仿真技术在军事领域的应用

《仿真技术在军事领域的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

仿真技术在军事领域的应用仿真技术在军事领域的应用摘要：仿真技术作为一种计算机技术，在构建和体验仿真世界中起到了越来越重要的作用。而现在，仿真技术广泛应用于宇宙空间技术，工业设计，军事教学，以及技术培训等等诸多的领域。本文主要介绍了仿真技术在军事领域上的应用，包括，它的发展状况，应用现状，以及对其未来的展望。 关键字：仿真军事作战发展控制正文：1仿真技术仿真技术简称SR是SimulationReality的缩写形式。它是基于计算机产生一种人为的仿真环境，人们通过这种仿真环境来模拟现实活动的技术。它综合了计算机图形技术、计算机仿真技术、多传感器交互技术、人机交互、人工智能及显示技术等多种高科技的最新成果。与传统计算机技术相比，仿真系统具有沉浸性、交互性和想象性3个显著特征。仿真技术能够通过以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉的特定仿真环境。参与者借助一定的交互设备以接近自然的方式与仿真环境中的对象进行交互作用，并相互影响。通过“身临其境”的感觉，使人成为仿真环境中的一员，从而达到人和仿真环境完全“融为一体”的目的。在这种环境下，参与者可以按照自己的主观意愿驱动仿真环境，并感知仿真世界的各种对象，从而可以完成一些现实中难以完成或根本无法完成的活动。在欧美发达国家，仿真技术已经广泛应用于仿真设计、战术演练、仿真培训、城市规划、医学和地质勘探等领域，尤其在军事领域。例如1994年美国陆军的“路易斯安娜94”作战演习就是借助仿真技术实现的，节约了演习经费近2O亿美元。美国航空航天局在“哈勃太空望远镜的修复和维护”计划中也大量采用了SR仿真训练技术，保证了宇航员在太空失重环境中实现精确操作。美国西科尔斯基飞机公司(Sikorsky)和波音(Boeing)公司在开发RAH一66卡曼奇(Commanche)直升机时借助仿真技术，提高了飞机驾驶舱的舒适性和可操作性。德国宝马汽车公司将仿真技术融人到汽车零部件设计、内饰设计、空气动力学试验和模拟撞车安全试验等整车设计的细节工作中。比较之下，国内对SR的研究才刚刚起步。1.1仿真的关键技术仿真技术包括软件和硬件2大部分的支持。从软件方面讲，应具备以下功能：复杂的逻辑控制；模拟实时的相互作用；模拟人脑所有的智能行为；模拟复杂的时空关系，主要涉及时间与空间的同步等问题；感觉的表达，包括人的听觉、视觉、触觉、味觉和嗅觉的计算机表达；实时的数据采集、压缩、分析、解压缩；支持与仿真环境交互的定位、操纵、导航等。从硬件支持的角度来看，主要是计算机与周边设备的组合关系，表现在更大存储容量的存储设备；图像显示设备；数据采集与处理系统仿真技术的操作设备等。在SR的关键技术中，除了上述高性能计算机系统软硬件设备之外，还包括实时三维图形系统和仿真交互技术。利用实时三维图形系统，可以生成具有逼真感的图形。仿真是一种交互式和先进的计算机显示技术，双向对话是它的一种重要工作方式。2仿真技术在军事领域的应用2．1应用现状20世纪90年代初，美国率先将仿真 技术用于军事领域。近几年，随着科学技术的发展，仿真技术已经渗透进军事生活的各个方面，开始在军事领域中发挥着越来越大的作用。目前，仿真技术在军事领域的应用主要集中在仿真战场环境、军事训练和武器装备的研制与开发等方面。2.1.1仿真战场环境通过相应的三维战场环境图形图像库，包括作战背景、战地场景、各种武器装备和作战人员等，为使用者创造一种险象环生、逼近真实的立体战场环境，以增强其临场感觉，提高训练质量。2.1.2进行单兵模拟训练其包括仿真战场环境下的作战训练和仿真武器装备操作训练。前者是利用仿真战场环境，让士兵携带各种传感设备，士兵可以通过操作传感设备选择不同的战场环境，输入不同的处置方案，体验不同的作战效果从而像参加实战一样，锻炼和提高参训人员的战术动作水平、心理承受能力和战场应变能力。仿真武器装备操作训练是在仿真武器装备环境进行的，通过训练可以达到对真实装备进行实际操作的目的。仿真武器装备操作训练能够有效地解决军队现阶段大型新式武器装备数量少的难题，同时又能解决部队面临的和平时期部队训练场地受限的问题。例如，解放军炮兵学院为我军驻港部队研制的“仿真炮兵射击指挥系统”有效地解决了驻港部队在训练场地受限条件下组织炮兵进行训练的问题。2.1.3近战战术训练近战战术训练系统把在地理上分散的各个学校、战术分队的多个训练模拟器和仿真器连接起来，以当前的武器系统、配置、战术和原则为基础，把陆军的近战战术训练系统、空军的合成战术训练系统、防空合成战术训练系统、野战炮兵合成战术训练系统、工程兵合成战术训练系统，通过局域网和广域网连接起来。这样的仿真作战环境，可以使众多军事单位参与到作战模拟之中，而不受地域的限制，具有动态的分布交互作用；可以进行战役理论和作战计划的检验，并预测军事行动和作战计划的效果；可以评估武器系统的总体性能，启发新的作战思想。2.1.4实施诸军兵种联合演习按照军队的实际编制、作战原则、战役战术要求，使各军兵种相处异地但却共同处于仿真战场环境中，指挥员根据仿真环境中的各种情况及其变化，来判断敌情作决定，并采取相应的作战行动。在仿真战场环境中的诸军兵种联合战役训练中可以做到在不动一枪、一弹、一车的情况下，对一定区域或全区域所属的诸军兵种进行适时协调一致的训练。通过训练能够发现协同作战行动中的问题，提高各军兵种的协同作战能力，并能够对诸军兵种联合训练的原则、方法进行补充和校正。目前，各国军事部门都很重视这种训练模式，在美国的国防大学中专门开设了联合与合成仿真作战课程。实践证明，在仿真战场环境中对诸军兵种进行联合战役训练能够极大地提高参战部队的作战能力。2.2新的发展方向总结仿真近几年在世界军事上的发展，仿真在军事领域中的渗透出现了以下4个新的发展方向。2.2.1高新技术武器的研制开发、论证、评估及预测在高新技术武器开发过程中大量采用仿真技术，设计者可方便自如地介入系统建模和仿真实验全过程，这样缩短了武器系统的研制周期，并能对武器系统的作战效能进行合理评估，从而使武器的性能指标更接近实战要求。同时在武器装备的研制过程中，仿真技术可为用户提供先期演示，让研制者和用户同时进入 仿真的作战环境中操作武器系统。研制者和用户能够充分利用分布式交互网络提供的各种仿真环境，检验武器系统的设计方案和战术、技术性能指标及其操作的合理性。利用仿真技术来进行大型复杂系统的开发、设计、评估论证等，已有很多成功的例子。如波音777飞机的产品设计与性能评价，就是仿真原型机的应用典型实例，这是飞机设计史上第一次在设计过程中没有采用实物模型。波音777由300万个零件组成，所有的设计在一个由数百台计算机工作站组成的仿真环境中进行。设计师们戴上头盔显示器后，可以“穿行”于设计中的仿真“飞机”，审视“飞机”的各项设计指标。这说明使用仿真技术来进行大型武器系统的开发具有可行性而且具有节省时间与经费等诸多的优点。2.2.2“仿真”军事地图随着信息技术的飞速发展，军用地图代替了以往的平面印刷，出现了以数字形式存储在磁盘等介质上的数字地图，以及利用仿真技术制作的“可进入地图”等。2.2.3仿真在军事医学、救治上的应用医药专家可以通过仿真的医疗手术治疗系统，对战场上受伤较重或者病情较为复杂的官兵进行远程救治的训练与实践。用已有的人体数据在计算机中重构人体或某一器官的几何模型，并赋予一定的物理特征(例如密度、韧度、组织比例等)，通过机械手或数据手套等高精度的交互工具在计算机中模拟手术过程和操作“仿真”手术器械，以达到训练、研究、医疗的目的。2.2.4仿真远程控制机械装备对某些军事装备进行仿真的远程控制。对那些不适宜直接接触或进入的危险地域与物体，可以通过某些技术装备在仿真的环境中对其实施远程的操作与控制，如勘察与清理受核、化学污染的地带。美国宇航局和欧洲空间局曾成功地将仿真技术应用于航天运载器的空间活动、空间站的操作，以及对哈勃太空望远镜维修方面的地面训练。3结语仿真技术被誉为“2l世纪的新科技”，随着计算机科学及相关技术的发展，仿真技术不断成熟，仿真在未来战争中的应用将越来越多，对战争的影响也将越来越大，可以确信仿真技术发展和运用必将在我军新一轮军事变革中产生深远的影响。及时跟踪与仿真技术相关的技术的发展动态，深入研究仿真技术对未来人类战争及其他领域的影响将变得越来越有必要。