摘要：本文介紹了基于HLA電子對抗仿真系統設計的基本思路。系統采用模塊化設計，指揮員可根據不同需要添加或刪減模塊以達到自己的目的。

關鍵詞：電子對抗；仿真；系統設計；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

 

仿真是利用相似原理，以電子計算機為工具，對相關對象建立系統模型，并對其進行實驗研究的技術。系統模型有物理模型、數學模型和物理—數學模型。與之相對應的有物理仿真（實物仿真）、數學仿真（計算機仿真）和半物理仿真（半實物仿真）。是作戰模擬和武器系統研制的重要技術方法和手段。

開展電子對抗仿真研究的目的，就是要利用計算機仿真技術的可控制性、可重復性、無破壞性、安全性、經濟性等特點與優勢，為研究、分析和評估電子對抗技術與裝備提供軟硬件平臺環境，為電子對抗裝備研究、論證、研制、裝備建設和部隊使用提供現代化的、科學的試驗驗證手段。

隨著科學技術的發展，大規模并行處理技術、多媒體技術、面向對象的技術、網絡通信技術和開放系統技術日益成熟，仿真技術得到很大的發展，分布交互仿真式（DIS）在軍事領域得到廣泛的應用。它采用協調一致的結構、標準、協議和數據庫，通過計算機網絡將分散配置的武器裝備仿真硬件、軟件綜合成一個人可以參與交互作用的時空一致的共用仿真環境。隨著新軍事技術的發展，DIS在技術和體系結構方面都有一定局限。為了增強仿真的重用性和互操作性，在 DIS技術的基礎上，美國國防部為整個國防領域的建模與仿真活動建立了一個通用技術框架，其中高層體系結構（HLA，High LevelArchitecture）是核心內容，它與任務空間模型和其他一些數據標準一起，被認為是下一代分布交互仿真系統標準。HLA能夠有效地支持仿真重用和仿真互操作，為電子對抗系統仿真試驗提供了一個新的思路。

高層體系結構HLA（High Level Architecture）是美國國防部于1995年提出的一個新的仿真技術框架，HLA的結構如圖1所示：其結構規范定義由三部分組成，分別為：

（1）規則（Rules）

（2）對象模型模板（OMT：Object Model Template）

（3）接口規范（Interface Specification）

按照HLA的規則規定，所有的聯邦和聯邦成員必須按照對象模型模板（OMT）提供各自的對象模型，即

聯邦對象模型（FOM：Federation Object Model）和聯邦成員的仿真對象模型（SOM：Simulation Object Model）。OMT的作用就是提供一種標準的文檔化的格式來描述聯邦及其成員的對象模型信息，便于重用。

FOM和SOM被存入相應的數據庫中，作為建模和仿真資源庫的一部分，供聯邦執行開發過程使用或重用。

 

一個聯邦中的各個成員之間的交互作用是通過HLA中一個重要部件-運行支撐架構（RTI：Run TimeInfrastructure）提供的服務來實現的，即在一個聯邦的執行過程中，所有的聯邦成員應該按照HLA的接口規范說明所要求的方式同 RTI進行數據交換，實現成員間的交互作用。聯邦成員可視為由若干個對象構成，聯邦成員之間的交互是通過RTI提供的服務來實現的。RTI猶如軟主板，滿足規定要求的各仿真軟件及其管理實體都可以象插件一樣插入到軟主板上。RTI是聯邦運行的核心，RTI提供以下六大類服務：

（1）聯邦管理：主要提供管理聯邦運行的服務，如創建、動態控制、修改和刪除聯邦執行等；

（2）聲明管理：提供服務使聯邦成員聲明它們希望創建和接收的狀態和交互信息；

（3）數據分發管理：其目的是限制一個大規模聯邦中成員接收信息的范圍，一方面可減少成員處理的數據量，另一方面可減少網絡上傳輸的數據量；

（4）對象管理：提供聲明管理中描述的各類對象實例的控制服務，如創建、刪除對象，以及更新對象狀態信息和交互信息等服務；

（5）所有權管理：提供聯邦成員間轉換對象屬性的所有權控制，用于處理屬性所有權的遷移和接收；

（6）時間管理：時間管理服務的目的是保證RTI能在適當的時間以適當的方式和順序將來自成員的事件轉發給相應的成員。

基于HLA的電子對抗仿真系統總體設計不但要充分利用HLA的優勢，而且要體現出電子對抗仿真系統與其他仿真系統的特殊性。系統的框圖如圖2所示。

3.1運行支撐系統RTI

運行支撐系統RTI主要提供一個仿真軟件環境，它能將符合仿真要求的對象連接起來，完成對象之間的交互，RTI是仿真平臺運行的核心，為仿真平臺提供如下功能：用戶登錄；管理各種仿真子模塊；對象類的操作,包括創建新的對象、刷新對象、修改對象屬性、刪除對象等；仿真時間的管理；負責數據的發送和接收等。

3.2仿真管理與支持系統

仿真管理與支持系統包括作戰想定模塊、效果評估模塊、戰場場景生成模塊組成。3.2.1作戰想定模塊作戰想定模塊的作用是根據指揮員的意圖、態勢以及作戰發展情況開制定相應的作戰想定。3.2.2效能評估模塊效能評估可以按以下兩種方式體現：一種是直接影響作戰行動的發生。例如由于作戰指揮通信受到干擾而中斷，使上級對下級的作戰命令不能按時下達，以致貽誤戰機；炮兵召喚通信受干擾而中斷，無法實施炮火支援；炮位偵察校射雷達受干擾而無法工作時，炮兵單位不能及時發現對方炮兵陣地并進行炮火反擊等；另一種是間接影響作戰行動的結果。主要是指由于電子干擾作用，削弱了敵方電子設備的正常作戰效能而影響了作戰結果。如對炮位偵察校射雷達的干擾，使敵方炮彈單發命中率下降；對活動目標偵察雷達的干擾使其喪失先敵開火的優勢；對警戒雷達的干擾使其有效探測區縮小或在干擾方向撕開一缺口，以便我方空襲編隊突襲；對某個單位對上對下通信的干擾，使其戰斗力指數降低等。

3.2.3態勢顯示模塊

電子戰不同于傳統作戰樣式，傳統的作戰樣式能夠借助于可視的實物進行作戰，其現象本身是可視的；而電子戰借助于無形的電磁波進行作戰，其現象是不可視的。所以為了能使無形的電子對抗以形象、直觀、定量的形式展示出來，有助于指揮員加深對電子對抗這種作戰手段的理解，該系設計了態勢顯示模塊、頻譜顯示模塊以及狀態顯示模塊。態勢顯示模塊以數字電子地圖為“背景”，將電子對抗的作戰態勢和效能分為八種圖形進行顯示，這八種圖形分別為對空警戒雷達區域、對海警戒雷達區域、對空預警雷達區域、對海預警雷達區域、地面引導通信區域、預警引導通信區域、壓制干擾區域、空中箔條干擾區域；頻譜顯示模塊實時顯示各種偵察頻率（段）、干擾頻率（段）、保護頻段以及可用頻率等信息，使無形的電磁信號一目了然；狀態顯示模塊主要是輔助態勢和頻譜顯示，將一些不便用圖像和頻譜傳達的信息通過列表的形式表現出來。

3.3模型系統

模型系統提供電子對抗軍事應用模型的管理與運行控制。其中包括各種電子對抗模型，如：雷達對抗模型、通信對抗模型、光電對抗模型、衛星對抗模型、電子防御模型等。模型系統在邏輯上模型庫是各種模型的集合，在軟件內容上則是由許多計算機內的程序模塊組成。他們應該是以一種組件的形式存在（COM、DLL），相互之間可以調用、組合，以滿足不同情況的需要。但如何建立電子對抗作戰模擬模型直接影響到作戰效能的定量分析，以及電子對抗的作戰態勢和效果。

3.4數據庫系統

數據庫是進行電子對抗效能分析的基礎，是按一定結構組織在一起的有關電子對抗數據的集合。數據庫系統包括：作戰計劃數據庫、平臺軌跡數據庫、雷達對抗數據庫、通信對抗數據庫、作戰指揮數據庫以及裝備識別數據庫等，各部分的具體功能如下所列。

作戰計劃數據庫：描述作戰前的想定，通過地面作戰支援設備制定的預定航線、干擾陣位、掩護區域和進攻區域等內容。

平臺軌跡數據庫：作戰平臺運動軌跡，以時間為序存儲數據。

雷達對抗數據庫：包括雷達對抗偵察、雷達干擾以及雷達對抗目標分配數據等。

通信對抗數據庫：包括通信對抗偵察（定頻偵察和跳頻偵察）、通信干擾（點頻干擾、跳頻干擾和阻塞干擾）等。

作戰指揮數據庫：作戰指揮員對雷達對抗、通信對抗所下達的指揮命令數據等。裝備識別數據庫：包括敵我雙方雷達、電臺及電子對抗（電子戰）裝備等。

 

系統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、作戰想定設定、數據庫管理等；仿真后期包括狀態顯示、態勢推演過程與仿真結果顯示、分析評估結論等；仿真中期主要由綜合仿真系統構成、作戰對象仿真系統、我軍作戰武器裝備仿真系統和綜合數據庫等組成，用于完成電子對抗運用的綜合仿真運行、計算與處理等。

 

本文主要介紹一種設計思想，以便將無形的電磁態勢在基于HLA的基礎上以形象直觀的形式顯現出來，有助于指揮員加深對電子對抗這種作戰手段的理解、戰術的運用以及輔助作出正確的決策。這不僅可以減少軍費開支，還可以重復推演，直至得到期望目標。由于整個系統采用了模塊化設計，各模塊間相對比較獨立，因此，可根據不同需求增加所關心的內容，以達到自己研究的目的。

 

[1]柏彥奇，聯邦式作戰仿真[M]，國防大學出版社，2001.8

[2]周彥等，HLA仿真程序設計[M]，電子工業出版社，2002.6

[3]邵國培等，電子對抗作戰效能分析[M]，解放軍出版社，1998.2

[4]曹志耀，計算機作戰模擬系統設計原理[M]，解放軍出版社，1999.5