軍事仿真解決方案
仿真技術(shù)作為一種計(jì)算機(jī)技術(shù)，在構(gòu)建和體驗(yàn)仿真世界中起到了越來(lái)越重要的作用?，F(xiàn)在，仿真技術(shù)廣泛應(yīng)用于宇宙空間技術(shù)，工業(yè)設(shè)計(jì)，軍事教學(xué)，以及技術(shù)培訓(xùn)等諸多領(lǐng)域。金信德提供仿真技術(shù)在軍事領(lǐng)域上的應(yīng)用解決方案。
21世紀(jì)和平年代，少有戰(zhàn)事，但是軍事訓(xùn)練仍是不能懈怠的。在沒(méi)有實(shí)際場(chǎng)所的演練下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用對(duì)軍事仿真有著重大的意義。長(zhǎng)期以來(lái)，仿真技術(shù)一直在軍事訓(xùn)練中扮演著重要角色，而且更加貼近一體化聯(lián)合作戰(zhàn)，指揮訓(xùn)練仿真的特點(diǎn)，其目標(biāo)是建立一體的、一致的、互操作的虛擬作戰(zhàn)環(huán)境，計(jì)算機(jī)仿真使軍事訓(xùn)練的針對(duì)性和真實(shí)性更強(qiáng)，前者的典型代表是美軍提出的高層體系結(jié)構(gòu)HLA，讓訓(xùn)練人員在和平時(shí)期就能體驗(yàn)到較為逼真的戰(zhàn)場(chǎng)感受。已成為信息化時(shí)代各國(guó)軍隊(duì)普遍面臨的問(wèn)題，并且容易造成安全事故和人員傷亡。因此，運(yùn)用新的仿真技術(shù)手段提高軍事訓(xùn)練效益，已成為信息化時(shí)代各國(guó)軍隊(duì)普遍面臨的問(wèn)題，在軍事領(lǐng)域，基于建模仿真的作戰(zhàn)指揮與軍事訓(xùn)練已經(jīng)顯示出巨大的軍事和經(jīng)濟(jì)效益。
首先，仿真技術(shù)使軍事裝備、作戰(zhàn)指揮、模擬訓(xùn)練的組織更加簡(jiǎn)便。軍事訓(xùn)練可在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行，訓(xùn)練的組織與實(shí)施不受時(shí)間和氣象條件制約，分布式訓(xùn)練仿真系統(tǒng)甚至使不同地點(diǎn)的參訓(xùn)人員共同參與訓(xùn)練。由于運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真開(kāi)展軍事訓(xùn)練的巨大優(yōu)勢(shì)與潛力，世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家都高度重視建模與仿真技術(shù)的發(fā)展。目前，仿真技術(shù)在作戰(zhàn)指揮與軍事訓(xùn)練中的應(yīng)用主要包括五個(gè)解決方案：
作戰(zhàn)模擬仿真可分為實(shí)地軍事演習(xí)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、沙盤作業(yè)、圖上作業(yè)、戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)策、計(jì)算機(jī)模擬等幾種類型。采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅為研究戰(zhàn)爭(zhēng)提供了科學(xué)的方法，使研究的進(jìn)程更加逼真、更加接近于實(shí)戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)過(guò)程的仿真模擬，而且使研究的結(jié)果更加可信，從而有利于提高指揮藝術(shù)和作戰(zhàn)技能。計(jì)算機(jī)作戰(zhàn)模擬是把對(duì)抗的全過(guò)程結(jié)構(gòu)組成和大部分規(guī)定事先編入計(jì)算機(jī)程序，然后用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言描述戰(zhàn)斗過(guò)程，并用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理的一種新型模擬方法。
模擬戰(zhàn)爭(zhēng)設(shè)計(jì)、提升指揮水平：有了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可立足現(xiàn)有國(guó)力條件和雙方實(shí)力，根據(jù)期望的戰(zhàn)爭(zhēng)目標(biāo)和戰(zhàn)爭(zhēng)規(guī)律、戰(zhàn)爭(zhēng)法則、戰(zhàn)爭(zhēng)經(jīng)驗(yàn)，融合雙方兵員以及陸、海、空、天等各種作戰(zhàn)平臺(tái)和武器裝備，考慮戰(zhàn)時(shí)的“天時(shí)、地利、人和”等因素，讓計(jì)算機(jī)模擬聲、光、電等形式，創(chuàng)設(shè)出宏大的戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境和場(chǎng)面，從而在其中進(jìn)行戰(zhàn)爭(zhēng)設(shè)計(jì)、戰(zhàn)爭(zhēng)模擬和作戰(zhàn)推演，分析和規(guī)劃戰(zhàn)爭(zhēng)，論證和評(píng)估作戰(zhàn)方案，預(yù)測(cè)戰(zhàn)爭(zhēng)的進(jìn)程和結(jié)局，并分析出武器、兵力、戰(zhàn)法、后勤、時(shí)機(jī)等方面存在問(wèn)題，同時(shí)尋找敵方的軟肋和死穴，綜合最優(yōu)的作戰(zhàn)方案，設(shè)計(jì)出制勝之策并指導(dǎo)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)實(shí)施。
裝備訓(xùn)練是訓(xùn)練人員掌握武器裝備操作和戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用的主要手段，計(jì)算機(jī)仿真在裝備訓(xùn)練上的研究和應(yīng)用開(kāi)展較早，技術(shù)也相對(duì)成熟。裝備訓(xùn)練仿真的主要載體是各類訓(xùn)練模擬器和系統(tǒng)，如飛行訓(xùn)練模擬器、炮兵模擬訓(xùn)練系統(tǒng)等，通過(guò)虛擬作戰(zhàn)環(huán)境和模擬作戰(zhàn)流程讓訓(xùn)練人員快速掌握寶貴的操作技巧和作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，逼真的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)甚至運(yùn)動(dòng)感受還能使訓(xùn)練人員能獲得真實(shí)的操作體驗(yàn)。
業(yè)務(wù)訓(xùn)練的主要對(duì)象是部門長(zhǎng)、參謀等機(jī)關(guān)人員，訓(xùn)練內(nèi)容主要包括地圖標(biāo)繪、火力協(xié)調(diào)、情報(bào)綜合等專門的業(yè)務(wù)技能和流程。因此，很容易有針對(duì)性地設(shè)計(jì)具體的作戰(zhàn)場(chǎng)景，高效、便捷、節(jié)約地提高機(jī)關(guān)受訓(xùn)人員的業(yè)務(wù)素養(yǎng)。以某國(guó)航空兵模擬系統(tǒng)為例，除了在“空中鏖戰(zhàn)”中能顯示“自動(dòng)識(shí)別引導(dǎo)指揮口令”“模擬飛行員語(yǔ)音報(bào)告空中情況”等主要功能外，還具備了“模擬實(shí)兵攔截”和“人員訓(xùn)練管理”等若干功能，在試用過(guò)程中，使飛行引導(dǎo)員的訓(xùn)練周期縮短了近二分之一。
通過(guò)三維技術(shù)制成包括作戰(zhàn)背景、戰(zhàn)地場(chǎng)景、各種武器裝備和作戰(zhàn)人員等戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境圖形圖像庫(kù)，為使用者創(chuàng)造一種險(xiǎn)象環(huán)生、逼近真實(shí)的立體戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境, 以增強(qiáng)其臨場(chǎng)感覺(jué), 提高訓(xùn)練質(zhì)量。通過(guò)偵察情報(bào)和地理環(huán)境信息合成出立體的戰(zhàn)場(chǎng)全景圖，讓受訓(xùn)指揮員立足作戰(zhàn)地域的整體地形地貌和氣象環(huán)境，在室內(nèi)“實(shí)地”觀察敵我雙方兵力部署和戰(zhàn)場(chǎng)情況與變化形勢(shì)，迅速判斷敵情，果斷做出決策，從而培養(yǎng)和提高指揮員的創(chuàng)造力、預(yù)測(cè)力和判斷力，發(fā)揮和提升指揮員自身的指揮才能。
通過(guò)VR技術(shù)構(gòu)建和選擇三維實(shí)戰(zhàn)環(huán)境，逼真地模擬實(shí)車、實(shí)兵、實(shí)人，渲染出生動(dòng)的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)效果，使士兵像在野外參加實(shí)戰(zhàn)一樣，在室內(nèi)感受“真實(shí)”的戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)抗場(chǎng)面，熟悉作戰(zhàn)區(qū)域的情況，操練戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作，從而能在危險(xiǎn)小、耗資低、有趣生動(dòng)的訓(xùn)練環(huán)境中，鍛煉和提高實(shí)際戰(zhàn)術(shù)水平以及臨場(chǎng)快速反應(yīng)、心理承受和戰(zhàn)場(chǎng)生存等能力，增強(qiáng)作戰(zhàn)技能和訓(xùn)練效率。也能有效減少人員、物資的損耗，以及突破危險(xiǎn)及真實(shí)環(huán)境的限制。
1、虛擬擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下的作戰(zhàn)訓(xùn)練：是利用虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，讓士兵攜帶各種傳感設(shè)備，士兵可以通過(guò)操作傳感設(shè)備選擇不同的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，輸入不同的處置方案，體驗(yàn)不同的作戰(zhàn)效果從而像參加實(shí)戰(zhàn)一樣。鍛煉和提高參訓(xùn)人員的戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作水平、心理承受能力和戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)變能力。
2、虛擬武器裝備操作訓(xùn)練：是在虛擬武器裝備環(huán)境進(jìn)行的，通過(guò)訓(xùn)練可以達(dá)到對(duì)真實(shí)裝備進(jìn)行實(shí)際操作的目的。虛擬武器裝備操作訓(xùn)練能夠有效地解決軍隊(duì)現(xiàn)階段大型新式武器裝備數(shù)量少的難題，同時(shí)又能解決部隊(duì)面臨的和平時(shí)期部隊(duì)訓(xùn)練場(chǎng)地受限的問(wèn)題。
3、近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練：該系統(tǒng)利用眾多性能先進(jìn)的主干光纖網(wǎng)及分布式VR 系統(tǒng), 將分布在不同地理位置上的各級(jí)部隊(duì)、各軍事院校及作戰(zhàn)分隊(duì)的眾多模擬訓(xùn)練仿真器連接在一起, 建立綜合性虛擬作戰(zhàn)環(huán)境, 可與多個(gè)工作站相連接。各站之間可迅速傳送飛機(jī)、坦克、裝甲車、各類戰(zhàn)車、火炮及導(dǎo)彈等武器裝備的信息與數(shù)據(jù),使士兵能在動(dòng)態(tài)的虛擬作戰(zhàn)環(huán)境中進(jìn)行軍事演習(xí); 可進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)役理論的探討及作戰(zhàn)計(jì)劃的驗(yàn)證, 并預(yù)測(cè)軍事行動(dòng)和執(zhí)行作戰(zhàn)計(jì)劃的效果, 更可評(píng)估武器系統(tǒng)的總體性能, 以啟迪新穎的作戰(zhàn)思想。建成近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)后, 借助局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)及遠(yuǎn)程通信網(wǎng)可將各級(jí)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)、空軍合成戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)、野戰(zhàn)炮兵合成戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)、工程兵合成戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)及防空合成戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)連成一體。
聯(lián)合作戰(zhàn)最新的定義中包括：信息優(yōu)勢(shì)、精確打擊力量、作戰(zhàn)識(shí)別、戰(zhàn)區(qū)聯(lián)合導(dǎo)彈防御、城區(qū)軍事行動(dòng)、聯(lián)合戰(zhàn)備、聯(lián)合反布雷、電子戰(zhàn)、信息戰(zhàn)、生化戰(zhàn)劑探測(cè)、實(shí)時(shí)后勤管理、防止大規(guī)模殺傷武器等。為了達(dá)到這個(gè)目的，在聯(lián)合作戰(zhàn)和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境等仿真中，添加圖像增強(qiáng)、激光、紅外線、熱感應(yīng)等傳感器和掃描、多光譜、超光譜等軍用光電的視覺(jué)成像仿真效果。這些效果可以被應(yīng)用到飛行部隊(duì)的夜視鏡效果、地面部隊(duì)的觀察儀、瞄準(zhǔn)具、駕駛儀、夜視眼鏡、和微光電視中，海軍部隊(duì)的近戰(zhàn)武器系統(tǒng)的仿真模擬。豐富了軍事仿真內(nèi)容，為監(jiān)視、偵察、跟蹤的仿真訓(xùn)練提高沉浸度和構(gòu)想度。
實(shí)施聯(lián)合演習(xí)，為諸兵種提供聯(lián)合演習(xí)新平臺(tái)：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)，建立分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，并根據(jù)部隊(duì)編成、武器配置、作戰(zhàn)原則、戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)要求等，創(chuàng)建出大規(guī)模演練的聯(lián)合戰(zhàn)役三維虛擬戰(zhàn)場(chǎng)，使參戰(zhàn)雙方諸軍兵種同處其中，并根據(jù)虛擬環(huán)境中的戰(zhàn)場(chǎng)情況及其變化形勢(shì)，“調(diào)兵遣將”“排兵布陣”“攻擊防守”，在室內(nèi)實(shí)施“真槍實(shí)彈”的對(duì)抗演練，從而使眾多軍事單位不受地域限制地被組織起來(lái)，以較小的代價(jià)、用較短的時(shí)間，實(shí)施大規(guī)模戰(zhàn)役、戰(zhàn)略級(jí)諸軍兵種聯(lián)合演習(xí)，“不用一槍、不費(fèi)一彈、不動(dòng)一車”地演練和驗(yàn)證多種聯(lián)合作戰(zhàn)方案、聯(lián)合戰(zhàn)役理論，發(fā)現(xiàn)、解決實(shí)戰(zhàn)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，提高部隊(duì)聯(lián)合作戰(zhàn)水平和戰(zhàn)役訓(xùn)練效益。通過(guò)訓(xùn)練能夠發(fā)現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)行動(dòng)中的問(wèn)題,提高各軍兵種的協(xié)同作戰(zhàn)能力, 并能夠?qū)χT軍兵種聯(lián)合訓(xùn)練的原則、方法進(jìn)行補(bǔ)充和校正。
在高新技術(shù)武器開(kāi)發(fā)過(guò)程中大量采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù), 設(shè)計(jì)者可方便自如地介入系統(tǒng)建模和仿真實(shí)驗(yàn)全過(guò)程, 這樣縮短了武器系統(tǒng)的研制周期, 并能對(duì)武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能進(jìn)行合理評(píng)估, 從而使武器的性能指標(biāo)更接近實(shí)戰(zhàn)要求。同時(shí)在武器裝備的研制過(guò)程中, 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可為用戶提供先期演示, 讓研制者和用戶同時(shí)進(jìn)入虛擬的作戰(zhàn)環(huán)境中操作武器系統(tǒng)。研制者和用戶能夠充分利用分布式交互網(wǎng)絡(luò)提供的各種虛擬環(huán)境, 檢驗(yàn)武器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)性能指標(biāo)及其操作的合理性。
除此外VR技術(shù)還能在武器裝備設(shè)計(jì)制造、武器遠(yuǎn)程控制、武器平臺(tái)操作使用、武器毀傷效應(yīng)展示、戰(zhàn)爭(zhēng)場(chǎng)景拍攝再現(xiàn)、軍事災(zāi)難預(yù)測(cè)、軍事地圖制作、戰(zhàn)場(chǎng)醫(yī)療救助等諸多方面發(fā)揮重要作用，而且隨著以計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的信息技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其應(yīng)用還可能不斷滲入到國(guó)防軍事領(lǐng)域的其他方面，極大地促進(jìn)它們的發(fā)展。
運(yùn)用仿真科技創(chuàng)新促進(jìn)了軍事訓(xùn)練的發(fā)展，而信息化條件下的作戰(zhàn)指揮與軍事訓(xùn)練又對(duì)仿真技術(shù)提出了新需求。有理由相信，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，仿真技術(shù)的創(chuàng)新，將在未來(lái)作戰(zhàn)指揮和軍事訓(xùn)練中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值。
