網電對抗態勢展示設計

任丹 王博

摘要：網電空間作戰是信息技術發展和軍事變革的產物，是一種新型的作戰領域，網電空間戰場已成為現代信息戰中一個新的戰場。與其他戰場相比，網電空間作為一種無形、變化快、難以掌握的戰場，將無形的戰場電磁環境逼真有效地呈現是一個難題。圍繞戰場網電電磁環境展示，結合部隊網電對抗演訓實際需求，從試驗訓練準備、實施到對抗結果全過程分析各展示要素內容，進行網電對抗各階段展示要素分析設計，同時結合二三維地理信息系統，著眼跨平臺應用，開展網電對抗態勢展示的功能分析設計。

關鍵詞：網電對抗態勢；地理信息；試驗訓練；態勢展示

中圖分類號：TP393文獻標志碼：A文章編號：1008-1739（2020）15-70-4

0引言

隨著計算機科學與技術的飛速發展，作戰態勢已從最初的紙質標圖演變為計算機軟件技術實現的電子態勢，地理信息也從最初的簡單地圖到現在的逼真、高精度、操作流暢的地圖。使用人員對態勢的需求也在不斷變化，從最初的能顯示到現在的逼真、有效的展示，從最初簡單標繪到現在的作戰要圖標繪、輔助標繪及疊加視頻等顯示。網電對抗這個近年來的新型產物，如何有效地將其展示和展示哪些內容，并沒有準確的需求。為此結合部隊試驗訓練需求和國內外電磁展示內容要求，對網電對抗態勢展示內容進行分析，應用跨平臺技術及可視化技術設計網電對抗態勢展示的功能。

1國內外現狀

由于國外的計算機技術發展較早，特別是歐美國家的信息技術水平在早期相對于其他地區的國家就已經處于領先地位，電子態勢早已應用于美國軍方的各類試驗訓練系統，由于使用習慣及思維方式的不同，美國的態勢展示軟件更加簡潔，以二維的態勢展示為主。國內隨著近年來的電子態勢的全面應用，從最初的二維態勢顯示簡單信息，到現在的展示人員、裝備及狀態等信息，包括導彈飛行軌跡等，為作戰官兵標圖及指揮提供了便捷。但也因使用人員不同，展示內容的深度、廣度、直觀度也不同，作戰官兵對態勢展示的要求也越來越高。

網電對抗作為賽博空間體系作戰的重要方面，網電態勢是近年熱點的業務研究內容。隨著三維展示技術的發展，從平面態勢展示到三維立體展示使得戰場態勢更加直觀、逼真，為此基于二三維態勢技術的網電對抗態勢業務需要也越來越多。

2分析及設計

本文結合網電對抗演訓需求，對演訓準備和演訓實施中所需要展示的要素進行梳理分析，并針對展示要素開展流程分析及軟件設計。

2.1需求分析

本文只針對網電對抗演訓中所需的戰術要素進行分析，基礎的地理信息系統、坐標系統是態勢展示的基礎，不進行具體的分析。

2.1.1演訓準備階段

網電對抗態勢展示的要素包括作戰兵力戰位部署（紅藍兵力區分）展示、目標規劃航路、陣地多兵力分級展示、同平臺多裝備組合展示、雷達作用范圍展示、電子偵察范圍展示、電子干擾范圍展示、通信初始組網關系展示、電磁傳播分析結果展示[1]及通視遮蔽展示。

2.1.2演訓實施階段

（1）實時要素

接收演訓過程中的雷達、電抗及通信等裝備的作戰信息，展示雷達實時輻射、雷達受擾檢測范圍、電子偵察輻射、電子干擾輻射、威脅目標軌跡、通信實時組網關系和通信受擾。

雷達實時輻射能夠根據雷達天線掃描方式的不同，進行機械掃、電掃及相控陣掃等多種輻射展示。

（2）交戰結果

接收演訓過程中的各類訓練數據進行實時裁決分析，展示雷達對抗的交戰關系、通信對抗的交戰關系及電磁兼容性分析結果。

2.2應用流程

網電對抗態勢展示流程按演訓準備和實施階段進行劃分。

在演訓準備階段，從數據庫獲取演訓籌劃的兵力編成及部署信息，包括雷達、電抗及通信等方面，獲取其位置及組織關系，按單裝備固定部署、移動平臺部署和陣地部署進行區分，設計3類圖層，分別展示其二維、三維效果及籌劃狀態。

在演訓實施階段，分為演訓數據展示和效果分析展示。①演訓數據展示是從數據總線接收雷達、雷抗、通信和通抗的實兵交戰的數據信息，按裝備、平臺和陣地進行分類管理，再根據數據信息類型進行分層展示。裝備分類中，雷達包括輻射、掃描、功率及包絡分析、狀態等展示圖層；通信包括組網關系、收發狀態展示圖層；通抗/雷抗包括偵察、干擾展示圖層；平臺分類中，按平臺類型進行分層，展示平臺運動軌跡及平臺當前位置；陣地分類時，針對陣地的位置信息獲取情況，分層展示陣地部署兵力的毀傷和故障。在演訓交戰中進行讀取裁決、分析結果進行雷達對抗、通信對抗交戰關系展示及裁決判定結果展示。應用流程如圖1所示。

2.3軟件設計

2.3.1功能組成

態勢展示要素在不同階段有不同需求，針對不同級別的用戶展示要素也不同，系統在設計時將功能分為基礎功能和業務應用功能模塊?；A功能提供基礎服務，為業務應用功能提供接口支持。基礎功能包括二維地圖加載顯示、三維地圖加載顯示、坐標系統、二維標號庫、三維模型庫、基礎量算（包括距離、方位、俯仰、面積和高程）和信息收發；業務應用功能包括業務數據展示處理、兵力編成管理、態勢分層分級管理、部署及實時位置展示、作用范圍展示、雷達輻射展示、偵察展示、干擾展示、通信組網展示、電磁分析展示、受擾包絡展示、兼容性展示、交戰結果展示和跟蹤識別結果展示[2-3]。軟件功能組成如圖2所示。

2.3.2框架設計

網電對抗態勢展示以實際演訓數據為輸入，為便于擴展接入，并保證接入數據不丟失，系統采用數據總線設計，通過數據訂閱及分發的方式接收及發送數據。為便于裁剪和降低耦合性，系統采用插件設計思路，將每一個展示要素進行獨立開發，通過插件靈活配置。

從展示要素及基礎功能出發，設計滿足基礎功能的二維地圖加載、三維地圖加載、三維建模及二維標號工具基礎插件，設計UI框架滿足不同展示需求的展示插件，如雷達輻射、偵察、干擾及輻射功率等插件[4]。軟件技術框架如圖3所示。

2.3.3技術實現

（1）二維地圖插件

二維地圖插件需要滿足多種類型矢量和柵格地圖的加載，包括tab和shp等矢量地圖及tiff和dem等格式的柵格地圖，并支持對紙質受標地圖的導入，從可移植性和國產平臺支撐情況，擬采用GDAL庫進行二維矢量和柵格地圖的數據處理。

（2）三維地圖插件

三維地圖插件需求滿足影像地圖及紋理貼圖等要求，從可移植性和國產平臺支撐情況，擬采用osg庫進行三維地圖的處理及開發[5]。

（3）坐標系統

坐標系統是態勢展示的基礎，可采用proj_4庫，該庫支持全球多種坐標系統，并支持自定義，便于系統的擴充及移植應用。

（4）標繪插件

標繪插件以二維標號顯示為主，提供顯示及手動標繪功能，是網電態勢展示二維態勢必不可少的元素，在國內遵循軍標標準進行開發，為提升二維軍標庫的擴充能力及移植能力，可采用SVG[6]對軍標進行處理，以降低軍標擴充對代碼的影響。

（5）三維模型插件

三維模型插件以三維實物模型、特效展示模型及電磁分析效果模型顯示為主，是三維態勢展示的基礎，能否逼真呈現網電對抗效果，三維展示模型至關重要，可設計三維建模設計功能，支持U3D和autocad的裝備模型導入及處理。

3應用分析及效果展示

網電對抗態勢展示以部隊網電對抗演訓為需求，通過數據總線接收雷達、電抗和通信實裝數據，針對數據要素進行態勢分類分層展示，將虛擬的電磁環境在電子地圖上直觀呈現，并利用地形、氣象和裝備指標信息結合電磁傳播模型進行受擾展示，以解決目前部隊網電對抗訓練缺乏直觀展示及難評價的現狀，如圖4所示。

4結束語

網電對抗態勢展示設計以電磁態勢展示為需求，結合演訓過程，分析設計了各階段展示要素，并從軟件設計的角度，分析功能模塊并梳理核心技術點，對核心技術點提出易于擴充及移植的技術途徑，可應用于電磁傳播分析展示、實兵訓練網電訓練、電磁環境構設及分析等。

參考文獻

[1]李紅巖.復雜電磁環境可視化研究[D].西安：西安電子科技大學，2013.

[2]楊文強.復雜電磁環境下的態勢展示[D].北京：北京郵電大學，2009.

[3]張賀.炮兵戰場電磁環境可視化研究[J].電子質量，2010（10）： 76-79.

[4]宇林軍，孫丹峰，李紅.基于緊密型二三維結合的GIS構架與系統實現[J].地理與地理信息科學，2009，25（5）：17-20.

[5]周橋，陳景偉，李建勝，等.電磁環境三維可視化技術[J].計算機工程，2008（9）：248-250.

[6]任志豪，賴源勁.基于SVG的思維導圖的系統實現[J].現代計算機（專業版），2016（9）：70-75.