反導預警作戰模擬與仿真是綜合運用各種手段，對反導預警作戰環境、作戰行動和作戰過程進行模仿的技術、方法和活動，是反導預警理論創新與應用研究走向科學化、正規化、系統化的有效途徑，也是加快反導預警體系建設和作戰運用研究經濟而有效的手段。
因此，在理論教學的基礎上，開展反導預警作戰實驗，加強作戰運用問題研究，對提升我國應對日趨復雜的空天威脅的能力具有十分重要的作用和意義。目前對反導作戰理論和仿真模型的研究較多,而針對反導預警仿真實驗的文獻較少。為此，本文在分析反導預警作戰模擬與仿真實驗需求的基礎上，設計了實驗總體框架，對作戰態勢生成、模型構建和運行管理等關鍵技術和難點問題進行了探討。
1、課程實驗的體系建設原則和功能需求
1.1 課程實驗體系建設的原則
反導預警作戰模擬與仿真課程實驗應緊緊圍繞理論創新、力量建設和作戰能力形成這個中心，在實驗體系設計和建設中注意把握如下原則：
1）著眼長遠發展，構建作戰實驗的體系框架。立足未來信息化條件下體系對抗和聯合作戰的需要，始終瞄準國家預警體系建設發展，構建反導預警作戰模擬與仿真實驗課程的整體框架，從反導預警作戰體系結構、系統體系結構及技術體系結構分析入手，科學規劃作戰實驗頂層設計，確保其總體設計的先進、科學及可持續發展。
2）突出作戰牽引，把握作戰實驗的發展方向。牢固樹立服務反導預警系統建設和部隊作戰能力提升這個宗旨，堅持以作戰需求為牽引，突出作戰運用研究，著眼作戰理論的創新與技術水平的提升，提出合理、具體的戰術技術指標，使其既有理論上的前瞻性，又有技術上的可擴展性。
3）堅持開放共享，發揮作戰實驗的軍事效益。在技術基礎上，充分吸納國際上作戰實驗建設先進的經驗和技術，注重集成性、開放性、可擴充性和互操作性，遵循便于交流合作的共同技術規范與標準，夯實合作交流的技術條件。在運作管理上，堅持“平臺開放、資源共享、合作共贏”的原則，充分利用一切能夠利用的人才、技術、成果資源，促進作戰實驗到軍事應用的轉化，最大限度地發揮其軍事效益。
1.2 具體功能需求
1）作戰環境仿真。戰爭與作戰行動總是在一定的環境條件下進行的，環境條件對作戰結果的影響很大。同樣的部隊在不同環境條件下執行相同的作戰任務，可能會產生截然不同的結果。如果能夠掌握環境的特征并善于利用環境，就能使作戰行動朝著有利于自己的方向發展.在反導預警作戰實驗中，要準確掌握環境條件的特征及其在作戰行動中的作用，并把影響作戰行動的主要環境條件加以量化和體現。
2）目標特性仿真。目標是預警系統的作戰對象，建立真實、完備的目標特性數據庫是開展反導預警模擬仿真的基礎。目標特性仿真要對彈道導彈目標飛行過程中各個階段的運動特性、紅外特性和電磁特性進行建模仿真。
3）反導預警作戰過程仿真。反導預警作戰全過程仿真是進行作戰運用研究的關鍵，應對反導預警系統作戰流程、情報組織和作戰指揮的全過程進行仿真實驗。情報組織與分發是反導預警的中心任務，其仿真主要實驗反導預警情報的收集、傳遞、處理、識別、分發和管理等。指揮控制是反導預警作戰的“神經中樞”,是反導預警系統各要素協調一致行動、發揮最大整體威力的關鍵，其仿真主要實驗作戰指揮與協同、指揮關系、指揮方法、指揮決策、效能評估等。
4）反導預警作戰預案制定與評估。反導預警作戰是基于預案的智能化自適應作戰過程，預案在反導預警作戰中占有十分重要的地位。預案制定與評估實驗要能夠基于作戰想定制定預案，并對不同預案進行論證評估和選優，為戰時預案選擇提供依據。
5）反導預警戰法驗證。在未來戰爭中，電磁環境惡劣，戰場態勢復雜，反導預警涉及的裝備和軍兵種多，如何使反導預警具備與聯合作戰特點相適應的戰略情報保障能力，形成一套完整、有效的反導預警組織指揮和保障戰法，是反導預警作戰模擬與仿真實驗需要高度關注的問題。
6）反導預警作戰力量部署及優化。反導預警情報的重要性和不確定性，決定了反導預警必須充分利用陸、海、空、天基的探測與偵察力量，采用聯合技術標準，組成立體多層、交叉互補、相互印證的反導預警系統。為此需要開展反導預警作戰力量部署實驗，在戰場環境模擬基礎上，對反導預警力量部署的嚴密性、有效性、可靠性進行實驗、評估和優化。
7）反導預警作戰效能評估。作戰效能評估是反導預警體系建設論證、裝備發展規劃和作戰運用研究的重要支撐，包括裝備作戰能力評估和系統作戰效能評估。實驗基礎是評估指標體系和評估模型，實驗內容包括評估背景設置、評估指標選取、評估過程控制和評估結果分析等。
8）反導預警作戰推演與訓練。反導預警作戰實驗重要功能之一是進行系統作戰運用的預實踐，通過在一個集作戰仿真與訓練為一體、緊貼實戰的實驗環境中開展作戰推演和指揮訓練，提高學員在不同作戰背景下的反導預警作戰指揮能力、情況處置能力和戰例分析能力。
9）想定擬制?！跋攵ā笔菙澄译p方基本態勢、作戰企圖和作戰發展情況的設想，是根據訓練課題、目的、敵我編制與作戰特點，結合實際地形而擬制的，用于組織和誘導戰役、戰術演習和作戰的基本文書，其本質任務是為訓練或分析的問題提供約束和前提條件。想定實驗提供針對作戰運用研究的作業環境和條件，是熟悉作戰過程和指揮流程，進行作戰運用研究的基礎。實驗形成的想定數據文件以想定庫的形式保存起來，可以方便地加載到反導預警仿真系統上運行.
2、課程實驗體系設計
2.1 體系總體框架
反導預警作戰模擬與仿真課程實驗以模擬陸、海、空、天、電多維戰場環境為基礎，以諸軍兵種聯合作戰的體系對抗為背景，通過建模、仿真和綜合集成，在虛擬化的數字戰場環境中推演作戰進程；研究反導預警力量在聯合作戰中的運用及其原則；熟悉反導預警系統的作戰樣式、指揮控制體制和程序；提出對反導預警系統的軍事需求；分析論證反導預警裝備作戰效能等，為戰略預警體系力量建設及其作戰運用研究提供仿真實驗和技術支持。
課程實驗體系總體框架主要由公共技術支撐、作戰要素模擬仿真和反導預警作戰運用3個層次組成，如圖1所示。
公共技術支撐公共數據環境軍事地理信息平臺運行控制和時間統一作戰要素模擬仿真反導預警作戰運用通信基礎框架作戰環境仿真彈道導彈目標模擬反導預警裝備仿真反導預警作戰過程反導預警情報傳輸處理仿真作戰預案擬制評估兵力部署調整與優化作戰效能預測與評估作戰指揮推演與訓練作戰想定擬制圖1反導預警作戰模擬與仿真實驗總體框架公共技術支撐平臺包括公共數據環境、運行環境、通信框架和基礎功能模塊等。公共數據環境主要完成數據存儲、數據錄入和校核、數據服務、數據發布和數據分析等功能。軍事地理信息平臺提供統一的數字化地圖、軍事地形分析、軍事地理信息查詢、戰役戰術要圖標繪和圖上作業等功能。通信基礎框架定義了整個仿真實驗的通信協議和數據接口。運行控制和時間統一主要是動態管理各實驗軟件系統中的各個應用成員及系統的多種資源，提供統一的多種時間信號，協調各子系統（成員）之間運行一致，對訓練及仿真實驗過程進行全程實時控制和調整。
作戰要素模擬仿真是對反導預警系統各作戰要素進行模型構建、體系結構設計、實體仿真和功能模擬，主要涉及反導預警作戰環境、目標、裝備、作戰過程、情報傳輸處理和作戰保障等要素。作戰環境仿真對影響作戰行動和作戰效果的戰場環境數據進行量化和處理，構建多維戰場環境，分析環境對作戰行動的影響，并向其他單元（系統）發布新的綜合戰場環境數據。目標是作戰的對象，彈道導彈目標模擬是基于戰場環境和作戰想定對彈道導彈運動軌跡、飛行各階段的紅外特性、電磁特性進行模擬。裝備仿真主要對反導預警主要裝備根據其使命任務及在作戰中的作用進行功能級仿真。作戰過程仿真是在環境、目標和裝備仿真的基礎上，以時間為軸分階段對反導預警作戰流程的動態仿真。情報傳輸處理仿真是對反導預警情報的收集、處理和分發進行模擬。
反導預警作戰運用是整個課程實驗體系的重點和目的之所在，是實驗課的主要內容，主要包括反導預警作戰預案擬制與評估、兵力部署調整與優化、作戰效能預測與評估、作戰指揮推演與訓練、作戰想定擬制等。
每個功能模塊構成一個獨立子系統，按照作戰要求設置相應席位，通過調用公共支撐和要素仿真層相關單元實現自身功能，同時與本級其他子系統進行信息交互。
2.2 關鍵技術及難點
反導預警作戰模擬與仿真實驗涉及內容多、技術難度大、參考資料少，在實現過程中有諸多關鍵技術和難點問題需要攻克。歸納起來主要有以下3個方面：
1）三維可視化作戰態勢的生成。逼真的作戰態勢可為決策、分析和受訓人員提供豐富的作戰過程信息，在作戰實驗中起到反饋系統狀態和輔助決策的作用。
反導預警作戰態勢需要展現出地球背景下從導彈起飛、雷達探測到攔截突防整個過程的宏觀態勢，使觀察者能夠對整個系統的實體構成、地理位置分布，攻防雙方的時間空間特性有清楚直觀的認識。還要展示整個攻防對抗過程的細節，包括導彈發射、級間分離、調姿分導、雷達掃描、跟蹤、預報落點、地基攔截彈（GBI）發射、大氣層外攔截器（EKV）分離、EKV攔截等動作，能夠近距離觀察每個仿真實體的三維造型，導彈軌跡、火焰、碰撞攔截、彈頭命中目標后的爆炸效果等特效也要進行比較細微的表現.系統場景規模大，空間跨度遠，需考慮可視化作戰態勢的時空一致性，實現不同坐標系之間的轉換，并在不同視角之間進行切換。
2）實體模型的建模與驗證。實體建模和模型校核、驗證與確認是仿真系統實現中最為關鍵的一個環節。實體確定系統的組成和邊界，反導預警作戰仿真需要建模的實體種類多、數量大，包括彈道導彈、彈頭、誘餌、紅外預警衛星、天波超視距雷達、遠程相控陣雷達、地基多功能雷達、GBI、EKV等多種仿真實體。模型描述實體對象的功能、屬性和作戰過程等，如彈道導彈模型描述導彈類型、彈道特征、發落點位置、當前坐標、飛行狀態、目標特性和突防手段等；預警衛星模型描述衛星類型、在軌狀態、星下點坐標、分辨率、信息傳輸時間和發現概率等；雷達模型描述雷達類型、工作模式、波束、脈沖、頻率、作用距離和目標搜索概率等；攔截彈模型描述導彈類型、發點坐標、毀傷概率、速度、當前位置、飛行狀態等.
3）實驗運行管理與結果分析.運行管理是在仿真引擎的支持下，調用仿真實體和仿真過程模型，模擬從彈道導彈起飛到衛星預警、遠程相控陣雷達和地基多功能雷達掃描、跟蹤、預報落點，到作戰管理中心引導GBI發射、EKV攔截，分導彈頭突防等整個作戰過程，實現對反導預警作戰行動的模擬。采集仿真過程中的相關數據，調用分析評估模型，利用分類統計、顯著性分析、相關性分析、靈敏度分析等方法對實驗結果進行綜合分析，對比實驗結果與預先設定指標之間的差異，分析是否滿足作戰需求及影響因素，調整輸入參數進行下次實驗。
3、結束語
反導預警系統建設具有投入巨大、技術復雜、保障消耗大等特點，隨著裝備的迅速發展，反導預警作戰運用問題成為擺在我們面前的重大挑戰。在反導預警作戰模擬與仿真基礎理論、基本模型和技術方法等理論教學的基礎上，構建人才培養的“預實踐”平臺，開展反導預警作戰實驗，既是對理論教學的深化和應用，同時可以解決反導預警人才培訓中實裝少、教學手段單一、實戰經驗不足等制約人才提高的瓶頸問題，提高人才培養的質量和效益。
