作战试验数据采集多维信息指挥显示系统的研究

刘小朋

（中国人民解放军63861 部队 吉林省白城市 137001）

随着军事指挥自动化的发展，战场指挥人员在战后无法直观快速的复盘显示战场态势变化，传统的经验与参数采集系统，不能为战场指挥员提供有效的经验支撑，制约指挥决策，导致指挥人员决策能力与经验分析能力的下降。如何实现过去的战场态势完整再现，并确保态势显示趋于透明化，是当前战场信息智能化过程之中所亟待解决的一个问题。战场多维信息指挥显示系统能够对战场客观环境进行显示，并体现出参战人员的具体行动，可以将战场作战态势的复杂性进行有效展示，并能够在作战结束后提供详细直观的战场态势过程，系统可拓展为多战场、多任务的指挥显示。

1 研究内容

作战试验数据采集多维信息指挥显示系统设计是一个庞大的系统，包括多个软硬件分系统。而采集、评估、回放是效能评估系统的核心。在此基础上对采集来的数据通过程序编码处理，处理后的指标可在指挥体系的框架下，进行效能评估，对作战试验的成败给出精确地、自动化、非人为感官的确切评价。作战试验数据采集多维信息指挥显示系统在作战试验后对当时态势进行采集、存储、推演、复盘再现，精确定位系统中存在的漏洞或偏差，找出系统和数据采集中存在的问题。

本系统建立了精细化功能组成，传感器数据信息、GPS 定位数据、麦克风采集的语音信息、预配置试验参数、操作日志等通过报文形式存储于本地硬盘，在现场通信环境良好的情况下，将报文信息自动传送至远程服务器存储。服务器存储的信息进行编码处理，根据试验指标制作成电子表格，指挥员可利用电子版与现场纸质文件互相参考。各类试验数据集中存储于服务器中，通过数据库结构化存数[1]，可随时通过指控中心软件调取相关数据库信息进行复盘显示，提供三维地图态势显示[2]和语音播报功能。实时数据处理系统功能如图1所示。

图1：实时数据处理系统

2 关键处理方法

作战试验数据采集多维信息指挥显示系统传感器系统功能强大。本系统配置关联有若干外测设备，外测设备包括雷达检测设备以及光电检测设备，主要采集雷达测量数据、光学测量数据、遥测测量数据。可兼容温度采集传感器、红外测速传感器、激光测距传感器、压力传感器、液位传感器、位移传感器、倾角传感器、限位开关、语音采集模块等。通过采集模块连接温湿度传感器自动采集作战设备实时环境信息；通过高速计数模块连接红外、激光等传感器自动采集作战设备实时转速、运行速度、空间距离；通过模拟量采集模块连接倾角传感器自动采集作战设备实时X/Y/Z 各方向倾斜度；通过语音采集模块与麦克风相连接，精准存储现场各类语音信息；通过RS485 模块连接北斗/gps 定位采集模块自动采集作战设备实时经纬度信息[3]。

软件部分根据不同外测设备的轨迹曲线进行坐标转换和滤波平滑处理，实时数据处理主要完成对系统接收到的各类试验信息的实时处理，包括外测数据处理、多轨迹的实时并行处理，为指控中心内部及外部用户提供各类测量处理信息。实时数据处理主要包括任务方案加载、测量数据预处理、处理数据转发和数据辅助调试等功能。通过接收汇集分发软件发送的外测数据，进行数据预处理、滤波、融合等过程，形成测滤波数据、融合数据等信息，分别发送至数据存储管理软件、指挥显示软件、三维视景软件等。

作战试验数据采集多维信息指挥显示系统拓展功能强大。各模块对采集的数据进行解码转换成数字信号，一方面可通信至现场触摸显示屏实时动态显示[4]；另一方面通过网络协议将数据传送至交换机。现场触摸显示屏实时动态显示模块支持现场调取历史数据，现场复盘再现试验场景。远程设备具备远程管理功能，通过交换机tcp/ip 协议将采集的信号远程传输至指挥控制室服务器中[5]，可在指挥室随时调取历史数据复盘再现。有效形成自动化、智能化、科学化、系统化的通用采集系统，为后续作战试验采集系统提供技术支撑。

作战试验数据采集多维信息指挥显示系统建设采用的是三层结构体系，包括了数据层、技术支持层以及应用层。其中，数据层的主要功能是实现对业务数据库、地图数据库的构建以及实时数据接入，同时还要实现各项数据的收集、整理与入库；技术支持层则主要是实现数据通信，地图数据和DEM、DOM 数据的联接以及应用系统的接口；应用层则主要是在技术支持层的基础之上来实现系统的主要功能，包括三维视景仿真、多源数据融合处理、实时落点预测、落点综合评判应用四个子系统，系统结构如图2所示。

图2：作战试验数据采集多维信息指挥显示系统系统结构

作战试验数据采集多维信息指挥显示系统具备了试验态势的标绘功能、动态靶标模拟显示功能、数据回收再现功能及地理信息数据分析功能、落点炸点预报功能。其具体系统功能设计如图3所示。

图3：作战试验数据采集多维信息指挥显示系统功能设计

作战试验数据采集多维信息指挥显示系统实时的数据处理是连接各测试测量设备与指挥显示系统的纽带，其核心实质是一部具有稳定高效快速运算能力的工作台，可实时在线接收各种测试测量设备采集的相关数据，在通过了平滑滤波、坐标转换之后，在统一时统以及坐标之下开展数据融合[6]，在完成数据融合之后将获得的新数据送给指挥显示系统并进行显示。

作战试验数据采集多维指挥显示系统各个功能通过试验配置模块、综合信息显示模块、三维模型控制模块、数据处理模块实现，仿真软件功能结构如图4所示。

图4：三维视景仿真软件功能结构

三维视景仿真系统是自主研发并且拥有独立知识产权的三维GIS 平台软件[7]，在该软件之中集成了最新的地理信息以及三维软件技术，其拥有大范围的、海量的、多源的数据一体化管理和快速三维实时漫游功能，其支持三维空间查询、分析以及运算，并且还可以与常规GIS 软件集成，能够提供大范围基础影像资料，能够方便快速的构建三维空间信息服务系统，亦可快速完成二维GIS 系统向三维的扩展，是新一代的大型空间信息服务平台。

3 结束语

作战试验战场数据采集多维信息指挥显示系统作为反应战场客观环境、体现参战人员的具体行动、表现战场作战态势的复杂性作战系统，可以在作战结束后提供详细直观的战场态势过程。研制作战试验战场数据采集多维信息指挥显示系统，可实现战场态势信息

多维采集、存储、演练及重现，高效率帮助作战指挥员掌握战争态势，并作出有效决策。作战试验战场数据采集多维信息指挥显示系统结合了地理信息数据管理优势，通过采集、存储、提取历史数据信息在三维态势显示软件中精准复现，各类环境信息和语音信息通过程序调取可生动、精准复现。作战试验战场多维信息指挥显示系统可发展为多战场、多任务复盘演示，对指挥员快速掌握以往战事，制定计划，取得作战胜利具有重要意义。