网电对抗态势展示设计

任丹 王博

摘要：网电空间作战是信息技术发展和军事变革的产物，是一种新型的作战领域，网电空间战场已成为现代信息战中一个新的战场。与其他战场相比，网电空间作为一种无形、变化快、难以掌握的战场，将无形的战场电磁环境逼真有效地呈现是一个难题。围绕战场网电电磁环境展示，结合部队网电对抗演训实际需求，从试验训练准备、实施到对抗结果全过程分析各展示要素内容，进行网电对抗各阶段展示要素分析设计，同时结合二三维地理信息系统，着眼跨平台应用，开展网电对抗态势展示的功能分析设计。

关键词：网电对抗态势；地理信息；试验训练；态势展示

中图分类号：TP393文献标志码：A文章编号：1008-1739（2020）15-70-4

0引言

随着计算机科学与技术的飞速发展，作战态势已从最初的纸质标图演变为计算机软件技术实现的电子态势，地理信息也从最初的简单地图到现在的逼真、高精度、操作流畅的地图。使用人员对态势的需求也在不断变化，从最初的能显示到现在的逼真、有效的展示，从最初简单标绘到现在的作战要图标绘、辅助标绘及叠加视频等显示。网电对抗这个近年来的新型产物，如何有效地将其展示和展示哪些内容，并没有准确的需求。为此结合部队试验训练需求和国内外电磁展示内容要求，对网电对抗态势展示内容进行分析，应用跨平台技术及可视化技术设计网电对抗态势展示的功能。

1国内外现状

由于国外的计算机技术发展较早，特别是欧美国家的信息技术水平在早期相对于其他地区的国家就已经处于领先地位，电子态势早已应用于美国军方的各类试验训练系统，由于使用习惯及思维方式的不同，美国的态势展示软件更加简洁，以二维的态势展示为主。国内随着近年来的电子态势的全面应用，从最初的二维态势显示简单信息，到现在的展示人员、装备及状态等信息，包括导弹飞行轨迹等，为作战官兵标图及指挥提供了便捷。但也因使用人员不同，展示内容的深度、广度、直观度也不同，作战官兵对态势展示的要求也越来越高。

网电对抗作为赛博空间体系作战的重要方面，网电态势是近年热点的业务研究内容。随着三维展示技术的发展，从平面态势展示到三维立体展示使得战场态势更加直观、逼真，为此基于二三维态势技术的网电对抗态势业务需要也越来越多。

2分析及设计

本文结合网电对抗演训需求，对演训准备和演训实施中所需要展示的要素进行梳理分析，并针对展示要素开展流程分析及软件设计。

2.1需求分析

本文只针对网电对抗演训中所需的战术要素进行分析，基础的地理信息系统、坐标系统是態势展示的基础，不进行具体的分析。

2.1.1演训准备阶段

网电对抗态势展示的要素包括作战兵力战位部署（红蓝兵力区分）展示、目标规划航路、阵地多兵力分级展示、同平台多装备组合展示、雷达作用范围展示、电子侦察范围展示、电子干扰范围展示、通信初始组网关系展示、电磁传播分析结果展示[1]及通视遮蔽展示。

2.1.2演训实施阶段

（1）实时要素

接收演训过程中的雷达、电抗及通信等装备的作战信息，展示雷达实时辐射、雷达受扰检测范围、电子侦察辐射、电子干扰辐射、威胁目标轨迹、通信实时组网关系和通信受扰。

雷达实时辐射能够根据雷达天线扫描方式的不同，进行机械扫、电扫及相控阵扫等多种辐射展示。

（2）交战结果

接收演训过程中的各类训练数据进行实时裁决分析，展示雷达对抗的交战关系、通信对抗的交战关系及电磁兼容性分析结果。

2.2应用流程

网电对抗态势展示流程按演训准备和实施阶段进行划分。

在演训准备阶段，从数据库获取演训筹划的兵力编成及部署信息，包括雷达、电抗及通信等方面，获取其位置及组织关系，按单装备固定部署、移动平台部署和阵地部署进行区分，设计3类图层，分别展示其二维、三维效果及筹划状态。

在演训实施阶段，分为演训数据展示和效果分析展示。①演训数据展示是从数据总线接收雷达、雷抗、通信和通抗的实兵交战的数据信息，按装备、平台和阵地进行分类管理，再根据数据信息类型进行分层展示。装备分类中，雷达包括辐射、扫描、功率及包络分析、状态等展示图层；通信包括组网关系、收发状态展示图层；通抗/雷抗包括侦察、干扰展示图层；平台分类中，按平台类型进行分层，展示平台运动轨迹及平台当前位置；阵地分类时，针对阵地的位置信息获取情况，分层展示阵地部署兵力的毁伤和故障。在演训交战中进行读取裁决、分析结果进行雷达对抗、通信对抗交战关系展示及裁决判定结果展示。应用流程如图1所示。

2.3软件设计

2.3.1功能组成

态势展示要素在不同阶段有不同需求，针对不同级别的用户展示要素也不同，系统在设计时将功能分为基础功能和业务应用功能模块。基础功能提供基础服务，为业务应用功能提供接口支持。基础功能包括二维地图加载显示、三维地图加载显示、坐标系统、二维标号库、三维模型库、基础量算（包括距离、方位、俯仰、面积和高程）和信息收发；业务应用功能包括业务数据展示处理、兵力编成管理、态势分层分级管理、部署及实时位置展示、作用范围展示、雷达辐射展示、侦察展示、干扰展示、通信组网展示、电磁分析展示、受扰包络展示、兼容性展示、交战结果展示和跟踪识别结果展示[2-3]。软件功能组成如图2所示。

2.3.2框架设计

网电对抗态势展示以实际演训数据为输入，为便于扩展接入，并保证接入数据不丢失，系统采用数据总线设计，通过数据订阅及分发的方式接收及发送数据。为便于裁剪和降低耦合性，系统采用插件设计思路，将每一个展示要素进行独立开发，通过插件灵活配置。

从展示要素及基础功能出发，设计满足基础功能的二维地图加载、三维地图加载、三维建模及二维标号工具基础插件，设计UI框架满足不同展示需求的展示插件，如雷达辐射、侦察、干扰及辐射功率等插件[4]。软件技术框架如图3所示。

2.3.3技术实现

（1）二维地图插件

二维地图插件需要满足多种类型矢量和栅格地图的加载，包括tab和shp等矢量地图及tiff和dem等格式的栅格地图，并支持对纸质受标地图的导入，从可移植性和國产平台支撑情况，拟采用GDAL库进行二维矢量和栅格地图的数据处理。

（2）三维地图插件

三维地图插件需求满足影像地图及纹理贴图等要求，从可移植性和国产平台支撑情况，拟采用osg库进行三维地图的处理及开发[5]。

（3）坐标系统

坐标系统是态势展示的基础，可采用proj_4库，该库支持全球多种坐标系统，并支持自定义，便于系统的扩充及移植应用。

（4）标绘插件

标绘插件以二维标号显示为主，提供显示及手动标绘功能，是网电态势展示二维态势必不可少的元素，在国内遵循军标标准进行开发，为提升二维军标库的扩充能力及移植能力，可采用SVG[6]对军标进行处理，以降低军标扩充对代码的影响。

（5）三维模型插件

三维模型插件以三维实物模型、特效展示模型及电磁分析效果模型显示为主，是三维态势展示的基础，能否逼真呈现网电对抗效果，三维展示模型至关重要，可设计三维建模设计功能，支持U3D和autocad的装备模型导入及处理。

3应用分析及效果展示

网电对抗态势展示以部队网电对抗演训为需求，通过数据总线接收雷达、电抗和通信实装数据，针对数据要素进行态势分类分层展示，将虚拟的电磁环境在电子地图上直观呈现，并利用地形、气象和装备指标信息结合电磁传播模型进行受扰展示，以解决目前部队网电对抗训练缺乏直观展示及难评价的现状，如图4所示。

4结束语

网电对抗态势展示设计以电磁态势展示为需求，结合演训过程，分析设计了各阶段展示要素，并从软件设计的角度，分析功能模块并梳理核心技术点，对核心技术点提出易于扩充及移植的技术途径，可应用于电磁传播分析展示、实兵训练网电训练、电磁环境构设及分析等。

参考文献

[1]李红岩.复杂电磁环境可视化研究[D].西安：西安电子科技大学，2013.

[2]杨文强.复杂电磁环境下的态势展示[D].北京：北京邮电大学，2009.

[3]张贺.炮兵战场电磁环境可视化研究[J].电子质量，2010（10）： 76-79.

[4]宇林军，孙丹峰，李红.基于紧密型二三维结合的GIS构架与系统实现[J].地理与地理信息科学，2009，25（5）：17-20.

[5]周桥，陈景伟，李建胜，等.电磁环境三维可视化技术[J].计算机工程，2008（9）：248-250.

[6]任志豪，赖源劲.基于SVG的思维导图的系统实现[J].现代计算机（专业版），2016（9）：70-75.