首页 > 大数据 > 可视化 > 基于 HT 实现核潜艇虚拟作战管控系统开发实践
传统实兵实装训练会受到时间、场地、物资条件约束,很难复现大量极端复杂的水下对抗场景。本项目使用 HT for WebGIS 完成核潜艇虚拟作战管控仿真开发,对水下航行、隐蔽部署、武器发射、战 术打击等作战环节做数字化模拟。输出的可视化仿真系统可服务于作战训练、战 术研究、装备优化、作战预案推演,为决策工作提供可视化参考。
整套系统全部在 HT 内核之上完成开发,充分发挥 3D 渲染与 GIS 空间分析能力,完成海洋环境、装备实体、作战流程的三维呈现,同时兼容国产化软硬件运行环境,可部署在国产芯片与操作系统硬件平台上。
系统采用二三维一体化的开发模式,3D 场景负责海洋环境、核潜艇实体、作战动作、环境特效仿真;2D 面板承担参数展示、指标输出、告警信息呈现。HT 统一渲染管线同时处理 GIS 地理瓦片、倾斜摄影 3DTiles 数据、装备模型、动态特效动画,不需要拆分多套渲染逻辑。

场景内可以复现深海航行姿态,模拟武器发射对应的流体效果、尾流轨迹,实现光影折射、声呐回波等细节仿真。结合交互界面完成作战全流程监控、关键节点预警。GIS 模块完成海域地理信息加载,支持海床地形、水文环境数据可视化展示。通信拓扑模块完成作战单元之间信息链路的图形化演示。装备模块完成潜艇实体参数、设备状态的实时监测。

海洋与作战实体三维场景构建
整个三维场景以 HT 三维容器作为载体,海洋环境、核潜艇实体、各类作战单元全部作为场景节点进行管理。项目可接入地图瓦片、倾斜摄影 3DTiles 等标准 GIS 数据源;建筑白模模型经过加工处理、AO 贴图烘焙,提升模型阴影表现效果。
海床地形、海底山脉、峡谷、暗礁等地理要素在场景中还原,配合三维热力图直观展示海洋环境特征。核潜艇按照真实装备建立虚拟镜像,完成物理属性数字化映射。场景内各类渲染效果、光影表现,均通过框架内置配置完成,用于模拟水下光学、流体相关视觉表现。

作战态势感知仿真实现
态势感知模块利用 HT for WebGIS 空间分析能力实现海域探测仿真。相控阵雷达的扫描效果使用波状扩散动画实现,直观表现波束辐射范围动态变化。系统区分红蓝双方作战单元,使用不同颜色标识,把战场地理态势直观展示在界面中。
声呐探测逻辑在仿真层完成,模拟声波反射、噪声频谱特征,实现敌方目标发现、识别、定位的流程演示。所有动画效果由框架内部动画机制驱动,通过修改节点状态参数,驱动界面视觉表现发生变化。。


对抗与防御模拟仿真
系统模拟核潜艇遭遇威胁后的整套对抗流程,包含声诱饵干扰、声呐探测锁定、潜射武器发射、弹道跟踪、毁伤效果模拟。
鱼 雷作战仿真完整复现发射前期检查调试、装填、离管、导线制导、末端尾流自导整套流程。仿真计算引入水温、盐度、海流、声速剖面等水文数据,同时代入敌方机动规避、噪声干扰、气幕弹对抗等战 术行为,推演不同条件下制导切换和弹道变化。
鱼 雷命中之后,2D 面板输出水下爆炸冲击波、气泡脉动、空泡效应、壳体应力相关仿真数据,把毁伤效果量化展示。

撤离研判与环境感知
页面提供撤离研判交互按钮,触发后结合实时海洋环境、敌方态势信息,二三维视图协同完成安全撤离路线辅助规划。
海水盐度等水文数据在 2D 面板呈现,结合三维海床地理信息,辅助推演舰艇行动轨迹,识别潜在伏击区域,将原始水文数据转化为可用于战 术参考的可视化信息。


通信保障拓扑演示
通信拓扑对水下作战环境的信息流转链路做图形化呈现。系统整合地理空间数据与拓扑节点数据,构建射频通信、声波通信下多作战单元的网络关系,连接舰载指挥中心、卫星、浮标网关、无人机等节点,演示多单元之间数据共享与协同流程。拓扑内部实现节点布局、链路状态动态更新,适配水下电磁静默、信号受限的业务场景。
装备性能与设备状态监测
核潜艇耐压壳、排水量、潜深、航速、射程、降噪技术等关键参数,在界面分区展示,通过样式区分参数类别,便于快速阅读。
系统对潜艇零部件服役运行状态做模拟监测,当运行参数偏离阈值,触发分级预警,界面标记故障影响范围,形成异常感知、告警、定位、处置建议的业务闭环。
数据对接实现
前端采用行业通用标准化对接方案,不设计私有定制解析逻辑。
1. 通过标准 HTTP 请求获取仿真业务、水文、装备状态类 JSON 数据;
2. JS 完成数据遍历解析,将业务字段赋值到场景各个业务节点自定义属性;
3. HT 数据绑定机制将节点属性映射到 2D 面板、3D 场景视图;
4. 实时状态更新采用定时器配合 HTTP 轮询实现,平衡实时性与性能开销。
全部拾取交互基于 HT 内置拾取与事件体系完成,页面按钮、场景内装备节点点击均可触发对应业务逻辑。点击作战实体,界面切换展示对应装备参数;点击功能按钮,启动撤离研判、武器发射等仿真流程。二三维视图之间数据联动,选中三维场景对象,2D 面板同步刷新对应信息。
HT 引擎具备国产化软硬件适配能力,可运行于瑞芯微 RK3588 这类国产芯片,搭载鸿蒙操作系统的嵌入式环境。框架适配不同硬件的渲染能力,在不同设备上保障场景渲染效果与交互可用性。
核潜艇虚拟作战管控仿真系统,依托 HT 的 3D 渲染、GIS 空间分析、二三维一体化能力完成整套仿真业务。可以模拟多种极端水下作战工况,用于人员训练、战 术推演,系统具备完整的数据记录分析能力,支撑训练效果评估。
该仿真方案可覆盖装备设计、建造、训练、运维、作战多阶段业务,实现多源数据融合,把数字化能力延伸到作战指挥、模拟训练、装备运维数字化转型场景
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