AFSIM入门教程01:简介
与AFSIM及其包含项目相关的安全和法律事项
美国空军(USAF)财产
本软件按“原样”提供,不附带任何明示或暗示的保证,美国空军(USAF,United States Air Force)对因使用本软件而产生的任何损害概不负责。
分销
授权向美国政府机构及其承包商分发。
出口管制
本文件包含的技术数据出口受到《武器出口管制法》(第22篇,U.S.C.第2751节及后续条款)或经修订的《1979年出口管理法》,即《美国法典》第50篇附录2401及后续条款的限制。违反这些出口法律将面临严厉的刑事处罚。根据国防部指令5230.25的规定进行分发。
简介
AFSIM(The Advanced Framework for Simulation, Integration, and Modeling,高级仿真、集成与建模框架)是一个面向对象的C++库,用于创建模拟平台在地理环境中的互动。模拟中的顶级对象称为平台(例如体、实体或参与者)。将平台想象成一个简单的物体,系统和属性可以附加到它上面。平台代表诸如车辆(地面、空中、太空、表面、地下)、建筑物或生物等事物。互动包括传感器检测、碰撞和通信等。
AFSIM是美国政府主导的开源的军事仿真框架,2003年由波音公司投资开发,2013年起由美国空军研究实验室(AFRL)维护。到20年已经有超过275个政府、行业和学术组织加入AFSIM社区,它支持的领域非常广泛,包括陆、海、空、天以及电子和信息网络空间的仿真,并不局限于空军的场景。
核心程序
使用AFSIM库的应用程序可以使用AFSIM输入系统来加载系统属性、填充仿真实体并控制仿真。AFSIM核心应用程序包括:
- 后处理和报告生成
- 传感器覆盖范围和天线增益图创建
- 武器使用分析支持
- 武器模型开发支持
- 任务分析/基线模拟应用程序
套件程序
AFSIM套件应用程序有助于利用AFSIM框架及其核心应用程序,用于开发、执行、分析和处理核心应用程序和模拟数据。AFSIM套件应用程序包括:
- 集成开发环境(IDE)
- Wizard
- 事件文件阅读器(Event File Reader)
- EVT Reader
- 仿真结果可视化
- Mystic
- 移动创建工具
- Mover Creator
- 操作在环工具(Operator-In-The-Loop,OITL)
- Warlock
核心功能
- 多域协同仿真
- 支持跨领域的联合仿真,例如将空中平台、地面部队、传感器网络、电子战系统和网络战能力集成到同一仿真环境中。
- 可模拟动态对抗场景,分析武器系统、指挥控制(C2)和战术策略的效能。
- 任务级建模
- 专注于任务层级的动态行为建模,而非工程级细节(如物理硬件建模),适合评估作战概念(CONOPS)和战术效果。
- 提供灵活的模型库(如飞机、导弹、雷达、通信节点等),支持快速构建复杂场景。
- 高保真与可扩展性
- 结合高保真模型(如精确的传感器、武器弹道模型)和快速仿真能力,平衡精度与效率。
- 支持与第三方工具(如MATLAB/Simulink、STK、HLA/DIS)集成,扩展仿真能力。
- 实时分析与可视化
- 内置分析工具和可视化界面,可实时监控仿真过程并生成效能指标(如杀伤链时间、生存概率、任务成功率)。
- 红蓝对抗与兵棋推演
- 常用于模拟红(敌方)蓝(己方)对抗,支持人工智能(AI)驱动的决策逻辑,验证战术算法的有效性。
架构组成
AFSIM的架构通常分为以下层级:
- 底层引擎:处理核心仿真逻辑、事件调度和分布式计算。
- 建模层:提供预定义模型库(实体、传感器、武器等)和自定义模型接口。
- 工具链
- 场景编辑器:构建想定(Scenario)和配置实体行为。
- 分析工具:数据后处理与统计分析。
- 可视化工具:2D/3D战场态势显示。
典型应用场景
- 军事任务规划
- 评估飞行器任务路径、武器投放策略、电子战干扰效果等。
- 系统测试与验证
- 测试新型武器系统在虚拟战场中的兼容性与效能。
- 训练与演习
- 为操作人员提供虚拟训练环境,模拟真实战场条件。
- 跨军种联合作战分析
- 研究多域协同作战(如空海一体战)的战术协同问题。