地球软件海洋环境仿真系统及数字海上试验场平台

海洋环境仿真系统

由于经济发展和政治需要海洋和海洋资源被重视起来，拥有海岸线的国家和地区莫不在加强对海洋的开发和利用。由于海上的实验环境条件比陆地上要求更高也更加复杂，为了更加直观的观察海洋并且在海洋上展开试验，我们利用计算机三维仿真技术可以真实地再现海上环境的变化。并且在图形终端前完成项目预演。三维仿真技术用于海洋开发不仅可以节省大量的开支，而且是科研人员能在安全的前提下更加灵活、机智地应对海洋环境的变化，从而提高工作效率。

地球软件海洋环境仿真系统及数字海上试验场平台是，以三维视景的方式对海上试验进行实时逼真直观的演示，将试验过程中出现的各种舰船实体的运动轨迹和姿态进行可视化显示。操作人员可以灵活地控制观看视点，对试验过程获得真实直观的感受，从而为海洋开发和利用提供经济有效的手段。

系统设计功能

1、海况环境仿真系统设计

能够实现全球范围内，海洋及大气环境数据仿真。

2、地理数据模型

实现全球范围水深数据（0.5’×0.5’）三维模型建模及渲染，以及全球范围（2゜× 2゜ 格）表层温盐数据模型仿真。

3、海洋环境模拟

真实海洋环境模拟，覆盖海洋效果、洋流以及海浪信息模拟复现（如流速、流向、海浪、风速等）可实时动态调节，并且同步渲染。

4、光照模拟

光照模拟，对自然光线进行模拟，依据设定参数，可调节太阳角度，实现早晨、中午、傍晚、夜晚等任意时间段的仿真模拟，并且对环境的明暗、阴影、海面的光照反射等产生影响。

5、天气模拟

天气模拟，实现小雨、雷雨、暴雨、小雪、大雪等自然天气的仿真模拟，具体参数可自定义。

6、舰船实体仿真舰艇模型

舰艇及水面舰艇三维实体模型。包括我军“洛阳 ”等水面舰艇和潜艇以及美方阿里伯克级“宙斯盾”驱逐舰、日方爱宕级“宙斯盾”驱逐舰等。舰船模型会受环境影响并与环境产生交互。如水面舰船会受海浪影响上下起伏，航行中会产生尾迹，舰船相互发生碰撞等。初步具备战场态势分析，可实时分析、显示当前选中假想敌舰船的反导、反潜能力，形成作战方案。系统内置潜艇和水面舰艇的三维模型，且对模型各子节点实现编程控制，实现目标的实时姿态信息更新，子节点控制。包括武器发射系统、反潜直升机等独立操纵控制。

7、航行数据

舰船数据仿真。根据舰船模型运动信息实时获取并生成航行数据，包括时间、经度、纬度、航向、艏向、速度、水深等等。并且可同时显示当前舰船与选中目标舰船的数据，进行数据对比。

8、武器系统

舰船武器系统仿真。包括：

（1）水面舰船火炮及导弹发射，反潜直升机起飞。

（2）水下鱼雷发射的全过程模拟。鱼雷舱开启，鱼雷发射，在水下行进路径的渲染以及洋流海浪对鱼雷的影响。

（3）导弹发射过程模拟，重点实现导弹从潜艇发出在水中的运行效果以及出水后，发动机点火飞行的效果模拟。

（4）鱼雷和导弹命中目标的效果及过程演示，场景为自动捕获水面目标从水下发射鱼雷摧毁目标。

系统操控

1、视点操控

可实现多种视点方式，包括全局漫游(在场景中使用鼠标和键盘随意漫游)、球面自由旋转(以视景仿真对象的三维模型为中心,使用鼠标或键盘操纵视点在任意半径的球面内的任意位置进行观察)、稳态跟随(跟随观察物体运动)、全局俯视(在场景中某一高空位置向下俯视,能够观察到全局的态势)等。

2、航迹规划

航行线路规划，潜艇航行仿真。实现潜艇及水面舰艇航行线路规划，自主导航，航行过程仿真模拟。利用现有数据分析海洋环境对潜艇及水面舰艇编队航行的影响。实现效果逼真，能满足实际仿真训练的要求。实现时间同步，并同步想定航线各状态点实时状态。

3、接收数据模拟，战术想定模拟

系统实现战术想定模拟功能，完成战术对象实体、动作和事件的设计组合，实现各种战术规划模拟（如：entity：XX舰；active：X节速度前行，condition：航行状态；active：以X弧度/秒转弯，condition：前方X米发现障碍物）。

4、实体数据模拟

系统实现对舰艇数量、方位、坐标、速度等各类实体数据的模拟功能。实体包含空间属性、物理属性、动作和触发器等多种属性组件，实现全方位的实体复现。

5、动作数据模拟

系统实现对各类实体的各类动作的模拟功能（如前进、下潜、转弯、开火等）。动作姿态实时更新，包括运动状态、运动路线和多单位同步运行等，实现动作状态的精确模拟。

6、事件数据模拟

系统实现对各种运行事件及触发器的模拟功能（如速度上限、前方障碍物、中弹、生命值剩余、机械损伤等）。事件包含量化属性、类型等多种属性组件，实现运行状态条件的动态触发。

综述

视景仿真是计算机技术、图形图像处理与生成技术、多媒体技术、信息合成技术、显示技术等诸多高新技术的综合运用。它有利于缩短实验和研制周期，提高试验和研制质量，节省试验和研制经费，并且己经在许多领域得到了广泛的应用，如城市规模仿真、大型工程漫游、名胜古迹虚拟旅游、虚拟现实房产推销系统、虚拟现实模拟培训、交互式娱乐仿真等等。

—END—

信息来源：地球软件