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美国国家航空航天作战模型系统性能概述

知远战略与防务研究所  沈松/编译

自:美国空军司令部作战需求文件(ORD)/国家航空航天作战模型版本1.1

【知远导读】美国空军为解决在空战仿真中存在的模型表现与对仿真系统提供支持等不足,针对存在的广泛威胁,在联合仿真系统的研发项目当中确立了国家航空航天作战模型这一培训系统。国家航空航天作战模型的目标,在于能够为位于军事行动范围内的航空航天职能和任务,提供一个在操作层面上真实的、模拟的任务空间,具备物理和行为表现,能够支持多个级别的分辨率,同时能够确保在这些级别上的结果保持一致,从而解决美国空军在训练方面存在的现实困难。
本篇推送节选自美国空军司令部作战需求文件(ORD)中发布的美国国家航空航天作战模型文件,文件完整译本约32000字,希望阅读完整版本的读者请登录知远官网查询。
美国国家航空航天作战模型的主要目标,是与联合仿真系统一起提供一个综合的训练环境。在这个环境中,战斗人员(从战区指挥官到空军联队的各个层级)能够实践决策,并通过仿真观察到这些决策令人信服的执行结果。

国家航空航天作战模型必须提供:1)承载仿真的能力(模型执行、与其他模型的接口、用户输入/输出、控制者功能);2)模拟的环境,表现空中与空间任务发生的真实世界(例如,地形与天气);3)实体的表现(例如,基地、飞机、航天器、武器、传感器以及目标);4)控制实体之间交互的行为模型(导航、探测、通信、作战交战、损害评估以及后勤);5)支持模块(场景和数据库准备、结果聚合与任务分解、将结果传递给作战指挥、控制、通信、计算机以及情报系统的翻译器、精通培训)。

·仿真过程:国家航空航天作战模型必须提供以下功能:
··核心结构(公共框架):国家航空航天作战模型表现,必须符合整体联合仿真系统的核心架构,确保与其他联合和军种表现形式的互操作性;
··界面:国家航空航天作战模型,必须符合美国国防部(DoD)的高层体系架构(HLA),并在联合仿真系统之外能够与指定的实时、虚拟以及建设性的模拟实现互操作;
··数据去噪:国家航空航天作战模型,必须为位于所有位置的演习参与者提供一致的数据,从而对远程的分布式训练提供支持。该作战模型必须确保系统模块之间、系统自身与外部来源(比如其他军种模型、虚拟模拟以及实时模拟)之间的数据交换是明确的。国家航空航天作战模型必须确定每个离散事件的结果,从而确保向所有层级的参与者和位于所有位置的接收培训人员报告一致的结果。特别是在场景的某些部分处于隔离状态而且分布到其他模型中进行处理的情况下,这可能需要在某些配置中集中进行解决冲突,然后必须在时间同步界面的约束下将结果返回。
··多个力量方:国家航空航天作战模型必须支持多个玩家“方”,包括多个国家在多个联盟中的多个军种、中立力量(可能转换为积极参与者)、可疑或者未知的力量,以及对立力量。国家航空航天作战模型必须代表能够与公认的国家或者政府没有直接联系的派系或者国际组织。场景数据库应该确定参与方的数量,这将不受到软件的限制。部队和基地必须能够在演习期间转移阵地(例如,如果基地被占领或者部队在政治上进行重新部署)。
··透明度:国家航空航天作战模型必须准许受训人员在各自的主站或者部署指挥与控制系统的中心进行培训,不得要求受训人员使用人工手段输入或者接收数据,系统也不能够提供或者要求通常情况下无法提供的通信手段。
··分辨率和聚合级别:国家航空航天作战模型必须能够为每名培训人员生成与实际作战过程中接收到的数量、格式、细节级别以及质量一致的相关数据。国家航空航天作战模型应能够根据所支持的场景和培训人员具体情况提供描述程度不同的逼真度,其分辨率将随着训练较低级别单位需求的增加而不断增加。例如,如果较低级别的后勤剧本是一个推演目标,模型需要详细地表现后勤流和约束条件,但是如果不是作为一个目标,那么推演控制者应该能够选择性地关闭后勤约束条件和详细报告。对于较高级别的行动(仅为高级人员参与),作战模型必须根据需求对数据进行聚合,按照实际的格式将结果呈现给参与人员,并将更高级别的决策分解为适合在作战模型的实体层级执行的任务命令。
··位于环内的作战人员(WITL)的能力:空军主要的训练人员将是位于空中作战中心(AOC)及其以上级别的作战参谋人员。在此级别以下的相关任务将在模型内进行模拟,或者通过支持模块(处理诸如将将空中任务分配命令(ATO)转化成为具体飞行命令的使命规划任务)进行模拟。然而国家航空航天作战模型必须准许位于环内的作战人员在较低层级进行模拟(比如使命规划单元位于空军联队或者防空战斗管理单元),同时必须能够隔离模型内的相关实体,并与详细的外部模拟进行链接(比如解决小规模交战行动的虚拟模拟器任务)。国家航空航天作战模型必须为位于环内的作战人员提供半自动兵力(SAFOR)与计算机全自动生成兵力(CGF),用于在所有适用的层级内表现友好、中立以及对立的部队。作战模型将提供在位于环内的作战人员、半自动兵力或者全自动兵力之间组合和切换的能力。
··模拟时间:国家航空航天作战模型必须以低于实时、近实时、高于实时的速率运行,并能够向后跳转时间实现模拟的重播或者重新启动,也将能够将时间进一步跳转到场景中。与实时(即运行速率)相关的时间压缩因素,应该在三军统帅(CINC)或者联合特遣部队指挥官(CJTF)场景的1:1到4:1范围内进行选择。推演速度大于1:1将对分析、任务预演或者有限的位于环内的作战人员推演是非常有用的,而且与有限的指挥、控制、通信、计算机以及情报相连接。目标范围需要从比实时运行速率1:10更慢,到比实时运行速率1:100更快(当使用计算机完全自动化生成兵力时)。
国家航空航天作战模型必须能够独立于任何模拟时间步长对模拟特有的显示进行更新,必须在推演中通过操作更新速率,向参与推演的操作系统提供数据。
··参与者输入/输出:当指挥、控制、通信、计算机以及情报操作系统,并非是参与者与模型实施交互的主要工具时,国家航空航天作战模型必须提供一个简捷而且有机的界面。这个界面至少必须包括,能够感知航空图像的视觉显示、通过表格或者数据库形式访问状态栏以及插入任务命令的能力。需要将这些功能结合到一个简单易学的图形用户界面(GUI)之下,而这种图形用户界面具备直观的菜单和上下文敏感的帮助将是必非常必要的。对于这些特定的国家航空航天作战模型界面,训练时间应该不超过2小时(对达到熟悉程度的参与者)、6小时(对达到熟练程度的参与者)以及12小时(对达到熟练程度的控制者)。此外,国家航空航天作战模型必须在参与者输入中,包含对语法和上下文中彻底错误的检查,并具备挑战不合逻辑的命令和上下文的能力,从而能够在现实世界中将不会出现“捕捉”错误的情况(比如在没有装载武器的情况下发射飞行器,或者在没有燃料的情况下试图飞行时将出现坠毁)。
··技术控制:国家航空航天作战模型需要技术控制功能,确保仿真运行能够在设计参数范围内实现。技术控制者必须能够启动、冻结、停止或者重启模型,保存所有或者选定的数据部分,改变推演速度,覆盖整个事件结果以及管理系统的相关配置。
··推演控制者具备的特权:推演控制者将在推演控制与响应单元间进行操作,作为推演参与者(受训人员)与模拟之间的缓冲,从而确保推演能够达到训练目标。在推演指导者级别,控制人员将能够访问未经过滤的地面实情,并能够启动或者冻结模型、保存数据、改变推演速度,以及覆盖整个事件结果。控制者还必须能够在模型运行时,对目标列表、库存级别、对象特性以及战斗顺序数据库进行修改。国家航空航天作战模型必须为每个位置提供不同级别的控制者特权,例如在响应单元级别,作战模型可能会将控制者限制在能够感知真相的范围内。

··参与者特权:国家航空航天作战模型的参与者(训练人员与反应单元),必须能够根据训练概念、实践以及练习目标为其分配的部队输入新的命令或者修改现有命令。参与者必须仅仅能够看到和控制,技术控制者为每个位置定义的相关内容,与此同时,参与者能够看到的内容与参与者能够控制的内容之间将存在着直接的关系。例如,参与者必须对场景驱动的收集或者访问数据能力之外的情况有所了解,同时不能够给其他人员控制的部队下达命令。

·任务空间环境:国家航空航天作战模型的战场环境包括影响建模实体之间交互的自然与人工环境。
··坐标系统:国家航空航天作战模型必须按照公认的球面坐标系统(纬度、经度以及高度)对目标的位置进行定义,必须能够接受和自动转换其他通用坐标系统,比如通用横轴墨卡托方格(UTM),用于输入命令和可视化显示,还必须能够跟踪位于世界范围内任何位置的目标(包括空间),尽管推演场景可能集中在某个单一的战区范围内。
··地形:国家航空航天作战模型必须使用来自国家图像与测绘局(NIMA)的数据表示自然和人工地形特征。为了在大规模推演中管理大量的地形数据,国家航空航天作战模型应当根据场景的区域和范围对地形分辨率进行调整。例如在欧洲的场景下,将必要准确地表现地形探测的结果和至关重要的作战行动,然而这对位于后方地区比如美国大陆(CONUS)将是毫无必要的,在该地区唯一需要展开的行动可能是在没有对抗的情况下,发射和回收实施空中运输的飞机或者航天器。对国家航空航天作战模型而言,地形属性至少应当包括海拔、类型(水域、森林、沙漠、城市以及山区等)和人为特征,比如政治边界。在对特定培训场景无法获取来自国家图像与测绘局的数据或者没有适合的数据的情况下,国家航空航天作战模型必须接受替代数据。随着现有数据库的不断改进,作战模型应该能够利用地形中具备的更高保真度与分辨率。建模的地形应该能够以不同的分辨率进行展示,从可调比例(阈值要求)的地缘政治轮廓的简单俯视图,到可选择角度、高度和范围的地形,以及模型实体的“鸟瞰图”或者驾驶舱视图(如果在技术能够实现的情况下)。
··天气和大气条件:国家航空航天作战模型必须能够表现天气、实际与预测天气对所有行动造成的影响,必须能够通过与真实世界的数据进行连接,重放历史数据的“快照”,或者将可信的人工天气系统呈现为推演的驱动程序从而对天气状况进行表现,还必须能够对大气条件,例如雨、雪、风、烟、尘、雾、云,以及这些大气条件对不同频率电磁波传播造成的影响进行表现。国家航空航天作战模型必须能够对实际(“报告”)和预报(“预测”)的天气加以区分。在执行任务期间,场景的天气条件必须对诸如飞机架次生成、发射、恢复、侦察与监视、空中加油,以及目标捕获等行动造成影响,必须包括高层大气条件和电磁效应(比如影响通信的太阳耀斑),必须通过通常能够依赖的作战通信、传感以及预报系统(包括提供图像的卫星)适用的格式,提供实际的与预报的天气情况。
··模型实体表现:国家航空航天作战模型的实体(比如空军基地、飞机、航天器、导弹、武器、传感器,以及通信节点),必须具有能够确定行为和能力的特征,并能够在整个推演中对其状态进行报告。
··数据类:国家航空航天作战模型必须能够表现所有类型的空军基地、发射场、飞机、航天器、导弹、弹药、传感器、通信设备与信息,并能够区分具有显著不同的行为子类。例如,导弹可以分为地对空导弹、战术地对空导弹、空中发射的巡航导弹、地面发射的巡航导弹、战区弹道导弹,以及洲际弹道导弹。每个类中的特征,应该包含足够详细的信息,能够准确地表现重要的行动,并对功能和缺陷进行区分。例如,飞机特性可能需要包括速度(涉及最大、最小、最佳巡航,以及首选战术低水平速度),武器、传感器和货物的兼容性,燃料容量和负荷选择,燃料消耗将作为速度、负荷和高度的函数,雷达横截面将作为搜索角的函数,以及维护和支持需求等参数。
··聚合和继承:国家航空航天作战模型必须能够表现具备自身特点(比如位置与可操作性状态)的更高层次的目标(比如空军基地)、从二级目标继承的特征与功能(比如跑道、避难所、防空网站、通讯设施,以及维护设施),以及二级目标的库存(飞机、弹药、燃油,以及人员)。这种面向目标的方法,符合联合仿真系统体系的架构规定。
··增长:国家航空航天作战模型必须能够表现联合仿真系统中用于其他军种的空中和太空实体,并在定义时将新的和潜在的武器系统模型纳入作战模型当中(比如定向能武器)。
·行动模型:为了能够为培训人员提供实施战区层级决策的机会,国家航空航天作战模型必须能够可靠地表现对所有空军准则文件1涉及功能,及其他军种的空中和太空提供支持功能的对象与流程。为了使得这些功能在合成任务空间中得到成功地表现,国家航空航天作战模型的目标必须能够与自然环境和这些自然环境互相之间进行交互,必须能够可信地表现目标和易遭受攻击的过程,攻击或者影响每个目标或者过程的方法,以及用于判断行动有效性的可观察结果。
·运动和导航:飞机、航天器和导弹的运动必须符合公认的运动规律,并受到天气、地形、路线、可通行性,以及导航辅助设备的可用性和系统性能(包括速度、高度、有效载荷、燃料和配置)的约束。国家航空航天作战模型的速度、范围及对飞机和导弹有效载荷的计算,必须低于通过运用当前运行的而且己方系统特定于系统的性能数据进行详细规划计算得出数值的10%(最好控制在5%以内),同时运用在威胁系统的最佳可用数据(比如经过国防情报局评估或者批准的国防部长办公室/分析与评估程序相关的建模和仿真数据库)。
·探测:对位于战场中目标的探测(包括监视和侦察),必须依赖于传感器的位置、需探测的任务,以及探测具备给定变量目标的能力,涉及传感器功能、范围、天气、时间、视线约束、目标可观测因素(雷达、视觉、红外),以及诸如电磁干扰等环境影响。传感器可能搭载在飞机、导弹、弹药,以及空军基地等实体上。国家航空航天作战模型的探测测定值必须低于由空军或者国防部长办公室官方认可的分析或者工程层级模型(比如联合建模与仿真系统)估算数值的10%(最好在5%以内),并在可获取的实际结果中得到验证。位于训练人员中的参与者,必须仅仅能够访问由具备报告探测功能、任务以及通信连接功能的传感器所获取到的相关信息。在最为详细的层级,这将导致相关的限制,比如位于空地导弹上的成像光学传感器,将受到地形、云层、雾霾或者光照水平的限制。在更高的层级上,这将包括一些限制,例如由于与监视平台的连接受到限制,需研发具有结合力的空中图像,比如机载预警与控制系统(AWACS)与陆基雷达,及能够传输下行数据的速率。
·作战识别与交战规则(ROE):国家航空航天作战模型必须包括运用飞机系统模拟作战识别结果的能力,从而确定探测到的航迹属于己方、敌方还是未知的。飞机模型应当包括实际敌我识别(IFF)的运用并发送信号。此外,国家航空航天作战模型必须包括识别交战规则命令,并将这些命令转换成为行动规则的能力,比如飞机或者地面武器系统的交战标准。识别不确定性的可控程度是否适当,将取决于所使用的系统识别(视觉、雷达、敌我识别或者其他),与此同时,不确定性尺度参数应当由推演控制者进行设置。无法正确进行识别,将导致出现自相残杀的可能性。
·目标选择:作战参谋人员决策的关键部分,在于选择实施进攻防空、战略性攻击以及遮断行动的目标。作战参谋人员通常运用特定战区的数据库协定对目标进行指定,这些协定用于指定已经明确的目标点或者期望的平均影响点(DMPI)。国家航空航天作战模型必须将这些与模型中得到体现的目标系统进行关联,准许作战人员通过期望的平均影响点或者目标点进行目标瞄准,并观察模型结果是否与实际期望值保持一致。位于联合仿真系统中的地面或者海军部队等目标,必须能够被空中和太空实体观测到。过多的推演准备时间,可能将禁止作战人员运用国家航空航天作战模型对指定的目标关联进行表现,除非某些任务能够通过支持模块实现自动化。
·损伤评估:无论空对地攻击的结果将如何进行表现,国家航空航天作战模型都必须对任何目标实施的空对地攻击结果进行评估,同时必须在两个层级对该结果进行报告。在较低层级上,国家航空航天作战模型应当根据投射平台的能力、投射类型、武器类型、地形、天气以及目标特性表现物理损伤的结果。这些结果应当位于联合弹药效能手册(JMEM)相关数据的10%以内(最好在5%以内),推演结果的真实分布范围从严重错误(未造成任何伤害)到高于预期的伤害。在较高的层级上,如上文目标选择所述,国家航空航天作战模型必须将损伤对特定点造成的影响,转化成为对目标系统的可测量和可观察的结果。例如:对跑道表面造成的切割效果,应当转化成为最大发射和恢复速度的变化,这将取决于可供选择表面的可用性和跑道的快速修复能力。
对维修设施或者军需品库存实施的成功攻击,应当降低飞机出动架次的能力。对飞机掩体的攻击,将可能导致受到掩体保护飞机的毁坏或者降低了飞机出动的架次。
攻击位于附近两个空军基地之间的中央燃料储罐所对应的期望平均影响点,可能将难以对任何一个空军基地造成直接损害,但是如果两个基地都依赖该燃料来源,而且不存在其他任何的替代燃料,那么(随着时间的推移)将降低飞机出动架次的能力。
作战参谋人员需要了解任务是否取得成功(“跑道坑坑洼洼”),及一些影响是否反映在模型运行过程中(“机场关闭,估计需要8-12小时修复跑道”)。国家航空航天作战模型必须表现所有场景“方面”的国家基础设施(交通、通信、燃料、电力、物流、社会服务,以及国家指挥机构),从而有利于可信地表现战略攻击所取得的效果。这些目标系统效应,应当对修复能力和自适应行为加以考虑。对复杂目标系统的可信损害影响性能的衡量,可能取决于使用者“校准会议”和其他分析模型,作为验证与确认流程的组成部分。最后,国家航空航天作战模型必须报告目标遭受损坏的相关细节,包括计算机生成的受损目标图像,这将使得国家航空航天作战模型能够运用诸如头顶图像之类的作战系统。
·通信:国家航空航天作战模型必须将适当的通信节点、路径、设备以及数据,表现为训练对象(或者对手)能够作为目标的项目。通信网络是信息战战场的组成部分,包括电子作战、对抗信息、指挥与控制(C2)攻击,以及其他信息作战类型。指挥与控制链接应当通过依赖命令或者信息,对国家航空航天作战模型实体的有效性造成影响。例如,由于干扰或者直接攻击将使得地对空导弹(SAM)阵地与防空预警网和指挥网络失去联系处于隔绝的状态,并可能恢复到自主模式。由于预警较晚、缺乏识别或者目标选择不够理想,地对空导弹的作战效能可能降低。指定指挥、控制、通信、计算机以及情报目标,并对实际效果进行观察的能力将是至关重要的。建模通信能力的性能、致命和非致命攻击对通信系统造成的影响,必须在实际作战数据或者详细分析模型得出的期望值的10%以内(最好在5%以内)。
·后勤:国家航空航天作战模型必须包含充分的后勤细节和足够的后勤相关事件,用于对位于后勤准备中心和空中作战中心的相关人员进行培训。国家航空航天作战模型必须在后勤方面对任务空间加以限制,同时必须产生后勤训练方面的挑战,例如执行分阶段的部队与部署数据调度、部署部队驻扎、预先部署的库存管理、补给、战区资源交接、重新分配进入的资源、重新确定供应和运输的优先次序。作战模型必须对补给和疏散进行表现,包括运输路线和方式(航空、水上、铁路、公路、管道和海洋),还必须对关键运输节点的功能和能力进行表现,包括在途中停留的设施与转运点,航空、海上起降港口,公路、铁路和航空终点站,以及燃料储存与转运设施。国家航空航天作战模型必须真实地对这些过程、设施及其资源实施的攻击、拦截或者污染造成的后勤影响进行表现。正确地对运输节点与路线进行建模,将使得对进出战区的资源流进行监测和管理变得更加符合现实情况,还必须表现美国大陆关键的修复和供应功能,进一步符合现实情况,并为分析可修复部件的流动和关键易耗品的维护提供基础。模型涉及的战斗行动必须造成伤亡,这些伤亡将能够在模型中进行跟踪,并用于推动进行病患疏散的相关需求。
·空运:国家航空航天作战模型必须对空运的特定能力进行建模,包括诸如空投、战斗卸载和发动机运行卸载等特殊的运输方式,必须通过最大毛重、货物类型、最大货物重量、最大货物大小、托盘限制,以及最大乘客座位等因素限制空运飞机的容量,还应通过飞机和机组人员的可用性与使用率、坡道空间、材料处理设备、加油能力、装卸时间,以及对机场实施攻击造成的影响(跑道或者滑行道关闭,汽油、柴油与润滑油的可用性,跑道或者滑行道的长度、宽度或者承载能力等要素下降)从而对货物的吞吐量加以限制。例如,国家航空航天作战模型能够通过限制空运飞机的可用性和能力对训练参与者形成挑战,迫使他们在资源分配和调度方面做出符合现实情况的决策。
·空中加油:国家航空航天作战模型必须能够对空中加油的特定能力进行模拟,包括进度计划控制(路由、会合时间,以及航线位置与停留位置)、卸载能力、卸载速率,以及指航标/浮标组合,例如能够通过限制加油机的可用性对部队的部署和组合提供支持,在场景的所有阶段强制进行资源分配决策,从而对培训参与者形成挑战。
·空间作战:国家航空航天作战模型必须对空间作战进行建模,包括全球定位系统与通信平台,导弹探测与预警,侦察、监视与情报收集,环境监测,在轨支持,空间系统控制,以及消息与信息的分发。这些空间作战行动应当受到航天运输方面的限制,比如助推器与平台的可用性、气候,以及进入轨道的时间。例如,高空平台实施侦察或者监视应当取决于进行正确定位的资产,从而为接受训练人员在管理航天运输和轨道定位方面创造决策机会,并为收集相关需求提供支持。作战模型必须在处于运行状态时能够进行扩展而集成新的空间系统,比如基于太空的红外系统和全球广播服务。
·特种作战:国家航空航天作战模型必须能够对特种作战行动进行表现,包括对关键目标的直接行动、人员的穿插或者撤离、战略侦察、非常规战争、打击恐怖主义、心理战,以及外国国家的内部防御。目标在于使得参与训练者能够完成这些任务,观察这些人员对任务的执行情况,并查看模型报告的实际结果。例如,一支地面侦察队实施的穿插行动,应当能够收集到可能不存在的资料(传感器)。
·非战争军事行动(MOOTW):国家航空航天作战模型必须能够对非战争军事行动进行模拟,比如军控、强制设立禁区、实施制裁与海上拦截行动、反毒行动、打击恐怖主义、对民事当局提供军事支援、对镇压叛乱提供援助和支持、支持叛乱、确保航行与飞越领空自由、保护航运、显示武力、实施打击与空袭、恢复作战行动、非战斗人员的疏散、人道主义援助,以及维和行动。这将通常要求对非结盟部队、非战斗组织,以及身份不明或者正在改变的盟军部队进行表现。对这些行动的表现必须集中在每一项行动所使用的具体功能上,比如空运、空中加油以及监视或者侦察,这些任务可由训练参与者进行委派和直接进行观察。
·人为因素:国家航空航天作战模型对涉及国家与部队层级的每一方而言,必须包括对客体行动造成影响的人为因素可调节的水平。这些人为因素,包括训练水平、士气、疲劳、国家决心、政治影响、社会与宗教因素,以及化学或者生物攻击。这些比例因素应该位于推演主管的控制之下,但是必须包括直接影响比例因素的机制,从而对轰炸战役对敌人发动战争能力的累积影响进行表现。人为因素应当通过诸如架次生成率,或者飞机与导弹发射响应时间等行动对模型产生能够进行测量和观察的影响。
·模拟错误与不确定性:国家航空航天作战模型必须能够准确地描述基于人为因素(比如训练水平和战斗力变量)的未经过计划或者并非适当的结果。主要存在两类:不正确的行动(执行)与不准确的报告结果(不确定),与此同时,不准确的报道将难以对地面实况造成影响。模拟必须能够向控制者提供正确的信息(提供审查跟踪),从而有利于进行验证。
·支持模块:诸多与国家航空航天作战模型综合训练环境相关的重要功能,并不需要在模拟过程中得到实现。国家航空航天作战模型的成功在很大程度上取决于能够提供有效的培训机会,而这种成功将极大地依赖于推动场景支持模块和数据库进行准备的能力,这种能力能够在必要的详细程度下,将实际命令转化成为与模型相关的命令,并将结果聚合成为有意义的信息格式提供给作战参谋人员使用。与此同时,通过外部系统或者指挥、控制、通信、计算机以及情报系统,将模型数据转化成为能够利用的相关格式。
·场景准备:国家航空航天作战模型必须包含自动化工具,从而推动分布式、协作的推演计划。推演计划人员必须能够使用图形用户界面访问现有的地形、环境、目标以及作战命令数据库,将信息转换成为特定的模型输入,然后对信息进行调整创建满足培训目标的场景。例如,通过使用图形界面工作站,场景构建器应该能够显示地对空导弹阵位和指挥与控制节点,然后通过图形用户界面指定相应的指挥网络。
·聚合:当较低层级的响应单元不存在时,国家航空航天作战模型必须为较高层级的培训参与者提供有意义的信息,这将需要聚合结果和报告汇总数据,而这些数据通常由作战参谋人员根据任务收集情况和相关报告进行融合。这些摘要报告不应该呈现完整的地面事实,而应当对数据进行过滤,提供与普通作战参谋人员可能提供的产品保持一致。聚合任务,包括报告己方部队和敌方的行动情况(情报融合)。
·反聚合:国家航空航天作战模型必须能够将培训参与者高度聚合的输入命令(主要由战役计划的元素组成)转换成为武器系统级执行所需要的相关命令。实际上,这是一个区分为两个步骤的过程。首先,如果训练参与者不包括负责该产品的作战参谋人员,那么作战模型必须将战役计划或者主要攻击计划(MAP)转换成为空中特遣任务命令。如果没有详细指定目标,那么此阶段的反聚合必须包括目标子集的自动选择,这将导致产生与攻击计划意图保持一致的任务。其次,国家航空航天作战模型必须将空中特遣任务命令转换成为特定的模型任务命令,其详细程度相当于一个包含基于知识的航线规划、威胁规避、距离与燃料计算的飞行计划,如果在必要的情况下将确定使用武器的数量。模型必须在不到2小时的时间内执行这两个步骤的命令转化工作。
该输入还将包括计划执行选项、基于所采取选项的期望行动方案以及移动决策点,当抵达这些决策点时将终止该移动,并准许参与者对战役计划进行调整。在执行过程中,国家航空航天作战模型提供的半自动兵力和计算机生成兵力,必须能够按照高层级命令与汇总命令(比如交战规则和一般的防空计划)执行可靠的战斗管理任务。这些以知识为基础的力量管理“定律”的复杂程度,应该随着能够获取的技术和通过模型原型获取的经验而不断发展。同时可能需要正式的系统通过识别“系统专家”对这些“专家系统”进行培训,这可能将包括集成到作战武器系统或者任务训练设备中的自动数据和行动收集功能。
·显示和报告生成:国家航空航天作战模型将在推演之前、期间以及之后向控制者和参与者输出状态显示和标准化报告。状态显示,必须包括由作战系统提供的跟踪数据相当的跟踪数据。标准报告集,必须包括任务结果、目标损害、武器消耗、飞机损失以及伤亡索赔。此外,必须为基地、部队、雷达阵地、地对空导弹与近程防空阵地、空间资产,以及指挥、控制、通信、计算机以及情报基础设施,提供相关的状态报告,包括后勤和维修状态。作战模型还必须为培训参与者提供设计和修改用户定义报告的能力,并根据模拟结果、事件或者时间自动生成这些报告。
国家航空航天作战模型也必须将特定的模型数据转换成为能够直接导出成为指挥、控制、通信、计算机以及情报系统和其他模拟能够运行的格式。这将包括用于轨道数据的战术数字信息链路(TADIL)、用于标准化联合报文通信的美国信息文本格式(USMTF),以及北大西洋公约组织(NATO)的80-50报文格式。通常需要的报告,包括战术报告与战术电子情报、初步摄影成像报告、侦察开发报告,以及联合战术空中侦察/监视任务报告。

·行动后评估(AAR):国家航空航天作战模型必须进行现场行动后评估,评估和提高推演的有效性,并在推演结束后进行分析,必须记录用户指定的事件和数据,从而有利于在推演期间和之后对特定的分析需求进行响应。这些格式包括(但是并不限于)便携屏幕上的三维图形显示、打印输出与日常数据视图(在适用时,可覆盖在地图上)、资源消耗统计图、数据表格输出以及文本消息。作战模型必须跟踪特殊的或者感兴趣的信息、基于常见错误自动检测事件、执行评估和分析功能,并将模拟数据库中的地面实况与每名参与者感知的实况和其他数据进行比较。行动后评估功能,必须准许操作人员修改现有的输出格式或者构建新的显示,从而对行动后评估数据的分析和审查提供支持。

(平台编辑:黄潇潇)

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