軍事仿真包括武器技術仿真、武器系統(tǒng)仿真以及作戰(zhàn)仿真等,已經在軍隊訓練、武器裝備研制、作戰(zhàn)指揮和規(guī)劃計劃等方面發(fā)揮重要作用,成為國防領域的一項關鍵技術。進入20世紀90年代以來,發(fā)達國家軍隊普遍面臨作戰(zhàn)方式變化和國防預算縮減的雙重壓力,而軍事仿真以其在一系列局部戰(zhàn)爭特別是海灣戰(zhàn)爭中發(fā)揮的有效作用和相對低廉的成本,更加引起各國政府的普遍重視。
軍用仿真技術包括幾個方面：
1. 建模技術 它是仿真技術的核心和基礎。
2. 硬件技術 仿真系統(tǒng)的硬件包括計算機和各種物理效應設備。
3. 軟件技術 包括仿真支撐軟件等。它使模型和硬件得以有機結合。
4. 用戶界面技術 用戶界面是人與仿真世界交流的途徑,在軍事仿真系統(tǒng)中的主要目標是實現(xiàn)直觀分析和真實逼真的訓練環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(VR)成為作戰(zhàn)仿真界面設計方面的熱點。
5. 網絡技術 網絡在大規(guī)模逼真作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)中的作用是使各種軍用仿真設施能夠實現(xiàn)資源共享。
軍事仿真技術的實際應用:
1. 部隊訓練仿真模擬
訓練仿真模擬是一種物理模擬技術的應用。它主要是通過模擬實車、實兵或實戰(zhàn)環(huán)境,如目前使用較多的駕駛模擬仿真系統(tǒng)、多用途復合激光作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)等,來培養(yǎng)單兵或小范圍作戰(zhàn)編組的作戰(zhàn)技能。這些仿真系統(tǒng)的準確性和逼真性得到了很大的提高,圖像的仿真程度也已經與實物、實景相差無幾。特別是訓練仿真系統(tǒng)具有在危險小、消耗低的條件下訓練出較強作戰(zhàn)技能部隊的特點,因此受到世界各國軍隊的極大重視。通過在模擬實驗室里進行訓練,部隊可無須進行實際操作就能理解現(xiàn)代戰(zhàn)爭的概念和流程,士兵在戰(zhàn)前就可確切知道他要完成什么樣的任務,從而提高完成任務的能力和增強完成任務的信心。而且,分散在各地的部隊無須集中就能通過模擬器材一起訓練。從排到營的機械化分隊可演練協(xié)同作戰(zhàn),攻擊機可演練從不同基地起飛執(zhí)行同一任務,艦只可演練相互間的配合和策應,特種作戰(zhàn)部隊可反復演練預定作戰(zhàn)任務中的每個細節(jié)。此外,仿真模擬演練可在一定程度上代替大規(guī)模實兵演習,節(jié)省大筆經費。
在部隊訓練方面,模擬仿真技術同樣大有用武之地。目前,外軍的虛擬現(xiàn)實訓練技術已發(fā)展到相當水平。到上世紀80年代末,美國陸軍訓練士兵還是采用野戰(zhàn)訓練和模擬訓練兩種方法。野戰(zhàn)訓練的主要問題是燃料、彈藥消耗大,場地、安全都有困難,組織大規(guī)模演習費時又費力,模擬訓練所用的模擬器可能比它所模擬的真實裝備還要貴。為了解決部隊訓練問題,美國國防部高級研究計劃局1983年開始實施模擬器聯(lián)網計劃,把分散在各地的訓練器用計算機聯(lián)成網絡,形成分布式交互仿真,實現(xiàn)異地聯(lián)通與互操作。
美軍已研制的虛擬現(xiàn)實模擬系統(tǒng)可以在視覺、聽覺和觸覺等方面逼真地顯現(xiàn)未來戰(zhàn)爭可能出現(xiàn)的各種情況,可以使沒有打過仗的指揮官身臨其境般地體驗戰(zhàn)爭,可以使駐扎在世界各地的部隊通過互聯(lián)網絡同時演練同一戰(zhàn)場,可以在同一模擬系統(tǒng)上演練在不同國家、不同地形、不同氣候,與不同作戰(zhàn)對象的各種戰(zhàn)爭行動。如美海軍陸戰(zhàn)隊的模擬網絡可將分布在全球執(zhí)行各種任務的陸戰(zhàn)隊特遣隊司令部聯(lián)接起來。一支遠征部隊陸戰(zhàn)營可與4800公里之外的另一支遠征部隊的團級司令部進行諸軍兵種聯(lián)合演練。在美國肯塔基州克斯堡的乘車作戰(zhàn)實驗室里,坦克駕駛員不必離開房間,就可操縱“艾布拉姆斯”坦克模擬器穿森林,過雪地,開上一節(jié)列車。駕駛員甚至能感受到實戰(zhàn)環(huán)境中的聲音、氣味和碰撞。使用這種模擬器,可使受訓者在一小時內獲得比6個月實車駕駛還要多的經驗。
據報道,在海灣戰(zhàn)爭前的臨戰(zhàn)作戰(zhàn)訓練中,美軍飛機、坦克、裝甲車輛均使用了模擬器材,只有一名飛行員在訓練中打了實彈。以往坦克打一發(fā)實彈需要花費1800美元,而用模擬器材訓練卻可大大節(jié)約武器裝備的磨損和彈藥消耗,還可保證人身安全。
2. 作戰(zhàn)仿真模擬
一般而言,作戰(zhàn)模擬可分為實地軍事演習、現(xiàn)場實驗、沙盤作業(yè)、圖上作業(yè)、戰(zhàn)爭對策、計算機模擬等幾種類型。采用虛擬現(xiàn)實技術不僅為研究戰(zhàn)爭提供了科學的方法,使研究的進程更加逼真、更加接近于實戰(zhàn),實現(xiàn)作戰(zhàn)過程的仿真模擬,而且使研究的結果更加可信,從而有利于提高指揮藝術和作戰(zhàn)技能。計算機作戰(zhàn)模擬是把對抗的全過程結構組成和大部分規(guī)定事先編人計算機程序,然后用計算機語言描述戰(zhàn)斗過程,并用計算機進行處理的一種新型模擬方法。
通過計算機作戰(zhàn)模擬,不僅可以在嚴謹的科學基礎上對新的作戰(zhàn)理論原則、作戰(zhàn)行動規(guī)則進行多方位的論證,并通過模擬對抗,計算各軍、兵種部隊的攻防作戰(zhàn)能力,經過比較挑出最佳作戰(zhàn)方案,而且可以使指揮員置于陸、海、空、天、電五維全方位的作戰(zhàn)空間,從而擺脫二維空間的思維枷鎖,使指揮藝術得到更充分的發(fā)揮,事實上,“沙漠盾牌”作戰(zhàn)計劃的藍本就是出自“內部觀察90”的計算機模擬演習。
采用計算機進行作戰(zhàn)仿真模擬,無須調動一兵一車就可以上演出一幕幕威武雄壯的戰(zhàn)爭活劇,因此備受各國軍隊的青睞。目前,美國國防大學已為軍官開設了軍事政治課程以及聯(lián)合與合成作戰(zhàn)模擬課程。美三軍主要作戰(zhàn)中心每年都要接待各類高級指揮和參謀人員進行作戰(zhàn)模擬訓練。為了統(tǒng)一建模方法和統(tǒng)一數據格式,美陸軍部推行了作戰(zhàn)模型改進計劃,設想在一個統(tǒng)一的管理機構下建立一個具有層次結構的陸軍作戰(zhàn)模擬系列,將陸軍各兵種的作戰(zhàn)模型全部納入這個體系中,以培養(yǎng)適應未來戰(zhàn)爭需要的陸軍軍官,而俄軍條令也規(guī)定,團以上作戰(zhàn)計劃的制訂必須經過計算機模擬鑒定。當前,計算機模擬正在被越來越多國家的軍隊視為作戰(zhàn)計劃制訂的必要環(huán)節(jié)。
3. 指揮決策仿真模擬
虛擬現(xiàn)實技術運用于指揮決策模擬,主要是輔助指揮員進行決策和指揮作戰(zhàn)。指揮員不僅能夠在虛擬的戰(zhàn)場上空飛行,視察傳感設備對敵方兵力部署等敵情、戰(zhàn)情的感知情況,而且還能看見位于敵方觀察點的部隊,通過多方位的觀察,可以進一步了解敵人當前的意圖,更清楚地展現(xiàn)我方智能搜索設備的盲區(qū)(如雷達盲區(qū))、電臺配置的具體細節(jié)、通信節(jié)點部署的實際地理環(huán)境特點等。此外,運用建立在網絡基礎上的分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng),還可以建立諸軍兵種合成指揮系統(tǒng)。在戰(zhàn)爭決策模擬中,利用大規(guī)模并行處理機的建模和模擬仿真技術,可以精確地再現(xiàn)戰(zhàn)區(qū)作戰(zhàn)態(tài)勢,逼真地模擬戰(zhàn)場環(huán)境,并精確地預見未來戰(zhàn)術、戰(zhàn)略上的發(fā)展態(tài)勢,從而能夠為指揮決策提供盡可能接近實際的戰(zhàn)場情況,使指揮員能夠正確地指揮作戰(zhàn)和進行戰(zhàn)略決策。
4. 信息網絡虛擬(欺騙)戰(zhàn)
信息網絡虛擬(欺騙)戰(zhàn)是以計算機成像、電子顯示、話音識別和合成、傳感等技術為基礎實施的信息欺騙。它通過信息網絡某一節(jié)點,把己方計算機與對方聯(lián)網,或戰(zhàn)前通過各種途徑將虛擬現(xiàn)實技術植入敵方的指揮控制信息系統(tǒng)中,把己方的虛擬信息即假情報、假決心、假部署傳輸給敵方,迷惑敵人,誘敵判斷失誤向敵指揮官和士兵發(fā)布敵方軍官假命令,使敵聽命是從,改變敵方指揮官的作戰(zhàn)意圖,使敵軍事行動陷入混亂。這種戰(zhàn)法能使敵方在三維聲像環(huán)境中,看到酷似實物的立體交戰(zhàn)圖像,使敵方產生錯覺,增大了欺騙的真實性。由于虛擬現(xiàn)實技術在軍事上能把接受者投放到一種逼真的、為作戰(zhàn)而設置的現(xiàn)實中,可以模擬未來戰(zhàn)場各種復雜情況,從而使敵改變決心和部署。1994年4月,隨著美軍第一支數字化部隊的建立,美軍就開始著手運用虛擬現(xiàn)實技術進行模擬對抗性演習,并專門成立了虛擬現(xiàn)實技術欺騙戰(zhàn)研究小組,由其具體負責技術研制和試驗。
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