復雜電磁環境下裝甲通信對抗仿真訓練系統的設計與實現

汲雪飛，王振楠，那丹彤

（裝甲兵技術學院電子工程系，吉林長春 130117）

復雜電磁環境下裝甲通信對抗仿真訓練系統的設計與實現

汲雪飛，王振楠，那丹彤

（裝甲兵技術學院電子工程系，吉林長春 130117）

針對當前裝甲部隊開展復雜電磁環境下通信對抗實裝訓練面臨的諸多難題，提出開發一套復雜電磁環境下裝甲通信對抗模擬訓練系統。在系統分析裝甲通信面臨的復雜電磁環境威脅及裝甲通信對抗一般過程的基礎上，設計系統的功能需求及成員結構關系，并通過基于HLA的分布式仿真技術將其具體實現。系統具有較好的擴展性和重用性，滿足裝甲部隊開展訓練需要。

復雜電磁環境；通信對抗；仿真訓練系統；HLA

裝甲通信是裝甲部隊遂行軍事任務的重要環節，是保證各級作戰指揮通暢順利的前提。當前，裝甲通信設備面臨的戰場電磁環境日趨復雜，迅猛發展的電子干擾技術更是戰場裝甲通信的致命威脅。因此，采取有效的技術、戰術手段，抵御敵方電磁干擾威脅，保證復雜電磁環境下的正常通信，成為當前裝甲部隊所面臨的重要訓練科目和研究課題。針對目前部隊需求和普遍存在的問題，筆者提出設計一種可擴展的、主要用于復雜電磁環境下裝甲通信對抗演練的仿真訓練系統，詳細分析了該系統的功能及成員組成，并通過基于HLA下的分布式仿真技術將其具體實現。

1 裝甲通信及對抗的一般過程

分析裝甲通信所面臨的復雜電磁環境的構成要素，是設計實現仿真電磁環境的基礎。通過對裝甲通信受電磁輻射影響因素分析［1］，總結裝甲通信所面臨的復雜電磁環境的主要構成要素如圖1所示。

1．1 通信過程

在復雜電磁環境下裝甲通信的示意圖如圖2所示。

其一般過程是：通過設置通信參數，電臺A與電臺B建立通信聯系；進行通信時，其中一方發射語音信號而另一方接收，接收電臺將該信號解調并輸出語音。在此過程中，復雜電磁環境所產生頻率、強度各異的多種電磁信號也一并被接收天線接收，如果不進行濾波的話，這些電磁信號會隨語音信號一起被解調然后輸出，在輸出端可表現為多種類型的噪聲，影響通信質量。

1．2 對抗過程

同樣，在復雜電磁環境下進行裝甲通信對抗的示意圖如圖3所示。

圖1 裝甲通信所面臨的復雜電磁環境構成

圖2 復雜電磁環境下裝甲通信示意圖

圖3 復雜電磁環境下裝甲通信對抗示意圖

其一般過程是：在進行上述通信時，如果有干擾設備對通信過程進行干擾，干擾信號進入接收電臺，會進一步嚴重降低通話質量，甚至導致通信中斷；對此，可采取必要的干擾對抗措施，使干擾的影響降低甚至失效，保證通信的暢通。

2 系統的設計思路

2．1 功能分析

綜合考慮上述內容和對當前部隊開展復雜電磁環境下裝甲通信對抗訓練的需求分析，該仿真系統全程模擬電臺通信及對抗的流程，并支持系統成員的擴展和重用，其具備的主要功能包括：

1）通過計算機仿真技術，模擬復雜電磁環境生成，逼真模擬電臺通信、干擾實施及對抗的現實流程；

2）圍繞訓練內容，制定通信對抗訓練計劃，根據計劃設置參訓裝備及其位置，并能根據訓練進度實時進行導調；

3）系統根據部隊訓練規模和需要對系統規模和功能成員進行擴展。

2．2 成員結構［2－4］

基于系統的功能分析，將系統構成規劃為前臺成員和后臺成員兩大部分，其中，前臺成員主要用于系統模擬功能刻畫以及戰場電磁態勢顯示等；后臺成員主要用于系統成員控制、維護和數據、信息的底層交互等。

前臺成員主要包括：電臺成員、干擾成員、態勢顯示成員和技、戰術導調成員；

后臺成員主要包括：系統管理與維護成員、復雜電磁環境生成與控制成員和數據庫成員。根據不同成員的參數、功能和成員間的數據交互關系，設計其成員結構如圖4所示。

圖4 復雜電磁環境下裝甲通信對抗仿真訓練系統的成員結構

3 系統的實現

3．1 軟件實現

根據系統設計思路及系統仿真需求，仿真系統采用基于HLA的分布式仿真技術設計實現［5－6］，其軟件體系結構如圖5所示。

該結構將系統抽象為符合HLA規范下的裝甲通信對抗聯邦，將成員間的數據交互關系抽象為聯邦對象間的公布－訂購關系，所有成員都通過規范的接口與聯邦運行底層支撐環境－RTI連接，將數據交互過程統一在RTI上實現。采用VC＋＋編程開發各成員，其中態勢顯示成員還使用了Map X控件技術進行地圖及電磁態勢圖上相關元素的開發。

3．2 硬件支撐

根據軟件應用目的和系統運行需要，采用局域網技術實現系統硬件環境搭建，其硬件結構如圖6所示。其中，各成員分別由搭載相應功能軟件的計算機實現，所有成員及RTI服務器通過網線與交換機連接；進行數據交互時，數據流經網線送至交換機再統一傳輸至RTI服務器，由RTI根據預先設置的公布－訂購關系，將數據送至對應成員。這樣，保證了數據交互規范有序進行，并節省了網絡流量，避免網路堵塞，提高了傳輸效能。

圖5 系統軟件結構

圖6 系統硬件結構

3．3 工作流程

系統的概略工作流程如圖7所示。其中，系統管理與維護成員負責仿真聯邦的創建、仿真步長推進、仿真成員管理、仿真開始／暫停／結束以及仿真聯邦的注銷；復雜電磁環境生成與控制成員和態勢顯示成員分別負責戰場電磁環境和態勢顯示的初始化及更新；各前臺功能成員直接參與通信對抗訓練過程，通過RTI進行數據實時交互，及時更新屬性。另外，在系統仿真過程中，可以通過復雜電磁環境生成與控制成員和態勢顯示成員調用數據庫中的歷史數據，實現仿真數據的重用和仿真歷史回放。

4 結 語

圖7 系統工作流程

系統通過模擬復雜電磁環境下電臺通信、干擾施加、對抗生效等裝甲通信對抗內容，可滿足裝甲部隊開展復雜電磁環境下通信對抗訓練一般科目的需要，并可大幅縮減訓練經費和人力物力投入。由于采用基于HLA的體系結構，系統避免了傳統分布式仿真存在的數據交互流龐雜冗余、網絡利用率低等問題，使大規模仿真訓練成為可能；且系統成員擴展性和重用性強，仿真系統的功能和規模都可以根據訓練需要進行進一步的擴充。

［1］ 王汝群．戰場電磁環境［M］．北京：解放軍出版社，2006．

［2］ 馮加建，武 斌，肖曠林．基于HLA的海軍通信指揮訓練仿真系統軟件集成研究［J］．指揮控制與仿真，2008，30（6）：90－92．

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TP391．9

A

1008－1542（2011）07－0136－03

2011－06－20；責任編輯：王士忠

汲雪飛（1976－），女，吉林長春人，碩士，主要從事戰場電磁環境、戰場電磁兼容方面的研究。