基于MAXSim的水面艦艇反導(dǎo)仿真模型設(shè)計(jì)?

邵作浩 由大德 熊正祥

（海軍艦艇學(xué)院 大連 116018）

基于MAXSim的水面艦艇反導(dǎo)仿真模型設(shè)計(jì)?

邵作浩 由大德 熊正祥

（海軍艦艇學(xué)院 大連 116018）

水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)模型逼真度是評價(jià)仿真系統(tǒng)置信度高低的重要依據(jù)。為此，首先研究了基于MAXSim軟件水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、各部分功能和反導(dǎo)仿真的實(shí)現(xiàn)流程，隨后將反導(dǎo)仿真模型分為物理仿真、邏輯控制和行為控制三類并對模型功能進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。最后，以用戶自定義的艦炮仿真模型為例對反導(dǎo)仿真系統(tǒng)模型進(jìn)行了擴(kuò)展，闡述了模型擴(kuò)展的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，提高了仿真模型的逼真度。目前此反導(dǎo)仿真系統(tǒng)模型已經(jīng)用于作戰(zhàn)仿真相關(guān)課題研究。

MAXSim；水面艦艇；反導(dǎo)；仿真；模型

ClassNum ber TP391.9；E917

1 引言

反艦導(dǎo)彈因具有攻擊距離遠(yuǎn)、低空逼近隱蔽性好、能精準(zhǔn)完成制導(dǎo)攻擊任務(wù)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為艦艇的嚴(yán)重威脅之一。如何進(jìn)行反導(dǎo)、尤其是如何防御反艦導(dǎo)彈多批次多方向的空襲已經(jīng)成為水面艦艇對空防御的重中之重［1～3］。近年來，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)得到了不斷提高，通過仿真模型進(jìn)行作戰(zhàn)仿真研究［4］在艦艇反導(dǎo)研究中體現(xiàn)出的優(yōu)越性日益顯著，而作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的好壞極大程度上依賴于對仿真模型的設(shè)計(jì)。水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)模型逼真度是評價(jià)仿真系統(tǒng)置信度高低的重要依據(jù)。在水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)中進(jìn)行模型設(shè)計(jì)的目的，是構(gòu)建更實(shí)用的水面艦艇、艦載機(jī)等武器平臺模型及各種武器裝備模型，并由反導(dǎo)仿真系統(tǒng)將其連接起來，從而建成具有時空一致性的分布仿真系統(tǒng)，從而利用水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)通過模擬真實(shí)的戰(zhàn)場因素實(shí)現(xiàn)兵力對抗，為反艦導(dǎo)彈性能、作戰(zhàn)使用策略以及防空反導(dǎo)戰(zhàn)法的研究提供參考。

MAXSim是針對合同戰(zhàn)術(shù)、分隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)層次而開發(fā)的作戰(zhàn)仿真軟件，具有出色的創(chuàng)建、監(jiān)視和控制想定的能力，主要用于創(chuàng)建、編輯和執(zhí)行戰(zhàn)場劇情，相比于美國MAK等公司開發(fā)的仿真系統(tǒng)，MAXSim的人機(jī)交互性更好且戰(zhàn)法編輯更為方便快捷［5～14］。即使是非編程人員也可通過編輯參數(shù)配置文本文件即可改變各種機(jī)動載體和動力學(xué)模型、傳感器特性和損傷模型，通過簡單的鼠標(biāo)點(diǎn)擊和鍵盤輸入利用創(chuàng)建好的邏輯模型實(shí)現(xiàn)兵力布局、創(chuàng)建行動路線、為實(shí)體分派任務(wù)和布置計(jì)劃。該軟件的突出優(yōu)點(diǎn)在于適合設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且具有智能策略的作戰(zhàn)方案，目前主要應(yīng)用于進(jìn)行參謀作業(yè)的訓(xùn)練、提高各級指揮員的分析決策能力，通過開發(fā)還可用于作戰(zhàn)方案優(yōu)化。因此，本文選用MAXSim對水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)模型進(jìn)行研究。

2 水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能

在反導(dǎo)仿真系統(tǒng)中，用戶可以通過反導(dǎo)知識庫編輯器讀取反導(dǎo)知識庫內(nèi)的數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行創(chuàng)建、編輯。仿真模型包可以根據(jù)需要選擇性地讀取反導(dǎo)知識庫中的信息實(shí)現(xiàn)行為控制、運(yùn)動解算等功能，并且能夠?qū)⒅付〝?shù)據(jù)提取至通用黑板（GBB）中供其他應(yīng)用程序使用。在提取GBB中信息的基礎(chǔ)上，利用地圖查詢器讀取地形信息、通過串行網(wǎng)絡(luò)適配器（SNA）與其他節(jié)點(diǎn)相交互、借由日志編輯器編輯想定記錄能夠?qū)崿F(xiàn)反導(dǎo)想定的監(jiān)視與控制、反導(dǎo)想定的分布、反導(dǎo)想定的記錄與回放。反導(dǎo)仿真系統(tǒng)可以用來檢驗(yàn)?zāi)M紅方與模擬藍(lán)方的戰(zhàn)術(shù)思想、行動方法，并對水面艦艇等武器平臺及各種武器裝備的作戰(zhàn)性能進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)而針對發(fā)現(xiàn)的不足及問題提出發(fā)展需求。通過MAXSim平臺構(gòu)建的水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)的各部分功能如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1 知識庫編輯器

知識庫編輯器是獨(dú)立的GUI應(yīng)用程序，用戶可以通過知識庫編輯器創(chuàng)建、修改反導(dǎo)知識庫中的數(shù)據(jù)。想定被編輯在三個不同信息層面，每一層面的數(shù)據(jù)都是通過指定的工具軟件完成的，只要將三個信息層面的定義做好，想定就可以馬上生成和使用。與三個信息層對應(yīng)的應(yīng)用工具分別為技術(shù)知識庫編輯器（TKE）、行為編輯器（BE）和想定編輯器（SE）。

2.2 反導(dǎo)知識庫

水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)中的反導(dǎo)知識庫由反導(dǎo)想定知識庫、反導(dǎo)技術(shù)知識庫和反導(dǎo)行為知識庫三部分組成。

反導(dǎo)想定知識庫包含了通過想定編輯器編輯的所有的反導(dǎo)想定。每個反導(dǎo)想定存儲為一個獨(dú)立的文件包含了反導(dǎo)技術(shù)知識庫、反導(dǎo)行為知識庫、地圖數(shù)據(jù)、反導(dǎo)想定參數(shù)和反導(dǎo)參與者數(shù)據(jù)等信息。

反導(dǎo)技術(shù)知識庫存儲著想定中水面艦艇、艦載機(jī)等武器平臺及各種反導(dǎo)武器裝備的技術(shù)參數(shù)，這些參數(shù)可以用于MAXSim中的參數(shù)化仿真模型，如運(yùn)動仿真模型、傳感器探測模型等。開發(fā)人員可以借由MAXSim軟件開發(fā)包（SDK）通過應(yīng)用程序接口（API）讀取或修改存儲于反導(dǎo)技術(shù)知識庫中的數(shù)據(jù)。

反導(dǎo)行為知識庫存儲著想定中水面艦艇、艦載機(jī)等武器平臺及各種反導(dǎo)武器裝備進(jìn)行反導(dǎo)策略修改、戰(zhàn)場決策、時間基準(zhǔn)行動、武器使用行動、傳感器開機(jī)和通信行動的戰(zhàn)法數(shù)據(jù)。反導(dǎo)行為知識庫存儲著多種多樣的實(shí)體的行為特征參數(shù)，這些數(shù)據(jù)需要通過BE進(jìn)行編輯。當(dāng)CGF的喚醒條件得到滿足時，戰(zhàn)法就開始了，該“喚醒條件”是在SE和BE中定義的。

2.3 仿真模型包

水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)的反導(dǎo)仿真模型包可分為反導(dǎo)仿真內(nèi)部模型包和反導(dǎo)仿真外部模型包兩類。內(nèi)部模型包包含行為控制模型、運(yùn)動解算模型、傳感器仿真模型、武器仿真模型等，若內(nèi)部模型包不能滿足實(shí)際需求，用戶可以根據(jù)需要通過二次開發(fā)的方式為MAXSim添加反導(dǎo)仿真外部模型。

行為控制模型主要負(fù)責(zé)激活和關(guān)閉不同的武器裝備，選擇目標(biāo)，控制不同平臺的機(jī)動和單元的行為。運(yùn)動解算模型能計(jì)算每個被仿真平臺的當(dāng)前位置和速度。傳感器仿真模型能夠基于傳感器能力、傳感器位置和目標(biāo)位置、環(huán)境條件等因素，按要求顯示每個仿真戰(zhàn)場上被傳感器所探測到的實(shí)體。武器仿真模型主要用于計(jì)算仿真戰(zhàn)場上武器爆炸點(diǎn)對平臺的作戰(zhàn)效果。

2.4 通用黑板（GBB）

通用黑板是存儲應(yīng)用程序運(yùn)行期間所有應(yīng)用數(shù)據(jù)的通用數(shù)據(jù)庫，通過GBB存儲數(shù)據(jù)能確保所有應(yīng)用程序在獲得授權(quán)后能獲取到數(shù)據(jù)庫內(nèi)的共享數(shù)據(jù)。GBB由主實(shí)體表、實(shí)體表、描述子表和消息表4種類型的表格組成，其數(shù)據(jù)的創(chuàng)建和管理由GBB管理器（Manager.exe）負(fù)責(zé)。

2.5 日志記錄器（Logger）

日志記錄器的設(shè)計(jì)目的是記錄程序運(yùn)行期間所有應(yīng)用程序的操作歷史，它存儲了磁盤中GBB的相關(guān)內(nèi)容，從而能夠?qū)⑾嚓P(guān)內(nèi)容重新加載到GBB中。

2.6 串行網(wǎng)絡(luò)適配器（SNA）

在應(yīng)用執(zhí)行期間，SNA（SNA.exe）負(fù)責(zé)同步不同節(jié)點(diǎn)的通用黑板，從而確保無論某個模型是在哪個CPU中運(yùn)行，該模型的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的不同節(jié)點(diǎn)都是可用的。

在一個特定的SNA節(jié)點(diǎn)操作，將由某節(jié)點(diǎn)所生成的數(shù)據(jù)分布到所有感興趣的節(jié)點(diǎn)。為了減少計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，SNA可以被配置為只分布相關(guān)的表；其它節(jié)點(diǎn)不感興趣的數(shù)據(jù)（如運(yùn)行在其它機(jī)器上的模型）將不會被發(fā)送。

3 水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)的模型設(shè)計(jì)

系統(tǒng)構(gòu)建的模型主要實(shí)現(xiàn)水面艦艇主要武器裝備反導(dǎo)作戰(zhàn)和訓(xùn)練過程的仿真。在仿真層次方面，模型分別從物理仿真、邏輯控制和行為控制層次上對水面艦艇反導(dǎo)作戰(zhàn)訓(xùn)練過程進(jìn)行了細(xì)致精確的仿真。

例如，為完成一次對來襲導(dǎo)彈的任務(wù)，位于三個層次上的三類模型在仿真系統(tǒng)中起著不同功能作用：

1）行為控制模型根據(jù)目標(biāo)威脅等級、位置以及我方武器目前占用情況等信息，確定實(shí)施導(dǎo)彈打擊、艦炮打擊、有源壓制干擾或箔條干擾的策略。

2）在確定實(shí)施導(dǎo)彈打擊后，調(diào)用艦空導(dǎo)彈發(fā)射邏輯控制模型，主要模擬艦空導(dǎo)彈的發(fā)射過程，包括發(fā)射導(dǎo)彈選擇、火力分配、發(fā)射控制、導(dǎo)彈出箱等。根據(jù)打擊目標(biāo)信息進(jìn)行發(fā)射褚元計(jì)算，控制艦空導(dǎo)彈的發(fā)射方式和發(fā)射時間等信息。

3）在獲得艦空導(dǎo)彈的發(fā)射時間等發(fā)射參數(shù)信息后，調(diào)用導(dǎo)彈武器物理仿真模型模擬艦空導(dǎo)彈、艦艦導(dǎo)彈上升段、無控段、中制導(dǎo)、末制導(dǎo)的全過程。

3.1 物理仿真模型的設(shè)計(jì)

物理仿真模型處于CGF兵力最底層的仿真層次，它抽象地仿真了實(shí)際武器裝備的基本的動作，為上一層的邏輯控制模型提供了基本動作的調(diào)用接口。物理仿真模型在物理過程層次上，仿真了各類型CGF兵力的基礎(chǔ)行動過程，如CGF兵力的基礎(chǔ)機(jī)動過程，包括CGF兵力的加速、減速、轉(zhuǎn)向、爬升和下降等基礎(chǔ)性機(jī)動方式。通過響應(yīng)邏輯控制模型對其的功能調(diào)用命令，物理仿真模型能夠驅(qū)動CGF兵力狀態(tài)隨作戰(zhàn)時間進(jìn)行演化，從而最終完成用戶下達(dá)的指令。

水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)的物理仿真模型主要包括：水面艦艇機(jī)動物理仿真模型、艦載雷達(dá)仿真模型、紅外警戒仿真模型、末制導(dǎo)設(shè)備仿真模型、艦炮武器仿真模型、導(dǎo)彈武器仿真模型、艦載通信裝備仿真模型、艦載電子對抗裝備仿真模型、信息處理裝備仿真模型。

1）水面艦艇機(jī)動物理仿真模型通過接收邏輯控制模型下達(dá)的物理機(jī)動請求，并根據(jù)平臺當(dāng)前的機(jī)動狀態(tài)，計(jì)算出平臺下一步時長的新機(jī)動狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)水面艦艇實(shí)體的機(jī)動仿真。該模型能考慮水文、氣象環(huán)境參數(shù)實(shí)時計(jì)算艦艇的橫搖、縱搖參數(shù)，能夠支持0.05～20倍速（與自然時鐘相比）運(yùn)行要求，支持步長動態(tài)調(diào)整，包括高速、正常和低速等運(yùn)行模式。

2）艦載雷達(dá)仿真模型根據(jù)雷達(dá)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、地形參數(shù)和目標(biāo)參數(shù)，計(jì)算雷達(dá)的探測威力，能夠根據(jù)雷達(dá)特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)不同體制雷達(dá)的搜索、跟蹤過程，輸出雷達(dá)探測目標(biāo)運(yùn)動速度、航跡等信息。

3）紅外警戒仿真模型能夠模擬艦艇搭載的紅外探測裝備工作原理，根據(jù)環(huán)境信息模擬紅外探測裝備的目標(biāo)搜索、目標(biāo)識別和跟蹤過程并計(jì)算探測結(jié)果，將探測結(jié)果傳遞給指控系統(tǒng)進(jìn)行處理。

4）末制導(dǎo)設(shè)備仿真模型能夠搜索及跟蹤目標(biāo)，用于導(dǎo)彈在飛行末段對目標(biāo)進(jìn)行自動搜索、捕捉、識別選擇和跟蹤目標(biāo)的過程，同時能夠向彈上自動駕駛儀送出制導(dǎo)控制指令，引導(dǎo)導(dǎo)彈飛向目標(biāo)。

5）艦炮武器仿真模型能夠模擬中大孔徑艦炮、近程防御系統(tǒng)、小口徑艦炮等武器系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)參數(shù)、近程反導(dǎo)武器狀態(tài)等因素，通過射擊褚元解算、彈道計(jì)算及炸點(diǎn)散步模擬判斷是否滿足火炮射擊條件，自動控制火炮射擊并完成毀傷判定。

6）導(dǎo)彈武器仿真模型能夠接收導(dǎo)彈發(fā)射控制模型的發(fā)射參數(shù)信息，模擬艦空導(dǎo)彈、艦艦導(dǎo)彈上升段、無控段、中制導(dǎo)、末制導(dǎo)的全過程。

7）艦載通信裝備仿真模型模擬水面艦艇的通信裝備特性，包括短波通信、超短波通信、衛(wèi)星通信、數(shù)據(jù)鏈通信、甚低頻收信模型等。該模型能夠根據(jù)通信裝備性能參數(shù)和通信業(yè)務(wù)參數(shù)結(jié)合自然環(huán)境與電磁環(huán)境，從而仿真通信裝備使用過程和信息傳輸過程，計(jì)算誤碼率、語音可懂度、通信距離，顯示通信效果并根據(jù)通信裝備性能環(huán)境因素實(shí)現(xiàn)通信組網(wǎng)、信息的發(fā)送與接收。

8）艦載電子對抗裝備仿真模型模擬水面艦艇所掛載的電子對抗裝備的工作過程和原理，模擬電子偵察過程、有源壓制干擾過程、無源干擾、通信干擾、水聲對抗干擾等，為水面艦艇執(zhí)行防空反導(dǎo)、干擾掩護(hù)等作戰(zhàn)任務(wù)進(jìn)行支撐。模擬電子偵察過程時能夠根據(jù)偵察設(shè)備參數(shù)、設(shè)備參數(shù)、環(huán)境參數(shù)，計(jì)算偵察設(shè)備的探測能力，根據(jù)偵察設(shè)備特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)偵察設(shè)備的識別和告警過程。并且，模擬干擾過程中該模型能夠能夠根據(jù)偵察設(shè)備識別參數(shù)、干擾機(jī)參數(shù)、設(shè)備所在平臺參數(shù)、環(huán)境參數(shù)等計(jì)算干擾設(shè)備的干擾能力，根據(jù)干擾設(shè)備特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)干擾設(shè)備干擾樣式?jīng)Q策、干擾效能分析計(jì)算等功能。

9）信息處理裝備仿真模型模擬水面艦艇單艦及編隊(duì)及信息綜合處理，具有信息收集處理、信息融合、威脅判斷、目標(biāo)綜合處理及火力兼容等功能。

3.2 邏輯控制模型設(shè)計(jì)

邏輯控制模型仿真了各類型CGF兵力中相對復(fù)雜的行動及控制過程（如CGF兵力的計(jì)劃航線、之字形機(jī)動和占位機(jī)動等），處于CGF兵力的原子動作層和物理仿真層之間，為CGF兵力的各原子動作的實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)性的支持，通過響應(yīng)CGF兵力行為控制的原子動作指令和綜合導(dǎo)控系統(tǒng)的實(shí)時指令，將各指令轉(zhuǎn)換為一系列對物理仿真模型的功能調(diào)用命令，從而驅(qū)動CGF兵力狀態(tài)隨作戰(zhàn)時間演化。

水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)的邏輯控制模型主要由機(jī)動控制模型、艦空導(dǎo)彈發(fā)射控制模型、艦炮開火控制模型和電子對抗設(shè)備邏輯控制模型組成。

1）水面艦艇機(jī)動控制模型提供了水面艦艇各類機(jī)動方式的仿真，如計(jì)劃航線、占位機(jī)動、躲避機(jī)動等功能。當(dāng)艦船在發(fā)射光電、箔條干擾彈后需要進(jìn)行躲避機(jī)動，水面艦艇機(jī)動控制模型根據(jù)來襲導(dǎo)彈或魚雷、水雷等武器的方位、速度等要素計(jì)算出航向和航速等信息，指引艦船快速進(jìn)入反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)盲區(qū)躲避。

2）艦空導(dǎo)彈發(fā)射控制模型主要模擬艦空導(dǎo)彈的發(fā)射過程，包括發(fā)射導(dǎo)彈選擇、火力分配、發(fā)射控制、導(dǎo)彈出箱等。根據(jù)打擊目標(biāo)信息進(jìn)行發(fā)射褚元計(jì)算，控制艦空導(dǎo)彈的發(fā)射方式和發(fā)射時間等信息。

3）艦炮開火控制模型主要模擬艦炮開火過程，根據(jù)打擊目標(biāo)類型、方位和本艦的方位等信息進(jìn)行主副炮選擇及打擊時機(jī)選擇。

4）電子對抗設(shè)備控制模型主要負(fù)責(zé)裝載、激活、關(guān)閉實(shí)體平臺的電子對抗裝備并且設(shè)置其相關(guān)參數(shù)。該模型可以根據(jù)戰(zhàn)場環(huán)境及條件控制雷達(dá)、通信、紅外等偵察設(shè)備等開關(guān)機(jī)及工作狀態(tài)參數(shù)，并設(shè)置有源干擾設(shè)備的工作狀態(tài)；根據(jù)來襲導(dǎo)彈信息、本艦信息、箔條彈信息等控制箔條彈發(fā)射的時機(jī)及方位。

3.3 行為控制模型設(shè)計(jì)

行為控制模型根據(jù)CGF兵力所定義的行為規(guī)則進(jìn)行決策過程的仿真。行為控制模型的運(yùn)行方式為：根據(jù)行為知識庫中定義的行為規(guī)則和實(shí)時感知的仿真環(huán)境態(tài)勢，基于有限狀態(tài)機(jī)的具體狀態(tài)及遷移轉(zhuǎn)換來決定所需執(zhí)行的一系列的動作。最終將其形成的“邏輯指令”發(fā)送給相應(yīng)的邏輯控制模型。

水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)的行為控制模型由單艦及編隊(duì)針對整體防空態(tài)勢，提供對空防御威脅判斷模型、軟硬武器協(xié)同抗擊方案的優(yōu)化模型（艦空導(dǎo)彈、艦炮、電子干擾等）及毀傷評估模型等組成。

1）對空防御威脅判斷模型可以在水面艦艇探測到目標(biāo)或接收到外部的目標(biāo)信息后對空中目標(biāo)進(jìn)行威脅判斷，將目標(biāo)進(jìn)行分類、定級，區(qū)分目標(biāo)方向，當(dāng)出現(xiàn)導(dǎo)彈時進(jìn)行告警處理并形成空中目標(biāo)威脅排序表。

2）軟硬武器協(xié)同抗擊方案的優(yōu)化模型可以根據(jù)目標(biāo)威脅等級、位置以及我方武器目前占用情況等信息，確定實(shí)施導(dǎo)彈打擊、艦炮打擊、有源壓制干擾或箔條干擾的策略。

3）毀傷評估模型可幫助水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)借由通過監(jiān)控戰(zhàn)場態(tài)勢情況，判斷任務(wù)是否結(jié)束、是否適合下達(dá)轉(zhuǎn)火或?；鹬噶?。

4 水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)的模型的擴(kuò)展方法

水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)需要構(gòu)建高逼真度的仿真模型，從而提升反導(dǎo)仿真系統(tǒng)的置信度。MAXSim現(xiàn)有的模型實(shí)例雖然適用于通用的作戰(zhàn)仿真，但尚不能滿足作戰(zhàn)仿真的部分具體要求。所以，必須對MAXSim模型進(jìn)行擴(kuò)展，這是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。通過利用MAXSim系統(tǒng)的模型組件開發(fā)工具創(chuàng)建高精度的用戶模型，可以嵌入到現(xiàn)有的仿真引擎中從而完成對MAXSim的模型擴(kuò)展。

例如：MAXSim里現(xiàn)有的水面艦艇仿真模型，通過TKE可以編輯修改艦炮的最小攻擊距離、最大攻擊距離、有效攻擊距離、引爆時間、充填時間等具體參數(shù)設(shè)置，在對想定進(jìn)行作戰(zhàn)推演過程中利用這些參數(shù)判定艦炮的攻擊效果。但是艦炮在艦艇上由于受到氣象條件、艦艇運(yùn)動特征等影響，其射擊范圍有限且隨外部影響而變化。如果忽略了這些因素，將降低仿真的置信度與準(zhǔn)確性，所以需要開發(fā)用戶自定義的水面艦艇仿真模型。

現(xiàn)以創(chuàng)建一個新的艦炮物理仿真模型為例來說明水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)模型擴(kuò)展方法，步驟如下：

1）明確擴(kuò)展內(nèi)容，設(shè)置類型名稱為NewGun，從MAXSim的原有Gun派生，并新增描述符NewDesc；

2）基于現(xiàn)有類型Gun，新建類型NewGun，并把我們新增的描述符NewDesc指派給NewGun；

3）修改Agent編碼：打開新建類型NewGun，將其生成配置改為x64 release，打開文件NewGunA-gentDescriptorsNewDesc-Struct.h，為描述符NewDesc定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，加入2個變量（int型的n IntValue，double型的dDoubleValue）。代碼如下：

structNewDesc

｛

//自行定義Decriptor所需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

int nIntValue；

double dDoubleValue；

｝；

4）打開文件NewGunAgentDescriptorsNew-GunMonitor.h，添加GBB處理代碼：

class MonitorNewDesc： public GBBMoni tor：：CDescHandler

｛

public：

MonitorNewDesc（）：

GBBMonitor：：CDescHandler（“MonitorNewDesc”）｛｝

virtualvoid FillData（char*pData）

｛

HT：：NewDesc*pDesc=（HT：：NewDesc*）pData；

//根據(jù)定義的結(jié)構(gòu)體添加處理代碼

AddFieldDouble（'IntValue"，pDesc-＞nIntValue）；

AddFieldDouble（'DoubleValue"，pDesc-＞dDoubleValue）；

｝

｝；

5）完成了新描述符NewDesc的數(shù)據(jù)定義工作后，在NewGunAgent.cpp中加入自己想要的實(shí)際處理工作。由于NewGunAgent已經(jīng)自動生成了描述符NewDesc的讀寫函數(shù)，可以在步長處理函數(shù)中將NewGun的NewDesc進(jìn)行賦值，如下所示：

status_t NewGunAgent： ： notifyForActivation （int noOfMessageTypes，enum_tgMessageTypes）

｛

status_tstatus==SUCCESS；

//獲取所有的艦炮列表

EntityIterator iterVessel

（HT_GBB：：EntitySurfaceVessel，status）；

CHECK_STATUS_AND_RETURN（status）；

for（iterVessel.begin（）；！iterVessel.end（）；iterVessel.next（））

｛

//獲取艦炮ID

id_tnWeaponId=INVALID_MET_ID；

status=iterWeapon.getEntityID（nWeaponId）；

CHECK_STATUS_AND_CONTINUE（status）；

//獲取艦炮的TKB類型

TKB：：TYPE_ID nTKBTypeId；

GetTKBTYpe（nWeaponId，nTKBTypeId）；

//艦炮的TKB類型為新加的類型

if（nTKBTypeId==TKB：：TypeNewGun）

｛

//寫入新描述符NewDesc數(shù)據(jù)

NewDesc cNewDesc；

cNewDesc.n IntValue=10；

cNewDesc.nDoubleValue=25.23；

status=writeData（nWeaponId，HT_GBB：：DescriptorNewDesc，cNewDesc）；

｝

｝

return status；

｝

6）編譯生成，生成 NewGunMain.exe、NewGun-SizeDLL.dll、NewGunAgent.dll放至MAXSim配置中RootConfig.xml的所在位置。這樣在重新運(yùn)行MAXSim時就會出現(xiàn)用戶自定義的艦炮物理仿真模型，從而實(shí)現(xiàn)了水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)模型的擴(kuò)展。

5 結(jié)語

本文基于MAXSim闡述了水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及各部分功能，設(shè)計(jì)了水面艦艇反導(dǎo)仿真系統(tǒng)的物理仿真模型、邏輯控制模型、行為控制模型，并以開發(fā)用戶自定義的艦炮物理仿真模型為例對反導(dǎo)仿真系統(tǒng)模型進(jìn)行了擴(kuò)展。該模型具有較好的研究價(jià)值，目前此反導(dǎo)仿真系統(tǒng)模型已經(jīng)用于作戰(zhàn)仿真相關(guān)課題研究，未來可以進(jìn)一步研究水面艦艇反導(dǎo)作戰(zhàn)方案優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)。

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Design of Anti-m issile Simulation Modelsof Surface-ship Based on MAXSim

SHAO Zuohao YOU Dade XIONG Zhengxiang
（Dalian Navy Academy，Dalian 116018）

The fidelity ofanti-missile simulationmodels of surface-ship has become one of themost importantbases to evaluate simulation systems.For this reason，the structure，function and the processof the anti-missile simulation are introduced based on MAXSim.And anti-missile simulation modelswhich are divided into the physical simulationmodels，logic controlmodels and behavior controlmodels are proposed.Taking the customizablemodel of naval gun asan example，themodel extension technology which hasbeen generalized isadopted to improve the fidelity ofanti-missile simulationmodels.

MAXSim，surface vessel，anti-missile，simulation，model

TP391.9；E917

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.09.013

2017年3月13日，

2017年4月26日

邵作浩，男，碩士研究生，研究方向：艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)仿真。由大德，男，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：艦炮武器系統(tǒng)與戰(zhàn)斗使用的教學(xué)與研究。熊正祥，男，高級工程師，碩士生導(dǎo)師，研究方向：作戰(zhàn)系統(tǒng)仿真。