更全的杂志信息网

软件化电子蓝军装备概念探讨

更新时间:2009-03-28

0 引 言

在武器装备信息化的发展趋势下,高技术信息装备必将成为战场的主流武器,如何适应并满足复杂战场的作战需要,是必须解决的重大问题。对这些武器装备的试验和演练,美军强调“像作战一样试验”,我们要求“仗怎么打,就怎么试”。为此,贴近实战的自主对抗是实战化演练的基本方式,也是装备试验鉴定的发展趋势。实践证明,开展高水平实战化的信息对抗演练,专业化的电子蓝军至关重要。关于电子蓝军,也有说是“电磁蓝军”,有几个相关的概念梳理如下:

a) 蓝军:红蓝军对抗来源于军队中的标图作业,一般外军用蓝色的笔标注己方的兵力部署和战斗进展情况,用红色的笔标注敌方的兵力部署和战斗进展情况。在实兵对抗演习中,用红蓝双方代表敌对的两支军队,红军(假想敌)、蓝军由此而来[1]。但我军习惯用红色代表己方,用蓝色代表敌方,在部队演练中,要训练的部队是“红方”(红军);对方是“蓝方”(蓝军),专门扮演假想敌的部队;裁判是“白方”,这样就构成了部队演练中的“红、蓝、白”三方。

b) 电子蓝军:是蓝军体系的重要组成部分,是以信息化受训部队主要作战对手为模拟对象,集战术战法研究、电子攻击、电子防御、电子支援等诸多要素于一体的电子信息模拟作战力量[2]

电子蓝军的主要功能是逼真地模拟作战对手电子对抗战术思想、战法特点、战场环境、武器装备技战术性能等作战环节和作战要素,在谋略、武器、战术、技术、电磁等方面为己方提供实战化对抗试验、训练演练环境和演练对手。电子蓝军的组成要素主要包括指挥机构、武器装备系统、模拟电子对抗作战力量和综合保障四个方面。

第二、超声波在诊断积气方面,灵敏度以及特异性均较高。使用腹部B超诊断新生儿坏死性小肠结肠炎,有着相当重要的现实意义。

c) 电子蓝军装备:是指模拟作战对手电子对抗作战力量的装备体系。主要包括:模拟潜在作战对手的C3I系统、电子防御力量、电子进攻力量、电子支援力量、网络对抗和效果评估手段等几个方面。

2.3 不同液体管理方案对24 h液体复苏达标率的影响 实验组6 h及24 h液体复苏达标率分别为67.67%和83.33%,相较于对照组的20.00%和44.00%,实验组达标率更高,两组间差异有统计学意义(P<0.05),见表2。

为了解决上述这些问题,本文从装备技术的角度,提出软件化电子蓝军装备的观点。作战对手电子信息装备体系庞大,且更新换代较快,很难全盘复制和模拟,采取软件化思路建设:一是遵循"硬件通用化、软件可重构"的建设原则,注重建设的开放性和标准化,实现核心模块可重编程设计,并通过统一接口、规范协议,使之满足分布式多场区资源联合和共享的要求。二是瞄准作战对手典型的、先进的、具有较大威胁的电子信息装备,按照“可重构、成建制、成网系”的要求建设信息作战模块,在信息对抗演练中,使电子蓝军装备可根据需要抽组,灵活编成、组合应用,既可独立充当作战对手的装备,也可与其他装备互联互通,在联合演练中形成体系作战的电子蓝军力量。采取的主要措施是通过电子蓝军装备系统中软件和硬件的解耦,使得电子蓝军装备系统能够基于软件化开发模式,灵活地实现系统功能定义、资源配置、模式扩展和性能提升,以满足实际应用的需求。我们把这种电子蓝军装备称作为“软件化电子蓝军装备”。

对于电子蓝军装备,在外军装备难以获取的情况下,一般都是以各种模拟器来模拟实现。由于作战对手不同,且其使用的作战装备种类繁多[3](多达上千种)、用途各异,电子战模拟器[4,5]往往只能兼顾特定应用场景进行设计,无法适应在不同环境下与不同作战对手进行对抗试验与演练的需求。而且,当前的电子蓝军装备一般都是采用了“以硬件技术为核心, 面向专用功能”的研发模式,即用户提出研制需求,一般分为功能用途和性能指标二部分,承制方据此开展研制工作,先设计总体方案,再确定分系统方案,最后确定功能模块及重要部组件要求。从技术角度看,这是一个自上而下的串行研发模式,具体的底层软、硬件开发者针对特定功能要求,采用特定技术进行开发,存在各环节耦合性强,研制周期长等问题;从应用角度看,系统的具体应用和装备的技术状态是绑定在一起的,一旦装备研制完毕,可修改、可扩展和可改进的空间很小,用户方在具体应用中所出现的一些问题和改进的需求,往往不能得到及时和有效的响应,导致装备更新速度较慢,新技术往往得不到及时有效的应用。

总之,古诗文是培养学生健全人格的有效载体。古诗文,往往具有深邃的意境,蕴涵着丰富的感情,语言精练优美、形象生动,为广大学生所喜爱,能使学生自然而然地受到熏陶、纯洁心灵。加强古诗文教育,有利于学生开阔视野,增长知识,发展智力,陶冶情操,加强修养。

1 软件化电子蓝军装备的定义和发展历程

1.1 软件化电子蓝军装备的定义

b) 电子防御能力模拟:在作战对手实施电子进攻的情况下,为保障己方电子设备和系统发挥效能而采取的措施和行动。电子防御能力的模拟主要包括反电子侦察、反电子干扰和对抗反辐射武器三个方面。

(4)如出现流沙现象,应改善泥浆性能,可在泥浆中加入适量的重晶石粉和CMC以增大泥浆密度和提高泥浆黏度,增大孔内泥浆压力和形成泥皮的能力。

上述定义重点强调以下三个方面特点:

a) 系统具有开放式体系架构: ①支撑技术的开放性,系统具有层次化体系结构,可以支持系统中的标准、规范以及软硬件模块的升级换代和不断更新,局部的技术升级不会影响到系统的整体架构;②功能和性能的开放性,系统可以通过软件化开发的模式,不断改进、扩展功能,以支撑性能的不断提升;③系统集成的开放性,在利用软硬件组件进行系统集成的过程中,可以集众家之长进行多家联合的模式,针对现时技术水平,最大限度地优化系统的功能和性能。

从图1可以看出,软件无线电技术最先得到发展,针对电磁频谱越来越拥挤的现状,智能化的认知无线电技术为高效利用电磁频谱发挥了巨大的作用。其次是雷达技术,当前的雷达系统正处于从“数字化雷达”向“软件化雷达[6]”逐步过渡的关键时期。电子蓝军装备技术目前还处在“数字化”阶段,其“软件化”还在萌芽状态,随着信息装备的技术发展及作战应用的需求推动,必将促使电子蓝军装备向更高级的“软件化”阶段迈进。

c) 系统具有标准化、模块化和数字化的技术特点:标准化是指系统的构建过程是在一系列标准和规范的技术框架内进行的。例如,系统的硬件设计标准、输入/输出接口标准以及软件设计规范等。模块化则是指系统的软、硬件是由符合标准和规范的组件构成。数字化技术则是指系统中除必要的射频模拟组件外,其余部分尽可能用数字化技术来实现,以支撑软件化开发模式。

对比传统的电子蓝军装备,软件化电子蓝军装备具有下列特点:①硬件通用化:采用标准化、模块化的通用硬件平台,电子蓝军装备部分或全部的底层硬件功能模块可以通过软件定义、编程,具备了更大的动态配置范围和更灵活的动态配置能力;②可重构多功能:选择不同的软件构件可以在通用硬件平台上设计出不同体制和功能的电子蓝军装备,以满足不同的使用要求;③可扩展:通过软件的升级、重构实现功能性能的提升,有效解决目前装备改造升级困难的问题;④构件化开发:采用以面向应用为核心的开发模式,可以实现底层硬件和上层任务软件的解耦,软件开发方法逐渐由“面向过程”转向“面向对象”,使电子蓝军装备系统的体系结构由封闭式向开放式发展;⑤高性价比:电子蓝军装备各功能主要由软件实现,可以借鉴甚至直接采用大量的商用软硬件功能模块,研制重点放在系统集成和解决部分短缺模块的研发,可以节省大量的时间和经费。

1.2 软件化电子蓝军装备的发展历程

对于电子蓝军装备,其主要任务是模拟电子战作战对手的装备。从电子蓝军装备系统的军事应用需求趋势来看,存在三个特点:①演练和试验环境逐渐趋于实战化,战场复杂的电磁环境要求电子蓝军装备可根据实际作战场景自适应处理,尤其是对抗博弈下的自适应处理,以提高其适应复杂环境的能力;②演练和试验模式逐渐趋于多样化,多种作战对象和任务需求要求电子蓝军装备能够灵活配置,扩展其功能和工作模式;③多种功能一体化, 在地基、舰载、空基、天基等各种平台上,要求电子蓝军装备能够针对通信、导航、雷达等目标实现目标信号模拟、干扰信号模拟、无源探测/信息融合等多功能的一体化。

再从电子蓝军装备系统支撑技术的发展背景来看,也有三个特点:①数字技术高速发展及广泛应用,使得电子蓝军装备系统的主要组成部分可通过软件化模式定义、开发和配置;②标准化和模块化组件技术逐渐成熟,电子蓝军装备各分系统的通用性得到了很大的提升;③系统优化集成技术逐渐成熟,大量商用货架产品和第三方开发技术能够融入系统中,使得电子蓝军装备系统越来越具开放性。

综合前两个实验已经收集的191个样本,我们选择样本数相对较少的网络视频情境随机再抽取60个样本,剔除不合格样本后,最终有效样本为228份。涉及到其他中介变量和结果变量的测量方法与上述实验相同,实验步骤也保持一致。

软件化电子蓝军装备是不断变化的军事需求与当今快速发展的IT产业相结合的产物,是软件无线电技术在电子蓝军装备领域的扩展,跟软件无线电和软件化雷达相比,软件化电子蓝军装备发展相对滞后,如图1所示。

  

图1 信息装备技术发展趋势图Fig.1 Development trend of electronic information equipment

软件无线电、软件化雷达及软件化电子蓝军装备的发展,从低级到高级,可依次分为“模拟系统、数字化、软件化、智能化”等四个阶段:

在具体实施上,结合电子蓝军的作战演练和装备试验考核需求,为了建立定量、可选、可控的战场复杂电磁环境,需要复杂电磁环境的生成设备、检测设备、控制设备、仿真设备及评估设备[5]。其中,复杂电磁环境的生成设备用于电子进攻能力的模拟,需要模拟产生作战对手的各类各种电子战装备在作战中产生的电磁信号。这类装备数量庞大、功能繁多、信号调制形式复杂、频段和功率覆盖范围宽。由于无法同时模拟这些装备的性能,普遍的做法是针对某个重点装备研制相应的模拟设备来解决急需问题,导致模拟设备越来越多,但适应对手装备的能力却越来越弱。这正是软件化电子蓝军装备优先需要解决的问题。

评估是评判阅读推广服务效果的必要手段,通过评估不仅能检视阅读推广服务存在的价值,使图书馆管理者和阅读推广人进一步明晰阅读推广的意义,而且可以发现在阅读推广服务过程中存在的问题,并对后续活动进行方向性和细节性的指导。但是,到目前为止,因为环境及文化差异,在国际或者国内并没有也很难形成统一且成熟的评估体系,但是通过对品牌认知度、知名度等的评测则能比较直观且简单的评估阅读推广服务的成效。

b) 数字化:随着高速数字采样与存储、数字信号处理、数字波形产生等一系列高性能数字化技术快速发展并逐渐成熟,在数字波形发射/接收、射频采样与存储、数字波束形成与控制等得到了越来越多的应用。这一阶段以数字阵列、数字射频存储器等为典型代表,从20世纪90年代开始至今仍在不断发展。

c) 软件化:在数字化技术的基础上,进一步强调系统开发的规范性和软件可定义性、系统软/硬件平台的通用性和可扩展性、系统任务的灵活性和可升级性。信息装备软件化技术近年来在雷达装备领域内出现并逐步得到越来越多的重视[6,7]

d) 智能化:在数字化和软件化的基础上,进一步强调信息装备系统整体工作机制的智能化,即面对环境、任务和需求的变化,通过机器学习、专家系统、协同工作等新型模式和结构的引入,以优化信息装备系统适应不同环境不同任务的能力。

b) 以软件技术为核心,面向实际需求:传统的电子蓝军装备采用了“以硬件技术为核心,面向专用功能”的开发模式,即甲方提出技术规格要求,乙方研制出符合要求的专用设备。而软件化电子蓝军装备则强调进一步面向实际应用需求,通过软件重构和升级,不断更新改进系统,扩展系统功能,提高其性能,实现对各种应用需求的快速响应。

杨小水被水头卷起来,像是腾云驾雾,又像是坐在陡峭的悬崖边上。她说,啥最快?我算是知道了,水头!苏楠查了查资料,当时的水速是每秒六米。换算一下,合每小时二十多公里。这个速度,应该比当时的公共汽车要快些。虽然有夸张的嫌疑,但那个时代,杨小水乘车的机会不多,这个时速的水头也可能是她乘坐过的最快的交通工具。

2 软件化电子蓝军装备系统架构

2.1 软件化电子蓝军装备研究范围

软件化电子蓝军装备是电子蓝军装备的一个重要组成部分,主要任务就是模拟作战对手电子战装备。围绕电子战的三个主要方面(ES、EA、EP),为满足体系作战需求,电子蓝军装备应具备以下电子战模拟功能:

a) 电子进攻能力模拟:依据电子侦察获得的情报信息,对作战对手使用的电磁频谱进行干扰和欺骗,削弱或破坏对方电子装备的效能,甚至予以彻底摧毁。

软件化电子蓝军装备的定义:具有开放式体系架构及标准化、模块化和数字化技术特点的信息装备,以软件化开发模式灵活地实现系统扩展、更新和升级。

从技术实现的角度,图2所示的软件化电子蓝军装备技术内涵包括四个组成部分:操作环境、应用构件、射频(阵面&通道)及计算平台,如图3所示。

c) 电子支援能力模拟:利用电子侦察装备对作战对手发出的无线电信号进行搜索、截获、识别、定位和分析,为己方部队提供电子报警、实施电子干扰和其他军事行动提供依据。

a) 模拟系统:采用定制的模拟/数字基带电路,面向功能设计,系统功能和硬件平台紧密绑定。这类系统存在开发周期长、功能单一、升级换代困难等诸多问题。20世纪80年代以前的通信系统、20世纪90年代以前的雷达系统、20世纪末以前的电子蓝军装备主要都处于这一发展阶段。

情况三:如图6,作△ADB的外接圆⊙E,假设E在AB上,连接DE,在⊙E中,∠DEA=2∠DBA=60°,又因为DE=AE,所以△ADE为等边三角形,所以AD=AE,因为AB=2AE,AC=AB,所以AC=2AE,因为AD=AE=CD,所以AC=AD+CD,在△ACD中AC

就完整性而言,电子蓝军装备还应该包括控制设备(指控导调/C3I系统)、效果评估等内容,这些装备本身就是以软件为主,在硬件上没有上述装备复杂,可以认为是统一框架下的一个特例。

2.2 软件化电子蓝军装备技术内涵

电子蓝军装备需要具有的一系列功能要求,可以抽象为一组资源的集合体,包括射频资源、计算资源、系统管理资源、应用软件等,如图2所示。通过对这些资源的优化调度和控制,形成面向不同任务需求的系统功能,满足相应的任务要求。在不同任务下实现系统资源的动态调度、组织和重构的核心就是操作系统。软件化电子蓝军装备就是以操作系统为核心构建的开放式体系结构,通过软件定义、扩展和重构系统功能的新一代电子蓝军装备。模拟生成复杂电磁环境信号的这类设备,通过系统的软件重构和调用不同的应用软件功能模块,能够模拟产生雷达信号、雷达干扰信号(压制/欺骗)、通信信号、通信干扰信号(压制/欺骗)、导航信号、导航干扰信号(压制/欺骗)等不同的电子战射频信号,满足针对作战对手在“天、空、陆、海”不同作战域不同作战平台上使用的电子战装备的作战性能模拟。

章学诚《校雠通义·汉志诗赋略第十五》云:“古之赋家者流,原本诗骚,出入战国诸子……故其叙列诸家之所撰述,多或数十,少仅一篇,列于文林,义不多让,为此志也。然则三种之赋,亦如诸子之各别为家,而当时之不能尽归一例耳”〔1〕1064

  

图2 软件化电子蓝军装备技术内Fig.2 Technical connotation of software-based electronic blue force

软件化电子蓝军装备技术的典型特征如下:①需求可定义:采用开放式架构,可灵活响应任务需求,具有满足雷达、电子战、通信等多功能、多任务能力,可根据任务需求重构整个系统功能;②硬件可重组:射频阵面系统、射频通道和计算平台采用开放式架构,可根据功能需求进行射频孔径、计算资源的重组;③软件可重构:系统功能构件化设计,通过操作环境实现系统功能的即插即用。

2.3 软件化电子蓝军装备技术架构

针对网络安全的建议,个人用户账户信息使用不同的加密算法,如MD5.电话功能使用虚拟电话。将数据经行加密处理。虽然这不能100%的保证数据的安全,但是可以一定程度上降低安全信息泄露的可能性。

a) 操作环境:是设备运行调度中心,为应用提供统一的接口和环境。

b) 应用构件:完成雷达、通信、导航等信号模拟及干扰信号模拟的软件功能模块。

c) 射频资源:采用模块化设计,支持阵面孔径和射频通道可重构。

d) 计算平台:采用开放式架构,处理能力可扩展,计算资源可重构。

  

图3 基于数字阵列体制的软件化电子蓝军装备系统架构Fig.3 System architecture of software-based electronic blue force based on digital array

针对作战场景,软件化电子蓝军装备通过操作环境实现对射频阵面及通道、计算资源的调度控制,以及应用软件构件的组装和部署等工作,完成相应的作战任务。软件化电子蓝军装备系统架构中包括操作环境、应用构件、射频阵面、射频通道、硬件平台等关键技术研究。其中,操作环境涉及的相关技术是软件化电子蓝军装备的核心技术。

科学思维是生物学学科核心素养之一,是建立在证据和逻辑推理基础的思维,它有明确的思维依据和思维方向,能对事物或问题进行观察、比较、分析、综合、抽象与概括的一种思维,是学科核心素养的标志和关键[1]。科学思维贯穿在初中生物学学习中,初中学生在认知活动中,形成的科学思维意识和能力,可以内化为个体的思维方式和行为方式,不仅有助于智力水平的提升,而且能提升人生境界,是学生终身的学习成果。中考是对学生学科知识和核心素养的综合评价,科学思维是考查的重点内容之一,本文尝试分析中考生物学试题在分析与综合、归纳与演绎、抽象与概括、批判性思维四个方面对学生科学思维能力的培养。

操作环境完成电子蓝军装备各类资源的调度和数据管理,为应用提供阵面和计算资源,实现不同场景下的作战任务。

应用软件的构件设计技术,包括根据其功能、算法和性能要求确定构件粒度;制定统一的设计规范,约束各种应用构件的设计,以满足构件的即插即用;制定构件库管理规范:建立构件测试、验证、认证标准,以及构件的入库、变更、发布、使用规范化管理。

硬件平台采用标准化的总线和协议,实现各类异构计算节点互联;计算节点的拓扑结构灵活可变,可根据功能需求进行定义和重构,并支持应用构件功能的灵活部署。

天线阵面及射频通道架构向开放式、模块化和自适应的方向发展,应具有以下特征:基于总线架构的阵面和通道可扩展;基于数字体制的功能可重构;基于阵面和通道宽带化的信息获取。

3 结束语

本文提出了“软件化电子蓝军装备”的概念,具有下列优点:①装备研制更加高效:采用分层解耦设计的思想,通过一系列标准、规范和协议的制定,形成了并行研发模式,也可以直接采用大量商用的货架产品;②装备升级更加便捷:由于不同层次的技术可以在技术标准和规范框架的指导下不断动态发展更新,系统的技术更新、功能和性能扩展的速度将得到大幅度提高;③装备型号更加精简:标准化、模块化和软件可定义性,使系统适应不同任务的能力得到有效提高,对改进目前装备型号较多会起到积极的促进作用,也可为电子蓝军装备型谱的制定提供了良好的技术基础。

参 考 文 献

[1] Graeme Simpkin, Peter Ross and Bradley MacPherson. On the Need for White Force Multipliers[J]. STO-MP-MSG-111,Defence Science and Technology Organisation(AUSTRALIA).

[2] 王同保,占奎.电子蓝军建设中应关注的重点问题[J].信息对抗学术,2015(5):11-12.

[3] 总参谋部第四部编.世界主要国家信息作战装备参考手册[M].北京:解放军出版社,2008.

[4] 张益汀.电子对抗模拟技术简介[J],电子对抗技术,1988(3):48-52.

[5] 戎建刚等.如何构建电子战靶场的复杂电磁环境[J].电子对抗,2010(1):5-10.

[6] 张荣涛,等.软件化雷达系统技术综述[J].现代雷达,2016,38(10):1-3.

[7] 胡元奎,等.多功能综合射频系统技术研究[J].雷达科学与技术,2015,13(3):234-239.

 
戎建刚,唐莽,王鑫
《空天防御》 2018年第02期
《空天防御》2018年第02期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号