一種基于Google Map的虛擬戰(zhàn)場防空態(tài)勢顯示方法

李斌，任磊

（中國電子科技集團公司第二十研究所，西安 710068）

0 引言

現(xiàn)代信息化條件下，戰(zhàn)場態(tài)勢指作戰(zhàn)雙方軍隊作戰(zhàn)和作戰(zhàn)企圖、行軍路線、兵力對比、兵力部署、作戰(zhàn)計劃、火力分配以及具體的作戰(zhàn)實體如作戰(zhàn)平臺、武器系統(tǒng)等作戰(zhàn)要素所處的狀態(tài)、形勢與發(fā)展趨勢，而態(tài)勢可視化則可以為監(jiān)視整個戰(zhàn)場態(tài)勢推演過程提供全局視點[1]，本文就此方面介紹了一種基于Google-Map的虛擬戰(zhàn)場防空態(tài)勢顯示方法。

1 系統(tǒng)框架設(shè)計及地圖服務(wù)調(diào)用方法

1.1 Google-Map API簡介及開發(fā)環(huán)境

Google-Map是Google公司開發(fā)的一套基于海量衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的地理信息系統(tǒng)，Google公司在Internet上發(fā)布了它的地圖服務(wù)，并為開發(fā)人員提供了一套調(diào)用地圖服務(wù)的數(shù)據(jù)接口，本文中使用的是Google Maps JavaScript API 第三版[2]。

1.2 框架設(shè)計

艦載平臺防空態(tài)勢顯示平臺總體采用微軟 Net技術(shù)開發(fā)整個平臺的框架，版本采用Visual Studio 2015；前端采用 JavaScript客戶端腳本技術(shù)調(diào)用Google Map提供的各類地圖服務(wù)，并結(jié)合Internet Explorer 10疊加顯示后臺所提供的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

1.3 地圖服務(wù)調(diào)用方法

本文中使用 JavaScript API，需要使用一個WebBrowser控件承載網(wǎng)頁，然后在網(wǎng)頁中實現(xiàn)C#和JavaScript語言的接口即可。

通過上面的代碼可將Google Map地圖服務(wù)調(diào)用到網(wǎng)頁中，第一行代碼的作用是定義 ID為“map_canvas”的DIV元素，并使用此DIV元素作為放置地圖實例的HTML容器；第二行代碼的作用是在此HTML容器中創(chuàng)建一個新的地圖實例；第三行代碼初始化地圖的中心坐標。

此時地圖非常簡單，需要添加一些控制和特性來增強操作性，代碼和注釋如下。

（1）設(shè)置地圖顯示選項

（2）設(shè)置地圖顯示類型包括衛(wèi)星圖和地形圖，并初始化為衛(wèi)星圖

（3）設(shè)置地圖初始縮放等級為6級

（4）通過addListener（）來添加消息響應(yīng)

①鼠標單擊地圖響應(yīng)

②縮放級別控制到16級

③鼠標移動地圖響應(yīng)

還可添加一些自定義工具，如柵格工具和地圖量測工具等。

（5）在WPF工程中添加WebBrowser控件，并通過

WebBrowser.Navigate（string source）函數(shù)進行加載，其中sourece為HTML文件的路徑。

至此一個具有縮放、漫游、柵格顯示和測量功能，能夠響應(yīng)鼠標操作、可以顯示衛(wèi)星影像、地形等地圖類型的Google Map地圖服務(wù)就建成了。

圖1 Google Map地圖顯示

2 防空態(tài)勢顯示

本文中主要使用地圖疊加層Overlay來添加顯示各類目標、運動航跡和其它 信息。Overlay是地圖上有經(jīng)緯坐標的對象集合，會隨地圖拖拽或縮放而移動，主要類型包括圖標（Marker）、折線（Polyline）、多邊形（Polygon）、信息窗口（info window）等[3]。

Overlay通常在構(gòu)造時添加到地圖上，也可以在定義構(gòu)造中所用的Options對象后，使用setMap（）方法傳遞要添加疊加層的地圖，并直接在地圖上添加顯示。

移除Overlay時調(diào)用疊加層的setMap（）方法傳遞null，然后將其設(shè)為null。

2.1 劇情目標顯示

2.1.1 顯示要素

目標類型：預(yù)警機、戰(zhàn)斗機、驅(qū)逐艦、護衛(wèi)艦、導彈等；

目標屬性：敵方、我方、不明；

目標數(shù)據(jù)：批號、屬性、類型、航向、經(jīng)度、緯度、高度等。

2.1.2 目標的創(chuàng)建與動態(tài)上顯

Marker用于標識地圖上的位置，可通過LatLng設(shè)置標記的經(jīng)緯度坐標，并通過 MarkerOptions設(shè)置標記是否可以點擊、拖動、彈跳等屬性，還可以添加陰影圖片，創(chuàng)建好Marker以后通過setMap（）方法添加渲染到地圖上。地圖標記的樣式可以通過對加載圖片的設(shè)置來個性化。本文中劇情目標用例顯示如下圖所示。其中，ID1~ID4為紅方艦艇，ID11~ID34為藍方導彈，ID35~ID52為藍方戰(zhàn)斗機。

圖2 劇情目標顯示

2.2 目標尾跡顯示

劇情推送頻率為100Hz，用Google Map提供的折線功能可動態(tài)實時畫出目標尾跡。Polyline類可定義地圖上已連接線段的疊加層，Polyline對象包含一組Latlng位置值，并繪制一系列線段，并隨著地圖縮放而縮放，隨著地圖移動而移動，這樣就可以實時觀測到戰(zhàn)場態(tài)勢中目標運動軌跡。

圖3 目標運動軌跡顯示

2.3 雷達掃描點跡顯示

在本文中，雷達點跡采用 Marker來顯示，如圖4所示是ID為1的艦載雷達掃描搜索或跟蹤點跡，當目標轉(zhuǎn)精跟時雷達點跡發(fā)送頻率增大，點跡更為密集。

為了能體現(xiàn)每個目標的航跡變化趨勢，屏幕上會根據(jù)需要按時間保留1s、5s、10s、30s 和60s內(nèi)的所有點跡。為了增加顯示效果，不同艦載雷達掃描點跡顯示樣式會根據(jù)需要進行調(diào)整，以便于區(qū)分。

圖4 雷達掃描點跡顯示

3 戰(zhàn)場防空態(tài)勢顯示實例

接下來以一簡單作戰(zhàn)實例進一步演示戰(zhàn)場防空態(tài)勢推演過程。

（1）兵力組成

紅方由4艘艦艇組成菱形編隊；

藍方由多架戰(zhàn)斗機組成，分別從各個方向向紅方編隊逼近。

（2）作戰(zhàn)流程

①藍方戰(zhàn)斗機向紅方編隊逼近，威脅度等級升高；紅方艦載雷達掃描搜索對應(yīng)空域，產(chǎn)生點跡和航跡，點跡發(fā)送給系統(tǒng)點跡處理設(shè)備，航跡發(fā)送給1號艦艇本指臺；

②當藍方戰(zhàn)斗機到一定區(qū)域內(nèi)時，1號艦艇本指臺向雷達和武器系統(tǒng)發(fā)送目指，雷達對對應(yīng)目標轉(zhuǎn)精跟，此時對應(yīng)此目標的點跡發(fā)送頻率增大，點跡密集；

③當滿足武器系統(tǒng)打擊條件時，武器系統(tǒng)發(fā)送導彈出來，并由目指數(shù)據(jù)制導，實行精確打擊；

④當導彈擊中藍方目標時，導彈爆炸，藍方戰(zhàn)斗機從劇情中消失。

圖5 戰(zhàn)場防空態(tài)勢演示

圖5中，虛線為目指線，表示由1號艦艇發(fā)送出的目指信息，指向被打擊目標，目指線隨著1號艦艇和被打擊目標的位置變動而進行調(diào)整，導彈打出后，也會沿著目指線的方向進行位置調(diào)整，直至擊中目標爆炸消失。

4 結(jié)語

本文介紹了一種基于 Google-Map的虛擬戰(zhàn)場防空態(tài)勢顯示方法，實現(xiàn)了地圖顯示查看、縮放平移、顯示類型切換，實現(xiàn)了劇情目標、目標航跡、目標尾跡、雷達點跡、目指連線等的實時動態(tài)顯示，并通過一個簡單作戰(zhàn)實例進一步演示了戰(zhàn)場防空態(tài)勢推演過程，在實際應(yīng)用中也表現(xiàn)出良好的性能。此方法也具備極大的擴展性，為紅藍對抗、雷達組網(wǎng)探測、點跡數(shù)據(jù)融合、智能輔助決策和復(fù)雜戰(zhàn)場態(tài)勢推演等提供了一種新的參考。