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)和效能分為八種圖形進(jìn)行顯示，這八種圖形分別為對(duì)空警戒雷達(dá)區(qū)域、對(duì)海警戒雷達(dá)區(qū)域、對(duì)空預(yù)警雷達(dá)區(qū)域、對(duì)海預(yù)警雷達(dá)區(qū)域、地面引導(dǎo)通信區(qū)域、預(yù)警引導(dǎo)通信區(qū)域、壓制干擾區(qū)域、空中箔條干擾區(qū)域；頻譜顯示模塊實(shí)時(shí)顯示各種偵察頻率（段）、干擾頻率（段）、保護(hù)頻段以及可用頻率等信息，使無形的電磁信號(hào)一目了然；狀態(tài)顯示模塊主要是輔助態(tài)勢(shì)和頻譜顯示，將一些不便用圖像和頻譜傳達(dá)的信息通過列表的形式表現(xiàn)出來。
3.3模型系統(tǒng)
模型系統(tǒng)提供電子對(duì)抗軍事應(yīng)用模型的管理與運(yùn)行控制。其中包括各種電子對(duì)抗模型，如：雷達(dá)對(duì)抗模型、通信對(duì)抗模型、光電對(duì)抗模型、衛(wèi)星對(duì)抗模型、電子防御模型等。模型系統(tǒng)在邏輯上模型庫(kù)是各種模型的集合，在軟件內(nèi)容上則是由許多計(jì)算機(jī)內(nèi)的程序模塊組成。他們應(yīng)該是以一種組件的形式存在（COM、DLL），相互之間可以調(diào)用、組合，以滿足不同情況的需要。但如何建立電子對(duì)抗作戰(zhàn)模擬模型直接影響到作戰(zhàn)效能的定量分析，以及電子對(duì)抗的作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)和效果。
3.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫(kù)是進(jìn)行電子對(duì)抗效能分析的基礎(chǔ)，是按一定結(jié)構(gòu)組織在一起的有關(guān)電子對(duì)抗數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)包括：作戰(zhàn)計(jì)劃數(shù)據(jù)庫(kù)、平臺(tái)軌跡數(shù)據(jù)庫(kù)、雷達(dá)對(duì)抗數(shù)據(jù)庫(kù)、通信對(duì)抗數(shù)據(jù)庫(kù)、作戰(zhàn)指揮數(shù)據(jù)庫(kù)以及裝備識(shí)別數(shù)據(jù)庫(kù)等，各部分的具體功能如下所列。
作戰(zhàn)計(jì)劃數(shù)據(jù)庫(kù)：描述作戰(zhàn)前的想定，通過地面作戰(zhàn)支援設(shè)備制定的預(yù)定航線、干擾陣位、掩護(hù)區(qū)域和進(jìn)攻區(qū)域等內(nèi)容。
平臺(tái)軌跡數(shù)據(jù)庫(kù)：作戰(zhàn)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)軌跡，以時(shí)間為序存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
雷達(dá)對(duì)抗數(shù)據(jù)庫(kù)：包括雷達(dá)對(duì)抗偵察、雷達(dá)干擾以及雷達(dá)對(duì)抗目標(biāo)分配數(shù)據(jù)等。
通信對(duì)抗數(shù)據(jù)庫(kù)：包括通信對(duì)抗偵察（定頻偵察和跳頻偵察）、通信干擾（點(diǎn)頻干擾、跳頻干擾和阻塞干擾）等。
作戰(zhàn)指揮數(shù)據(jù)庫(kù)：作戰(zhàn)指揮員對(duì)雷達(dá)對(duì)抗、通信對(duì)抗所下達(dá)的指揮命令數(shù)據(jù)等。裝備識(shí)別數(shù)據(jù)庫(kù)：包括敵我雙方雷達(dá)、電臺(tái)及電子對(duì)抗（電子戰(zhàn)）裝備等。
4、系統(tǒng)工作流程
系統(tǒng)總的工作流程分為三部分，分別為仿真前期、仿真中期、仿真后期。如圖3所示。
其中：仿真前期包括初始化、作戰(zhàn)想定設(shè)定、數(shù)據(jù)庫(kù)管理等；仿真后期包括狀態(tài)顯示、態(tài)勢(shì)推演過程與仿真結(jié)果顯示、分析評(píng)估結(jié)論等；仿真中期主要由綜合仿真系統(tǒng)構(gòu)成、作戰(zhàn)對(duì)象仿真系統(tǒng)、我軍作戰(zhàn)武器裝備仿真系統(tǒng)和綜合數(shù)據(jù)庫(kù)等組成，用于完成電子對(duì)抗運(yùn)用的綜合仿真運(yùn)行、計(jì)算與處理等。
5、結(jié)束語(yǔ)
本文主要介紹一種設(shè)計(jì)思想，以便將無形的電磁態(tài)勢(shì)在基于HLA的基礎(chǔ)上以形象直觀的形式顯現(xiàn)出來，有助于指揮員加深對(duì)電子對(duì)抗這種作戰(zhàn)手段的理解、戰(zhàn)術(shù)的運(yùn)用以及輔助作出正確的決策。這不僅可以減少軍費(fèi)開支，還可以重復(fù)推演，直至得到期望目標(biāo)。由于整個(gè)系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)計(jì)，各模塊間相對(duì)比較獨(dú)立，因此，可根據(jù)不同需求增加所關(guān)心的內(nèi)容，以達(dá)到自己研究的目的。
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