作战仿真中的八个基础的行动模型

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作战仿真模型分为实体模型、行动模型两部分。

实体模型主要用于表征各类武器装备、部队单位等仿真对象的静态能力属性和实时状态属性，通常用若干变量数据的组合进行表示。

行动模型主要用于描述实体状态发生变化的过程，通常表示为函数或函数的组合，其输入和输出分别为行动前、后实体的属性和状态。通常，行动模型需要的输入数据和输出影响的数据，正是作战仿真关心的主要内容，而这些输入、输出又对实体模型的数据格式做出了基本的规定。可以说，行动模型像是躯干经脉一样支撑、贯穿整个作战仿真模型。

常用的几个基础行动模型介绍：
1.概述
根据当前作战仿真的实践情况，我们将仿真中最常涉及的仿真实体梳理为：（1）地面固定实体；（2）机场；（3）地面雷达站；（4）地面电子对抗站；（5）地空导弹营；（6）地地导弹营；（7）预警机；（8）战斗机；（9）轰炸机；（10）电子战飞机；（11）航空母舰；（12）巡洋舰/驱逐舰；（13）潜艇十三种；实体组件为：（14）雷达设备组件；（15）电子对抗设备组件；（16）导弹（弹药）三种；对应的行动模型主要是：（1）机动；（2）雷达探测；（3）雷达对抗侦察；（4）雷达干扰；（5）空地导弹攻击；（6）地地导弹攻击；（7）地导防空；（8）战斗机防空八种。它们的对应关系是：

主要围绕八种行动模型展开介绍。都是简化模型，可用于战术、战法的演示、理解。

2.机动
2.1 基本原理
匀速直线运动：实体按给定速度，在每个时间段内向预定方向运动相同距离。
在笛卡尔直角坐标系中，这一运动模型简单地表示为：

在真实世界中，实体的机动并不是理想的匀速直线运动。默认的含义：实体的高度值保持不变，仅经度、纬度值以匀速改变，这实际上是地球表面上的匀速圆周运动。
经纬高坐标系（简记为LLH坐标系）称为大地坐标。
x、y、z对应于地心地固坐标系（简记为ECEF坐标系）。ECEF坐标系是一种以地心为原点，以北极为Z轴正方向，以本初子午线与赤道的一个交点为x轴正方向的笛卡尔坐标系。
现实世界中，“向某一方向机动”时，实际上是使用站心坐标系（也称东北天坐标系，简称为ENU坐标系）来定义方向。ENU坐标系是以实体所在位置为原点，以北极方向为y轴正方向，以竖直向上方向（即天的方向）为z轴正方向的笛卡尔坐标系，此时实体的正东方向即为ENU坐标系的x轴正向。
如果仅以角度的形式给出实体的机动方向，则必须通过繁琐的坐标变换（LLH→ECEF→ENU→ECEF→LLH）才能求解实体在下一仿真步长的位置坐标。幸运地是，作战仿真中，人们总会以各种方式以机动目标点的形式给出机动方向，这种情况下，机动模型可以得到大幅简化。

根据给定目标点方法和形式的不同，作战仿真中主要有三种基础的机动模型：向指定目标机动、按路径点机动和区域巡航。下面分别介绍：
2.2向指定目标机动
该模型以某一实体为输入，仿真中，首先获取该实体的位置坐标，进而以该坐标为当前实体的机动目标点解算当前实体的机动效果。该模型通常作为一个组成部分嵌套于飞机返航、导弹攻击等模型。
2.3按路径点机动
该模型以某一由若干路径点构成的机动路线为输入，仿真中需要一专门变量记录实体当前所处的路段。令路段数为i，则实体当前的目标点即为给定路线的第i+1个路径点。如果在某一步长中，实体与目标点的距离小于实体在本步长中的机动距离，则认为实体“到达”了当前目标点，此时将路段变量更新为i+1。当路段变量达到路线的路径点总数时，即认为当前机动任务完成。
按路径点机动模型多用于进攻行动的仿真中。主要适用于飞机实体、舰船实体、车辆实体等。需要注意的是：飞机实体在机动完成之后，如果没有为其设置返航行动，仿真模型应自动触发其返航。
2.4区域巡航
该模型与按路径点机动模型类似，需以由若干边界节点构成的巡航区域为输入。其仿真原理与按路径点机动的不同之处在于：当实体的路段数达到区域节点总数时，并不结束当前任务，而是重置路段数为0，重复之前的机动过程直到预定结束时间，或到达油量的临界条件。
2.5仿真实例
视频移步网页。
实例1 按路径点机动+返航
实例2 区域巡航+返航
都是顾名思义。

3.雷达探测
3.1基本原理
仿真中，雷达对目标的探测效果主要通过“通视检查”和“功率检查”两个环节进行判断。
所谓通视检查是指，目标处于雷达视野的地平线之上才有可能被探测发现。雷达对目标的最大通视距离可按（4）式进行计算：

所谓功率检查是指，目标的回波信号的功率强度须达到一定程度才能被雷达检测发现。这里的强度标准主要是信噪比标准，即信号功率（目标回波信号功率）与噪声功率（包括雷达接收机内部噪声和可能存在的外界电子干扰两部分）的比值要大于雷达性能的最小可检测信噪比门限。下面，在默认通视满足的前提下，分别介绍有/无电子干扰情况的功率条件。
3.2无电子干扰的情况
经推导计算，雷达未受电子干扰时能够探测发现目标的最远距离为：

3.3有电子干扰的情况
雷达受电子干扰时能够探测发现目标的最远距离为：

3.4仿真实例
视频见网址。
实例3 无干扰雷达探测
实例4 有干扰雷达探测

电子对抗侦察
4.1 基本原理
电子对抗侦察与雷达探测类似，不同点在于电子对抗侦察本身不发射电磁波，而仅通过搜索和检测信号对目标雷达进行侦察。其仿真过程也包括“通视检测”和“功率检测”两个环节。其中，通视检测的内容与（4）式相同，其功率检测的距离门限为：

4.2 仿真实例
视频见网址
实例5 电子对抗侦察
电子干扰
电子干扰对雷达探测的影响效果已在3.3节进行了论述，本节主要介绍电子干扰的触发条件。作战仿真中电子干扰最常见的触发条件主要有“发现即干扰”、“指定目标干扰”和“指定区域干扰”两种。

5.1 发现即干扰
该模型无需额外的任务参数，其仿真原理是：如果电子对抗装备侦察发现任何敌方电子目标，都立即以对应的技术参数对其实施干扰。在实际作战中，由于电子目标的技术参数（频率、信号样式等）各不相同，因此电子干扰往往是一对一起作用的。另外，现代电子对抗装备大多具有多目标干扰能力，在仿真中，如果某电子对抗装备同时对多个目标实施干扰，则应令其干扰功率均分。

5.2 指定目标干扰
该模型需要输入预定的干扰目标，其仿真原理是：当电子对抗装备侦察发现了预定的电子目标，则立即以对应的技术参数对该目标施放干扰。

5.3 指定区域干扰
该模型需要输入预定的目标区域，其仿真原理是：当电子对抗装备侦察发现敌方任何电子目标进入到该预定区域时，都立即对其实施干扰。这里涉及到一个“目标是否在区域内”的检测判断。在平面几何中，判断位置是否在区域内可直接调用CRect类的PtInRect函数，而对于以经纬高给出的真实坐标，则需要先将其转换为ENU坐标，再通过“射线法”进行判断。

5.4 仿真实例
实例见开头网址。
实例6 发现即干扰
实例7 指定目标干扰
实例8 指定区域干扰
空地导弹攻击
6.1 基本原理
仿真中，轰炸机需要满足两个位置条件和两个弹药条件才能实施投弹。第一个位置条件是“导弹射程条件”，即投弹位置与目标的距离应小于导弹射程。第二个位置条件是“任务距离条件”，即指挥员可能会要求轰炸机到达与目标指定的距离以内时才投弹。第一个弹药条件是“有弹条件”，即轰炸机当前携带的空地导弹数量须大于0。第二个弹药条件是“弹药准备条件”，即本次射击与上一次射击的时间间隔要大于“弹药准备时间”。
所有以上四个条件都满足以后，即转入投弹动作实施，其仿真方法：首先在轰炸机当前位置处派生出一个空地导弹实体，并以攻击目标为参数为该空地导弹生成一个导弹攻击任务；其次更新轰炸机弹药数和上次射击时间；然后，剩下的导弹机动、命中、毁伤过程的仿真均由导弹实体的导弹攻击行动模型完成。
导弹攻击行动模型以向指定目标机动模型为基础，当导弹实体到达目标位置处时，根据导弹的命中概率随机模拟目标的毁伤。

6.2 仿真实例
实例9 空地导弹攻击
地（舰/潜）地导弹攻击

7.1 基本原理
地（舰/潜）地导弹攻击的过程原理与空地导弹攻击基本相同，不同之处仅在于：前者的实体平台在发射导弹时可认为是处于固定状态，而后者的轰炸机是在机动飞行的状态下投弹发射。因此，地（舰/潜）地导弹攻击行动模型在射击仿真前，仅需执行“导弹射程条件”、“平台有弹条件”和“平台射击准备条件”三个检测。其射击仿真过程与空地导弹攻击模型相同。
实例10 地地导弹攻击

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