無人機(jī)模擬訓(xùn)練發(fā)展及運(yùn)用研究綜述

矯永康，沈如松，李德棟，徐煥翔

(海軍航空大學(xué)航空作戰(zhàn)勤務(wù)學(xué)院，山東 煙臺 264001)

1 引言

與實(shí)裝訓(xùn)練相比，模擬訓(xùn)練具有不受場地、空間和氣候條件限制的優(yōu)點(diǎn)[1-2]，當(dāng)前各軍方已基本形成了共識，把模擬訓(xùn)練作為培養(yǎng)無人機(jī)操作員非常有效的方式。美國空、海軍都提出了進(jìn)行100%綜合模擬訓(xùn)練的目標(biāo)要求，美陸軍也希望能夠在模擬器上進(jìn)行大部分的訓(xùn)練。印度在以色列的協(xié)助下，成立了無人機(jī)專職訓(xùn)練機(jī)構(gòu)，也利用模擬訓(xùn)練系統(tǒng)開展無人機(jī)操作員訓(xùn)練。據(jù)俄“織女星”公司透露，俄軍2014年開始裝備該公司生產(chǎn)的無人機(jī)操控員模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過3D模擬環(huán)境培訓(xùn)無人機(jī)操控員，并全程記錄操控員動作，教練員可通過遙控系統(tǒng)和視頻回放對學(xué)員進(jìn)行指導(dǎo)。此外，新加坡、加拿大都開始采購無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)開展訓(xùn)練工作。

2 國外無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

目前，外軍無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)供應(yīng)商及產(chǎn)品主要如下表1所示。

表1 典型無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)

2.1 “捕食者”模擬訓(xùn)練系統(tǒng)

2007年，L-3通信公司簽署合同，在18個(gè)月內(nèi)向克里奇空軍基地提供5部“捕食者”機(jī)組人員任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)(PMATS)[3]。PMATS訓(xùn)練逼真度很高，提供完全沉浸的訓(xùn)練環(huán)境，便于實(shí)際操作，尤其是仿真模擬軟件、實(shí)際飛行運(yùn)行程序軟件和地面控制硬件的相互集成，能提供飛機(jī)平臺、傳感器和武器裝備的高逼真度模型。其模擬合成環(huán)境考慮了晝夜、風(fēng)、惡劣天氣和熱效應(yīng)等因素，并支持下一代“捕食者”和其它無人機(jī)系統(tǒng)，參考畫面見圖1。

在具體的教學(xué)過程中，教師應(yīng)該以人為本、一視同仁，認(rèn)真對待班級中的每一名學(xué)生，保護(hù)學(xué)生的自尊心。在運(yùn)用慕課開展小學(xué)語文教學(xué)的過程中，教師還需要對教學(xué)時(shí)間進(jìn)行一定的把控，切忌過度依賴慕課教學(xué)，使教學(xué)進(jìn)度受到影響。

現(xiàn)在的祝國寺是1993年異地重建，距老祝國寺遺址8公里。經(jīng)過20多年的發(fā)展，新祝國寺已形成五進(jìn)五院的建筑群落，成為集佛教文化、園林藝術(shù)和休閑于一體的攬勝之地。

圖1 “捕食者”高逼真實(shí)時(shí)飛行仿真畫面和任務(wù)捕獲畫面

PMATS的升級版中，能模擬“MQ-9收割者”(Reaper)無人機(jī)系統(tǒng)。并在控制臺實(shí)現(xiàn)任務(wù)規(guī)劃，該系統(tǒng)具有數(shù)字化信息系統(tǒng)(DIS)和高層體系結(jié)構(gòu)(HLA)兼容性，可實(shí)現(xiàn)多機(jī)聯(lián)合模擬。

方干又有七律《游稱心寺中島》，據(jù)《雍正浙江通志》越州稱心寺條載：“會昌中廢，大中三年，觀察使李褒奏重建?！盵5]6431因而可以判斷方干游歷鏡湖中的稱心寺并留下詩作是在大中三年(849)方干40歲之后。

智慧水務(wù)戰(zhàn)略是水務(wù)公司轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要?jiǎng)恿?，在?zhàn)略頂層設(shè)計(jì)中需要水務(wù)公司高層的大力支持，在戰(zhàn)略實(shí)施中也為水務(wù)公司帶來了實(shí)實(shí)在在的運(yùn)營管理水平提升，解決了企業(yè)在人力、流程、財(cái)務(wù)、客戶服務(wù)等方面存在的若干管理問題和漏洞，未來將進(jìn)一步為企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展提供更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)支撐平臺。

2.2 CAE公司S7000系列高逼真無人機(jī)任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)

CAE公司的S7000提供集成化、完備的運(yùn)行和支撐仿真環(huán)境，具備無人系統(tǒng)(UAS)任務(wù)訓(xùn)練、任務(wù)計(jì)劃、任務(wù)操作人員管理以及數(shù)據(jù)分析等功能，如圖2所示。該任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)可與任何UAS的地面控制站(GCS)配置完成模擬任務(wù)訓(xùn)練和評估，還可在模擬仿真和真實(shí)飛行狀態(tài)之間切換。在模擬仿真狀態(tài)下，任務(wù)管理站具有不同地形、天氣等環(huán)境因素設(shè)置能力，還允許指導(dǎo)教師設(shè)定虛擬的任務(wù)和練習(xí)腳本提供給受訓(xùn)人員練習(xí)。

納入病例后發(fā)現(xiàn)不符合納入標(biāo)準(zhǔn)或未能按照治療方案完成治療的患者；未按規(guī)定用藥者或接受其他治療者；貼敷過敏者；發(fā)生嚴(yán)重不良事件或并發(fā)癥，無法繼續(xù)進(jìn)行治療者。

圖2 CAE S7000系列高逼真無人機(jī)任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)

2.3 UAV多任務(wù)實(shí)時(shí)分布式架構(gòu)仿真訓(xùn)練系統(tǒng)

當(dāng)前無人機(jī)型號種類繁多，所配套的地面控制站和模擬器在人機(jī)交互設(shè)計(jì)上也是五花八門，操作按鍵和顯示界面的位置千差萬別，在這種背景下經(jīng)常出現(xiàn)生長培養(yǎng)的無人機(jī)操控員難以勝任崗位，還需再改裝培訓(xùn)，造成時(shí)間和資源的浪費(fèi)，同時(shí)由于人機(jī)界面的巨大差異，固有的操作習(xí)慣也會增大人為差錯(cuò)發(fā)生的概率，因此必須研究通用化互操作技術(shù)，開發(fā)通用化地面站。

圖3 多任務(wù)UAV實(shí)時(shí)分布架構(gòu)仿真訓(xùn)練系統(tǒng)

2.4 美國諾斯羅普公司無人機(jī)訓(xùn)練“集成控制與支持系統(tǒng)”

美國諾斯羅普公司為無人機(jī)操作人員訓(xùn)練研制了“集成控制與支持系統(tǒng)(ICSS)”[4-5]。該項(xiàng)目旨在發(fā)展一套符合當(dāng)今技術(shù)發(fā)展水平的，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的飛行訓(xùn)練系統(tǒng)，來增強(qiáng)當(dāng)前和未來無人機(jī)的操作性能。ICSS系統(tǒng)能夠自動完成任務(wù)計(jì)劃，使控制人員能更有效地計(jì)劃、模擬并執(zhí)行實(shí)際無人機(jī)飛行任務(wù)。

總之，生態(tài)林業(yè)的主要目的是改善環(huán)境質(zhì)量，進(jìn)而促進(jìn)整個(gè)生態(tài)建設(shè)重點(diǎn)工程。造林技術(shù)推廣，林業(yè)的發(fā)展是非常重要的，所以在新的時(shí)代背景下，為了更好地提高造林技術(shù)建設(shè)質(zhì)量，相關(guān)人員必須重視林業(yè)推廣技術(shù)，必須結(jié)合具體情況林業(yè)在相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，要有一定的針對性，現(xiàn)階段，我國北方地區(qū)正在積極開展植樹造林活動。開展森林復(fù)墾活動，改善我國生態(tài)環(huán)境意義重大。森林資源的減少對我國未來的發(fā)展非常不利，因此在當(dāng)前的發(fā)展過程中增加森林資源總量和造林是非常必要的。相信隨著我國林業(yè)部門的不斷努力，北方的森林資源總量將逐步增加，北方的經(jīng)濟(jì)水平也將提高。

2.5 英國國防部“守望者”無人機(jī)沉浸式模擬訓(xùn)練計(jì)劃

美國海軍在馬里蘭州帕圖森特河海軍航空站建造并開始運(yùn)行多個(gè)便攜式的艦載MQ-8B/C型火力偵察無人機(jī)模擬器，使用MetaVR公司的帶有3D全景海洋狀態(tài)的虛擬現(xiàn)實(shí)場景生成器VRSG。該模擬器主要用于艦載作戰(zhàn)，幫助飛行器操作員(負(fù)責(zé)駕駛飛機(jī))和執(zhí)行任務(wù)軍官(控制搭載的傳感器等)學(xué)習(xí)并獲取火力偵察能力。虛擬現(xiàn)實(shí)場景生成器(VRSG)的窗口外視圖首先由海軍相關(guān)傳感器模擬處理，然后在訓(xùn)練系統(tǒng)上提供光電和紅外傳感器模式。通過前視光電紅外模擬，操作員可以在不同的環(huán)境條件下，利用高倍率視角對MetaVR公司的3D船舶模型細(xì)節(jié)進(jìn)行遠(yuǎn)程分類。

2.6 美海軍MQ-8B型艦載火力偵察兵模擬器

“守望者”無人機(jī)由塔萊斯公司和賽萊克斯公司聯(lián)合研制，英國國防部投入大量資金研制了“守望者”無人機(jī)的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，并制定了“守望者”無人機(jī)人員培訓(xùn)計(jì)劃。其訓(xùn)練基地位于拉克希爾市的英國皇家炮兵學(xué)院，使用馬歇爾公司研制的全任務(wù)模擬器，能真實(shí)地還原地面操控站操作過程，能夠捕捉和記錄訓(xùn)練環(huán)境下的重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)并全程記錄語音通信內(nèi)容，而且教官可以對其進(jìn)行標(biāo)注，用于訓(xùn)練評估與講評。

圖4 MQ-8B火力偵察兵模擬訓(xùn)練虛擬現(xiàn)實(shí)場景

目前無人機(jī)的訓(xùn)練方式主要包括實(shí)戰(zhàn)和模擬訓(xùn)練，兩者都存在一定的局限性：實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練資源消耗大、成本高、維護(hù)保障相對復(fù)雜，難以引入西方國家主力作戰(zhàn)機(jī)型參與，訓(xùn)練模式受到實(shí)際條件約束，特情訓(xùn)練不足；模擬訓(xùn)練實(shí)戰(zhàn)化水平低，客觀評估難度大，對作戰(zhàn)人員的心理訓(xùn)練不足。為解決上述問題，國外開展了基于將實(shí)戰(zhàn)(Live)、虛擬(Virtual)、構(gòu)建(Constructive)集成的訓(xùn)練架構(gòu)研究[8-14]，突破實(shí)際作戰(zhàn)環(huán)境與虛擬作戰(zhàn)環(huán)境平行互動關(guān)鍵技術(shù)。

要想不斷提升教學(xué)質(zhì)量，應(yīng)用型民辦本科高校必須高度注重“雙師型”教師隊(duì)伍的建設(shè)。目前，很多企業(yè)在招聘時(shí)，既要求教師具備豐富的理論知識，還要求他們具有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此，“雙師型”教師深受企業(yè)青睞，而企業(yè)為吸引這些教師便不斷提高福利待遇，這就導(dǎo)致大量教師離開應(yīng)用型民辦本科高校而另謀職業(yè)。為改善這一現(xiàn)狀，應(yīng)用型民辦本科高校必須建立健全教師獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，對表現(xiàn)好的教師給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)。這不僅可提高教師的生活水平，還可充分激發(fā)他們的工作積極性，從而全面提升應(yīng)用型民辦本科高校的教學(xué)質(zhì)量。

3 國內(nèi)無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

基于現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)的戰(zhàn)場環(huán)境構(gòu)建技術(shù)能夠有效提高戰(zhàn)場環(huán)境的逼真度，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)生成的虛擬場景基于數(shù)據(jù)庫驅(qū)動，地形數(shù)據(jù)和威脅數(shù)據(jù)庫是其核心組成部分，其它的數(shù)據(jù)由飛行航路、報(bào)警信息、狀態(tài)提示、大氣數(shù)據(jù)、跑道信息等組成。地形的數(shù)據(jù)由海拔高度信息構(gòu)成，也包括衛(wèi)星圖像、特征數(shù)據(jù)、趨勢矢量數(shù)據(jù)、潛在的障礙物等。這些數(shù)據(jù)可以分為動態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)兩個(gè)部分，靜態(tài)信息是由導(dǎo)航數(shù)據(jù)、地形高度數(shù)據(jù)、障礙物數(shù)據(jù)及機(jī)場數(shù)據(jù)等組成。動態(tài)數(shù)據(jù)是由各種傳感器反饋的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如敵方威脅信息、方位數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)鏈、雷達(dá)數(shù)據(jù)、紅外圖像數(shù)據(jù)等組成。系統(tǒng)中通過這些數(shù)據(jù)綜合生成飛行軌跡、威脅/障礙物和地形等信息。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息采用三維顯示可增加真實(shí)感和沉浸感，三維增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息必須支持多視點(diǎn)顯示，實(shí)現(xiàn)高效空間定位與態(tài)勢感知，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景處理機(jī)三維圖形引擎需實(shí)時(shí)完成與真實(shí)場景坐標(biāo)的關(guān)聯(lián)，將虛擬場景圖形信息拼裝成顯示畫面，傳送給增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示終端顯示。

3.1 綜合控制指揮/模擬訓(xùn)練車

北京航空航天大學(xué)利用仿真模擬技術(shù)自主地設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了“綜合控制指揮/模擬訓(xùn)練車”一體化，如圖5所示。2010年，分別在河北沙河和內(nèi)蒙古包頭進(jìn)行了飛行試驗(yàn)，效果良好。

圖5 綜合控制指揮/模擬訓(xùn)練車

3.2 “天翅3”無人機(jī)地面指揮和模擬訓(xùn)練系統(tǒng)

“天翅3”無人偵察機(jī)的地面指揮與仿真模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，為該機(jī)提供了嵌入式地面操縱、指揮和模擬訓(xùn)練功能，設(shè)計(jì)合理，使用方便可靠，如圖6所示。

1.1 研究對象 選擇2016年12月-2018年9月在本院自然分娩，在產(chǎn)后42d常規(guī)復(fù)查時(shí)，通過超聲檢查（經(jīng)腹和陰超）發(fā)現(xiàn)盆底器官位置異常，然后進(jìn)行產(chǎn)后盆底康復(fù)訓(xùn)練的產(chǎn)婦62例納入研究?；颊咂骄挲g（28.4±0.61)歲，孕次（1.4±0.31)次，產(chǎn)次(2.3±0.41)次，產(chǎn)后平均(105.2±21.54）d。選擇同期非妊娠年輕女性45例作為對照組，平均年齡 (24.1±0.76)歲，有性生活史，未孕未育。

圖6 “天翅3”地面指揮和模擬訓(xùn)練系統(tǒng)

3.3 翼龍Ⅰ和翼龍Ⅱ察打一體無人機(jī)模擬器

翼龍I無人機(jī)訓(xùn)練模擬器功能與MQ-1捕食者A無人機(jī)訓(xùn)練模擬器相當(dāng)，一次1～2名教員可培訓(xùn)兩名由飛行員和任務(wù)員組成的雙人機(jī)組控制1架翼龍I無人機(jī)。翼龍II無人機(jī)訓(xùn)練模擬器在翼龍I 無人機(jī)訓(xùn)練模擬器基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)了任務(wù)和特情訓(xùn)練功能，一次1～2名教員可培訓(xùn)兩名由飛行員和任務(wù)員組成的雙人機(jī)組控制1架翼龍II無人機(jī)或分別控制2架翼龍II無人機(jī)，實(shí)現(xiàn)了一站控雙機(jī)的模擬訓(xùn)練功能。

3.4 彩虹無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)

中國航天科技集團(tuán)有限公司第十一研究院自主研發(fā)的彩虹系列無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，可兼容彩虹系列多種型號無人機(jī)平臺及武器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全任務(wù)流程仿真訓(xùn)練，如圖7所示。并創(chuàng)新地加入了交互式教學(xué)系統(tǒng)及任務(wù)系統(tǒng)，可用于戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法訓(xùn)練、敵我對抗訓(xùn)練及戰(zhàn)前演練等用途，更加貼近實(shí)戰(zhàn)需要。自2015年第一代方艙版按照真實(shí)地面站布局進(jìn)行設(shè)計(jì)，第二代無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的載荷操作席位，外觀及操作界面與新一代通用地面指控站保持一致，同時(shí)，還裝載了基于視景仿真技術(shù)的戰(zhàn)場三維態(tài)勢系統(tǒng)。為了提高互動性，系統(tǒng)裝載了針對載荷及武器操作手的初級訓(xùn)練任務(wù)。

圖7 彩虹無人機(jī)第一代、第二代模擬訓(xùn)練系統(tǒng)

各研制單位主要面向單型無人機(jī)的流程操作模擬訓(xùn)練，所構(gòu)建模擬環(huán)境的逼真度不高，主要存在產(chǎn)品種類數(shù)量不足、功能性能不完善、缺少總體規(guī)劃等問題，主要體現(xiàn)在認(rèn)識層次較低、功能層次偏弱、通用化程度不高、與任務(wù)訓(xùn)練融合度不夠[7]。

4 無人機(jī)模擬訓(xùn)練關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)一般由仿真激勵(lì)分系統(tǒng)、考核評估分系統(tǒng)、模擬控制分系統(tǒng)組成，系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)主要包括：系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)、通用化互操作技術(shù)、戰(zhàn)場環(huán)境構(gòu)建技術(shù)、模擬訓(xùn)練評估技術(shù)等4類。

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)

從相關(guān)資料和國外用戶使用情況分析，以美軍捕食者無人機(jī)為例，其地面控制站不具備嵌入式訓(xùn)練功能。所有模擬訓(xùn)練課程依托訓(xùn)練模擬器完成，具備飛行訓(xùn)練(含飛行前檢查、起飛、巡航、著陸、故障)和任務(wù)訓(xùn)練(EO 電視/紅外、武器、故障、任務(wù)系統(tǒng))，鏈路仿真(延時(shí)、降級、故障)及教員控制等功能，一次1名教員可培訓(xùn)一個(gè)由飛行員和任務(wù)員組成的雙人機(jī)組控制1架捕食者無人機(jī)[6]。迄今已有26套PMATS交付美空軍，尚未見到美軍無人機(jī)訓(xùn)練模擬器聯(lián)入美軍分布式任務(wù)操作網(wǎng)絡(luò)(DMON)的報(bào)道。

基于LVC無人機(jī)模擬訓(xùn)練架構(gòu)中的三個(gè)部分共享相同的視圖場景，典型戰(zhàn)區(qū)級訓(xùn)練場景基于指揮官輸入開展，虛擬和構(gòu)建作戰(zhàn)單元由仿真執(zhí)行人員配置，實(shí)現(xiàn)整個(gè)戰(zhàn)場態(tài)勢綜合與生成，為增強(qiáng)任務(wù)逼真度開展三維虛擬模型的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示信息的畫面組織及實(shí)時(shí)渲染技術(shù)研究，以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)立體顯示技術(shù)研究，形成增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息沉浸感知能力。該架構(gòu)面向訓(xùn)練對象覆蓋無人機(jī)作戰(zhàn)部隊(duì)的所有參戰(zhàn)人員，能夠突破戰(zhàn)場資源、空域等限制，支撐大規(guī)模、跨區(qū)軍事演練，能夠通過訓(xùn)練/反饋提升訓(xùn)練效能，滿足新戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法、特情演練與評估需要，并節(jié)約訓(xùn)練評估成本?；贚VC無人機(jī)模擬訓(xùn)練可完成旨在鍛煉操作人員的操作水平和機(jī)組獨(dú)自遂行任務(wù)能力的集中式訓(xùn)練，以及使無人機(jī)操作人員融入體系化作戰(zhàn)模式的分布式訓(xùn)練。

4.2 通用化互操作技術(shù)

悉尼大學(xué)菲爾德機(jī)器人中心開發(fā)了多任務(wù)無人機(jī)(UAV)實(shí)時(shí)分布架構(gòu)仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，該系統(tǒng)以以太網(wǎng)為總線結(jié)構(gòu)，可以同時(shí)控制3架或更多UAV的實(shí)時(shí)飛行和任務(wù)載荷。該系統(tǒng)同時(shí)使用數(shù)字UAV模型和任務(wù)模型進(jìn)行任務(wù)模擬和驗(yàn)證，具備實(shí)時(shí)飛行和任務(wù)載荷的實(shí)際操縱與模擬仿真訓(xùn)練雙重功能，如圖3所示。

這里，我們教師從學(xué)生感興趣的故事情景著手，讓學(xué)生從故事中體驗(yàn)依次不斷地重復(fù)、無限和循環(huán)的數(shù)學(xué)思想，突破了教學(xué)的難點(diǎn)，有效地增進(jìn)了課堂教學(xué)效果?？梢姡适碌淖饔迷谟谑箚栴}更接近學(xué)生的心理，調(diào)動學(xué)生的積極性，起到了“引見以語，導(dǎo)以行”的作用。

為滿足多種型號無人機(jī)的模擬訓(xùn)練任務(wù)，模擬器采用通用模塊+專用模塊的方式實(shí)現(xiàn)通用化，通用模塊采用統(tǒng)一的軟硬件實(shí)現(xiàn)通用功能，專用模塊采用不同的軟硬件實(shí)現(xiàn)不同型號的專用功能。所謂的通用功能是從功能中抽象出的與不同無人機(jī)之間差異無關(guān)或松耦合的應(yīng)用功能，專用功能則是與不同無人機(jī)特殊應(yīng)用相關(guān)的功能。為了實(shí)現(xiàn)模擬器開放兼容，在硬件架構(gòu)、軟件架構(gòu)、物理接口、信息接口、人機(jī)接口等方面進(jìn)行通用化設(shè)計(jì)。

4.3 戰(zhàn)場環(huán)境構(gòu)建技術(shù)

目前無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)信息化戰(zhàn)場訓(xùn)練環(huán)境(對抗環(huán)境、戰(zhàn)場環(huán)境、協(xié)同環(huán)境等)建設(shè)不足，致使無法有效開展無人機(jī)在復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下的對抗作戰(zhàn)訓(xùn)練、多機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)訓(xùn)練等，不能有效支撐實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練[15-19]。

國內(nèi)主要研制的無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)有：北京航空航天大學(xué)無人機(jī)綜合控制指揮/模擬訓(xùn)練車、彩虹無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)、“天翅3”無人機(jī)地面指揮和模擬訓(xùn)練系統(tǒng)、翼龍Ⅰ和翼龍Ⅱ察打一體無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)等。

4.4 模擬訓(xùn)練評估技術(shù)

目前，先進(jìn)無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)中已具備一定的考核評估功能。模擬訓(xùn)練系統(tǒng)建立以作戰(zhàn)任務(wù)為中心、可操作性訓(xùn)練效果評估指標(biāo)體系，通過對任務(wù)完整度和作戰(zhàn)效果分析評判作為關(guān)鍵評價(jià)指標(biāo)，結(jié)合任務(wù)執(zhí)行過程的操作和戰(zhàn)術(shù)使用情況，全面客觀地對訓(xùn)練效果進(jìn)行評價(jià)。通過捕捉和記錄訓(xùn)練環(huán)境下的重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)及語音通信內(nèi)容，教官可以對訓(xùn)練過程進(jìn)行標(biāo)注，用于訓(xùn)練評估與講評[20-24]。

5 無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展趨勢

5.1 更加注重滿足實(shí)戰(zhàn)化任務(wù)訓(xùn)練需求

現(xiàn)有的訓(xùn)練系統(tǒng)中，往往重視平臺操控而忽略任務(wù)執(zhí)行，隨著無人機(jī)智能化、自主化水平的提高，需要無人機(jī)的操作員更多的關(guān)注任務(wù)的完成情況和執(zhí)行效果。這就需要在無人機(jī)操作員的培養(yǎng)中，盡可能多的使其進(jìn)行任務(wù)操作的訓(xùn)練。

一方面是機(jī)組成員密切配合共同完成作戰(zhàn)任務(wù)，模擬訓(xùn)練必須滿足整個(gè)機(jī)組的協(xié)同訓(xùn)練需求。另一方面以體系對抗為主要特征的信息化戰(zhàn)爭，強(qiáng)調(diào)整個(gè)力量體系中各戰(zhàn)斗單元的協(xié)同。高逼真任務(wù)模擬訓(xùn)練還必須具備與聯(lián)合部隊(duì)分布式任務(wù)訓(xùn)練演習(xí)協(xié)同的能力，實(shí)現(xiàn)從單純的操作技能模擬訓(xùn)練向戰(zhàn)術(shù)乃至戰(zhàn)役模擬訓(xùn)練發(fā)展，不斷增加虛擬仿真在高度逼真、精確和實(shí)時(shí)的任務(wù)演習(xí)訓(xùn)練中的應(yīng)用，使各類模擬訓(xùn)練系統(tǒng)在高度逼真的綜合模擬戰(zhàn)場環(huán)境中實(shí)現(xiàn)共同訓(xùn)練、演練。

5.2 更加注重滿足體系化協(xié)同和聯(lián)合訓(xùn)練需求

當(dāng)今的大規(guī)模作戰(zhàn)行動通常為聯(lián)合作戰(zhàn)行動，需要并強(qiáng)調(diào)各作戰(zhàn)單元的相互依賴性，隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)在聯(lián)合體系作戰(zhàn)環(huán)境下的重要程度日益增加。在這樣的作戰(zhàn)背景下，需要開展跨平臺、艦地協(xié)同的聯(lián)合模擬訓(xùn)練，可以指導(dǎo)各作戰(zhàn)部隊(duì)之間的協(xié)同作戰(zhàn)，優(yōu)化各種作戰(zhàn)能力的聯(lián)合運(yùn)用。

已有的任務(wù)操作訓(xùn)練主要通過在無人機(jī)的仿真平臺上增加偵察載荷、武器載荷的仿真系統(tǒng)，通過視景仿真，模擬完成偵察和打擊。訓(xùn)練過程相對簡單，對于戰(zhàn)場環(huán)境、移動目標(biāo)、特情處置等涉及較少，與實(shí)戰(zhàn)差距較大，需要一種能夠更加貼近實(shí)戰(zhàn)的任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)，使得無人機(jī)機(jī)組能夠在接近真實(shí)的戰(zhàn)場環(huán)境下，執(zhí)行特定的任務(wù)，并具有處置隨時(shí)發(fā)生的特情的能力。

5.3 訓(xùn)練考核向定量化、精細(xì)化轉(zhuǎn)變

無人機(jī)模擬訓(xùn)練過程具有不唯一性，因此對訓(xùn)練人員的考核評估不能使用單一答案或流程進(jìn)行評價(jià)?？己嗽u估不但需要考慮受訓(xùn)人員的操作步驟、操作時(shí)間、操作方法，還需要對全流程進(jìn)行記錄，綜合評價(jià)。因此，需要研究并構(gòu)建科學(xué)、量化、準(zhǔn)確的無人機(jī)模擬訓(xùn)練考核體系，研究針對模擬操作全過程的定性和定量的考核方法。

5.4 產(chǎn)品通用化、標(biāo)準(zhǔn)化水平不斷提高

無人機(jī)系統(tǒng)類型多，主要表現(xiàn)為任務(wù)載荷的多樣化，但指揮控制站通用化的趨勢明顯。為此，各國軍方都在力推模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的通用化。美國陸軍即計(jì)劃研制一種通用無人機(jī)模擬器，可用于“獵人”，“影子”以及新型的“勇士”無人機(jī)的模擬訓(xùn)練[25]。同時(shí)逐步形成系列，積累一整套高效科學(xué)的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化研制經(jīng)驗(yàn)，提高研制效率、降低研制成本。

當(dāng)前不同類型模擬訓(xùn)練系統(tǒng)完全隔離，沒有統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)與頂層設(shè)計(jì)，不同裝備、不同兵種間的協(xié)同作戰(zhàn)是未來戰(zhàn)場的重要樣式，通過構(gòu)建一個(gè)適用于多種無人機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu)體系，在頂層實(shí)現(xiàn)跨裝備、跨兵種的協(xié)同模擬演練與戰(zhàn)法推演，指導(dǎo)無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的發(fā)展。

5.5 作訓(xùn)一體化設(shè)計(jì)成為趨勢

未來的無人機(jī)模擬系統(tǒng)一般包括一個(gè)完整的地面控制站、任務(wù)管理站和全套模擬的任務(wù)載荷，它可針對任何無人機(jī)進(jìn)行重構(gòu)，可連接到正在操作的地面指揮站，可在控制實(shí)際無人機(jī)或模擬無人機(jī)之間切換，為操作員提供模擬訓(xùn)練和實(shí)際作戰(zhàn)操作一致的工作界面，實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)和模擬訓(xùn)練的一體化設(shè)計(jì)。

6 結(jié)束語

無人機(jī)模擬訓(xùn)練可用于部隊(duì)院校、無人機(jī)部隊(duì)(包含消防、武警)及地方院所、無人機(jī)使用開發(fā)單位的操作人員培訓(xùn)，使受訓(xùn)人員能夠在近似實(shí)裝環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)控、任務(wù)控制、任務(wù)規(guī)劃、飛行控制等站位的基本技能培訓(xùn)，對提高無人機(jī)指揮、操作人員的技戰(zhàn)水平和保證訓(xùn)練安全具有重要意義。在民用無人機(jī)爆炸式發(fā)展的形勢下，該項(xiàng)技術(shù)將是培養(yǎng)地方無人機(jī)人才的重要手段，具有廣闊前景和巨大經(jīng)濟(jì)社會效益。