复杂电磁环境下装甲通信对抗仿真训练系统的设计与实现

汲雪飞，王振楠，那丹彤

（装甲兵技术学院电子工程系，吉林长春 130117）

复杂电磁环境下装甲通信对抗仿真训练系统的设计与实现

汲雪飞，王振楠，那丹彤

（装甲兵技术学院电子工程系，吉林长春 130117）

针对当前装甲部队开展复杂电磁环境下通信对抗实装训练面临的诸多难题，提出开发一套复杂电磁环境下装甲通信对抗模拟训练系统。在系统分析装甲通信面临的复杂电磁环境威胁及装甲通信对抗一般过程的基础上，设计系统的功能需求及成员结构关系，并通过基于HLA的分布式仿真技术将其具体实现。系统具有较好的扩展性和重用性，满足装甲部队开展训练需要。

复杂电磁环境；通信对抗；仿真训练系统；HLA

装甲通信是装甲部队遂行军事任务的重要环节，是保证各级作战指挥通畅顺利的前提。当前，装甲通信设备面临的战场电磁环境日趋复杂，迅猛发展的电子干扰技术更是战场装甲通信的致命威胁。因此，采取有效的技术、战术手段，抵御敌方电磁干扰威胁，保证复杂电磁环境下的正常通信，成为当前装甲部队所面临的重要训练科目和研究课题。针对目前部队需求和普遍存在的问题，笔者提出设计一种可扩展的、主要用于复杂电磁环境下装甲通信对抗演练的仿真训练系统，详细分析了该系统的功能及成员组成，并通过基于HLA下的分布式仿真技术将其具体实现。

1 装甲通信及对抗的一般过程

分析装甲通信所面临的复杂电磁环境的构成要素，是设计实现仿真电磁环境的基础。通过对装甲通信受电磁辐射影响因素分析［1］，总结装甲通信所面临的复杂电磁环境的主要构成要素如图1所示。

1．1 通信过程

在复杂电磁环境下装甲通信的示意图如图2所示。

其一般过程是：通过设置通信参数，电台A与电台B建立通信联系；进行通信时，其中一方发射语音信号而另一方接收，接收电台将该信号解调并输出语音。在此过程中，复杂电磁环境所产生频率、强度各异的多种电磁信号也一并被接收天线接收，如果不进行滤波的话，这些电磁信号会随语音信号一起被解调然后输出，在输出端可表现为多种类型的噪声，影响通信质量。

1．2 对抗过程

同样，在复杂电磁环境下进行装甲通信对抗的示意图如图3所示。

图1 装甲通信所面临的复杂电磁环境构成

图2 复杂电磁环境下装甲通信示意图

图3 复杂电磁环境下装甲通信对抗示意图

其一般过程是：在进行上述通信时，如果有干扰设备对通信过程进行干扰，干扰信号进入接收电台，会进一步严重降低通话质量，甚至导致通信中断；对此，可采取必要的干扰对抗措施，使干扰的影响降低甚至失效，保证通信的畅通。

2 系统的设计思路

2．1 功能分析

综合考虑上述内容和对当前部队开展复杂电磁环境下装甲通信对抗训练的需求分析，该仿真系统全程模拟电台通信及对抗的流程，并支持系统成员的扩展和重用，其具备的主要功能包括：

1）通过计算机仿真技术，模拟复杂电磁环境生成，逼真模拟电台通信、干扰实施及对抗的现实流程；

2）围绕训练内容，制定通信对抗训练计划，根据计划设置参训装备及其位置，并能根据训练进度实时进行导调；

3）系统根据部队训练规模和需要对系统规模和功能成员进行扩展。

2．2 成员结构［2－4］

基于系统的功能分析，将系统构成规划为前台成员和后台成员两大部分，其中，前台成员主要用于系统模拟功能刻画以及战场电磁态势显示等；后台成员主要用于系统成员控制、维护和数据、信息的底层交互等。

前台成员主要包括：电台成员、干扰成员、态势显示成员和技、战术导调成员；

后台成员主要包括：系统管理与维护成员、复杂电磁环境生成与控制成员和数据库成员。根据不同成员的参数、功能和成员间的数据交互关系，设计其成员结构如图4所示。

图4 复杂电磁环境下装甲通信对抗仿真训练系统的成员结构

3 系统的实现

3．1 软件实现

根据系统设计思路及系统仿真需求，仿真系统采用基于HLA的分布式仿真技术设计实现［5－6］，其软件体系结构如图5所示。

该结构将系统抽象为符合HLA规范下的装甲通信对抗联邦，将成员间的数据交互关系抽象为联邦对象间的公布－订购关系，所有成员都通过规范的接口与联邦运行底层支撑环境－RTI连接，将数据交互过程统一在RTI上实现。采用VC＋＋编程开发各成员，其中态势显示成员还使用了Map X控件技术进行地图及电磁态势图上相关元素的开发。

3．2 硬件支撑

根据软件应用目的和系统运行需要，采用局域网技术实现系统硬件环境搭建，其硬件结构如图6所示。其中，各成员分别由搭载相应功能软件的计算机实现，所有成员及RTI服务器通过网线与交换机连接；进行数据交互时，数据流经网线送至交换机再统一传输至RTI服务器，由RTI根据预先设置的公布－订购关系，将数据送至对应成员。这样，保证了数据交互规范有序进行，并节省了网络流量，避免网路堵塞，提高了传输效能。

图5 系统软件结构

图6 系统硬件结构

3．3 工作流程

系统的概略工作流程如图7所示。其中，系统管理与维护成员负责仿真联邦的创建、仿真步长推进、仿真成员管理、仿真开始／暂停／结束以及仿真联邦的注销；复杂电磁环境生成与控制成员和态势显示成员分别负责战场电磁环境和态势显示的初始化及更新；各前台功能成员直接参与通信对抗训练过程，通过RTI进行数据实时交互，及时更新属性。另外，在系统仿真过程中，可以通过复杂电磁环境生成与控制成员和态势显示成员调用数据库中的历史数据，实现仿真数据的重用和仿真历史回放。

4 结 语

图7 系统工作流程

系统通过模拟复杂电磁环境下电台通信、干扰施加、对抗生效等装甲通信对抗内容，可满足装甲部队开展复杂电磁环境下通信对抗训练一般科目的需要，并可大幅缩减训练经费和人力物力投入。由于采用基于HLA的体系结构，系统避免了传统分布式仿真存在的数据交互流庞杂冗余、网络利用率低等问题，使大规模仿真训练成为可能；且系统成员扩展性和重用性强，仿真系统的功能和规模都可以根据训练需要进行进一步的扩充。

［1］ 王汝群．战场电磁环境［M］．北京：解放军出版社，2006．

［2］ 冯加建，武 斌，肖旷林．基于HLA的海军通信指挥训练仿真系统软件集成研究［J］．指挥控制与仿真，2008，30（6）：90－92．

［3］ 张锋军，程安潮，叶酉荪．基于HLA的短波网络仿真平台设计［J］．计算机工程，2009，35（24）：278－279．

［4］ 余晓刚，张玉冰，姚富强．基于HLA的通信电子战仿真平台设计［J］．电子对抗技术，2002，16（1）：32－34．

［5］ 周 彦，戴剑伟．HLA仿真程序设计［M］．北京：电子工业出版社，2002．

［6］ 曹 洁，肖铁基．基于Map X的电子地图系统的设计和开发［J］．电子测量技术，2009（5）：71－73．

TP391．9

A

1008－1542（2011）07－0136－03

2011－06－20；责任编辑：王士忠

汲雪飞（1976－），女，吉林长春人，硕士，主要从事战场电磁环境、战场电磁兼容方面的研究。