空间战场态势感知系统_战场感知系统

《兵工科技》杂志就数字冰雹的”空间战场态势感知指挥可视化系统“，对市场总监丁冬先生进行了专访报道。

    现代战争强调C4ISR技术，指挥中心在千里万里之外，要通过信息化技术对整个海、陆、空、天、电磁战场进行全面的了解、掌握和指挥控制，那么传统指挥部里的行军地图、模型沙盘就已经不敷使用了。扁平化的战场上，不但战情瞬息万变，而且成千上万个作战单元和平台，其中不少都需要指挥部越级进行直接指挥。怎么样才能在“中军帐”中完成这样复杂而事无巨细的指挥任务呢？现代信息化技术带来的“空间战场态势感知指挥可视化技术”，就是解决这一难题的钥匙。

何谓可视化技术？

本刊记者（以下简称记）：能否先介绍一下，什么是可视化技术？

丁冬市场总监（以下简称丁）：可视化技术是一个军民通用技术，最早是因为传感器、信息传输和计算机图形学等技术的综合发展而出现的，广泛应用于建筑、设计、工业、游戏娱乐等民用领域。所谓可视化，顾名思义，就是我们把一些虚拟仿真的事物、或者抽象的事物、或者远距离以外真实的事物，通过计算机图形学技术，形成一种可以直观看到的形象，这就是可视化。可视化的前端是传感器，需要把可视化的对象的各种物理尺寸、特征等测量出来，然后将这些表述事物的数据信息通过通信传输技术传到后端，在后端通过图形学技术，将事物真实还原并准确呈现。

 

记：贵公司是什么时候开始从事指挥可视化技术产品和项目的研发的？

丁：我们公司最早是从事民用可视化产品开发的，始于2006年。随着军民融合战略的发展，特别是信息化指挥系统的研发对可视化技术的大量需求，使得我们看到了市场需求的机会。于是我们与航天、船舶口的一些国有军工企业合作，进入了军用指挥可视化这一市场。

可视化技术，需要一个研发的软硬件基础平台，这一平台可以根据不同的可视化对象和内容，添加各种不同的事物模型、数据等内容，因此进入军事指挥这一领域后，我们研发速度很快，也比较顺利。

 

空间战场指挥可视化平台

记：具体到空间战场指挥可视化平台，这一平台都有哪些组成部分？

丁：从前端到后端来看，首先是各类的作战平台、传感器、雷达等；然后是作战部队，比如步兵分队、空中打击集群、坦克装甲突击集群、火箭军战术战略打击集群、水面舰艇集群等。这些作战平台的参数，比如尺寸、外形、主要性能参数、技战术性能，以及位置、航迹；还有各种分队、集群的数量、队形、方位、组织情况、甚至于油料和弹药后勤补给等情况。以上这些都要形成数据流，然后向后端传输。

 

记：这些前端数据是贵公司自己采集的吗？

丁：这些数据主要由军方用户提供，当然这些数据也是保密的。

记：目前贵公司这套空间战场指挥可视化平台系统，一共可以容纳多少前端平台？换句话说，可以显示多少作战平台，多少集群和分队目标？

丁：目前我们做的这套系统容量非常大，从显示内容性质区分，我们可以有战场概况显示，即战略级别的信息的显示；也可以显示战术级别信息，甚至单个平台信息。我们的系统最多可以显示几万到几十万不等的信息，比如说侦察和通信卫星，前沿的无人机侦察平台，前沿从事空地导引任务的特种兵战士，或者一辆或数辆战术导弹发射车等。根据需要，我们都可以切换在指挥系统可视化的大屏幕上来显示。

记：除了前端，指挥可视化平台系统还有哪些组成部分？

丁：前端数据传输过来之后，剩下的任务就是如何让可视化信息呈现出来了。我们首先自主研发了图形引擎，这是可视化系统的基础。我们的系统基于OpenGL图形API自主开发，是一种先进的三维实时渲染引擎，拥有高逼真度的图像渲染技术。图形引擎之上，就是可视化模型数据库了，这个数据库就是把前面我提到的前端数据输入进去，然后建模，形成一个个逼真的武器平台或战术集群的图像，以及大范围的战场地形三维图像，这些东西存储在数据库内，不断积累。在指挥系统需要显示的时候，由图形引擎调用出来，就能形成逼真的图像了。这也被称作后端。

 

具体功能

记：空间战场可视化指挥平台都有哪些具体功能？

丁：首先是全空间战场实时显示，我们呈现在指挥中心的可视化信息，全部基于战场上平台的实际行动信息来实时更新和表现。我们通过一个网络接收实时数据并与后台对接，系统中武器装备的位置、运行的轨迹、甚至于空中的姿态等都会一丝不差的动态呈现。比方说前面提到的侦察卫星，它处在怎样的轨道上，自身姿态相对于轨道平面的倾角如何，太阳能帆板打开的角度等，都会一丝不差体现在指挥中心现场的大屏幕上。

记：像武器装备这样的信息，可以直接呈现，但像雷达信息这样抽象的事物，怎么呈现？

丁：雷达它的数据更新率、波段、扫描范围、扫描距离等，可以将其可视化，通过波的平面表达显示出来，比如扫描角度120度范围以内，扫描距离100千米，如果结合平面地图来显示，就显得很直观不抽象了。其实像雷达信息这样抽象的数据还很多，比如航道、轨道等，我们都可以通过坐标系、网格、二维地图等方式来显示和模拟。

 

记：你提到指挥可视化系统呈现的信息是实时的，那么它有多少延迟？

丁：延迟分为两部分，一部分是由前端采集数据的延迟所决定的，这个可视化系统本身无法控制，但后端的延迟我们控制在毫秒级。也就是说，只要战场传感器传来信息，我们就能第一时间最快呈现在指挥员眼前。

记：可视化指挥平台还有哪些功能？

丁：最重要的还有一个，二三维地理信息显示，也就是数字化地图，这是对于战场指挥官而言最重要的信息之一。这套系统的二维电子地图非常丰富和多样化，包含军用地图、海图，支持地图导出，可以在地图上加载矢量数据、栅格数据，可以把武器平台、集群的信息加载显示在地图上，还能跟百度地图等民用电子地图一样任意放大、缩小、漫游、距离测算、区域覆盖计算、标绘、图层控制，还支持移动目标的显示控制。这套地图系统还支持人机交互。以往的军用地图作业和标绘，是非常复杂的，而且功能有限，但电子地图功能不但丰富得多，显示内容多得多，而且更为直观。此外，该系统还支持三维战场态势显示，比如三维地形地图，超大范围的地形展示，视角范围可以从全球视角无级放大至微观细节观察视角（比如一个士兵的视角），实现了全空间范围的环境态势显示。

 

同时，指挥监控中心，也是我们可视化系统最重要的组成部分之一。

从我们此次展出的图板和视频你就可以看出，我们为指挥监控中心打造了大屏幕解决方案。超高像素显示，屏幕分辨率达到视网膜级别。显示画面非常清晰、细腻和逼真。支持多屏拼接，显示内容自由组合，还可以通过手持设备作为控制终端，来实现对大屏幕的交互控制。由软件控制投放的内容，指挥人员需要显示哪些内容，系统就会自动切换屏幕场景，人机交互性能优良，操作十分简便简单。指挥人员在现场，需要看到哪些战场信息，只要口头发出命令，就能马上看到相关信息显示在大屏幕上。一般而言，大屏幕上往往会有几块固定显示三维和二维战场地图，其他几块则显示正在控制的重要武器平台，或者重要局部战场的细节。

 

记：指挥中心大型显示屏幕的分布有什么讲究吗？

丁：完全根据用户使用要求决定，用户需要多大尺寸的屏幕，分割拼接成多少块，同时显示多少个通道的内容，以及每个通道具体显示什么内容，全可由用户决定和控制。

记：我看到你们的展板上还展示了情报分析的内容？

丁：是的，指挥中心实际上也是情报中心，我们的指挥中心本就容纳了海量的数据信息，对它进行分析和直观地呈现也是可视化系统的重要内容之一。我们把数据性的、文字性的，非常不直观的情报，加以分析和处理后，以图形、图表（饼图、直方图、坐标图等）、树状结构等指挥官更容易理解和掌握的视频和图像化的方式展示表达出来，这就是情报的可视化。这对于情报分析人员和指挥人员而言都非常便捷非常有用。

应用情况

记：据您所知，目前国内外，有没有相关的企业在做类似的产品？

丁：空间战场指挥可视化系统，据我所知国外做的比我们还是要早一些，美国在多年前已经将其应用于其军队的指挥系统，各大主要的指挥中心，包括航天中心都安装了指挥可视化系统。而我们国内起步稍微慢一些，最关键的是，我们要实现这一技术的自主可控，就不能使用外国提供的现成软件、图形引擎等来做，必须自主开发底层的软硬件系统，自主开发相关的算法。目前我们公司在业内处于领先位置。

记：目前该系统投入使用了吗？

丁：目前航天系统是最早使用我们这套系统的，在航天发射中已经得到了成功应用，比如火箭什么时候脱掉第一级、第二级助推器，什么时候星箭分离，卫星怎样入轨，入轨姿态是否正确，卫星的太阳能帆板等设备是否正确打开，这些都是距离我们很远的，本来无法直接看到，但现在通过指挥可视化技术，就可以犹如直接看到一样的，呈现在航天中心指挥人员眼前了。此外，船舶部门也开始使用我们这套系统，来进行航行指挥、引导和控制。下一步我们希望进一步推广。

 

记：这套指挥可视化系统还有其他应用前景吗？

丁：我们很希望它能够投入部队的日常训练和作战演习指挥中，实际上除了真刀真枪的战场，在训练中这套可视化系统用处更大。此前部队指挥所，都能看到大地图或者演示沙盘，现在这些已经过时了，我们的指挥可视化系统完全可以将其替代。这套系统对于军队信息化建设，学习打信息化战争可以做出很大的贡献。

 

记：非常感谢您接受我们的采访。