一、数字孪生国防的概念与体系

数字孪生国防是基于数字孪生基础设施的战场环境和装备工程体系，包括数字孪生战场、数字孪生装备和数字孪生训练等应用场景，它具有低成本和灵活性两大核心优势。

二、“数字孪生+” 驱动的军事革命

随着全球军事格局的转变，大国之间的竞争已经成为各个大国考虑的首要问题。为了延续军事上的优势，美国国防部最近10年开始推崇分布式作战模式，例如，美国海军提出了分布式海上作战(DMO， Distributed Marine Operations)，美国国防部高级研究计划局（DARPA，Defense Advanced Research Projects Agency）于2017年提出了马赛克作战(Mosaic Warfare)，亦即分布式作战的一种提法。

在“马赛克作战”模式中，数字孪生技术可应用于指挥控制的观察、判断和决策。数字孪生是虚拟资产，可实现真实战场与数字模型之间的双向实时映射和交互，输入数据后可以提供决策信息。当前战争样式已经由网络中心战逐渐向决策中心战转变，增加己方作战选择，干扰敌人决策，在“认知域”这个新的维度实现对敌颠覆性优势，是智能化战争形态的制胜机理。数字孪生技术通过在数字空间创建作战平台、武器系统、战场环境等战争实体的副本，集成所有副本模型，为指挥员展示最全面、最实时的战场真实情况，从而使指挥员形成对战场情况最直观的认识，为其设计作战方案、作出决策奠定认知基础。

在军事领域方面，随着“马赛克战”作战概念的提出以及联合全域指挥控制等作战系统的逐步推进，未来战争模式将从固定杀伤链向弹性杀伤链转变，多型单元集群、区域自主保障和跨域联合作战等作战运用模式将越来越成为常态。但我军面向新模式运用的作战体系缺少强对抗条件下的研究支撑条件，具体表现在:

• 实装演练成本高、无法反复试验；

• 纯虚拟的作战仿真未考虑体系支撑条件下作战活动，可信度不高，缺少能够支撑模拟体系对抗的试验研究和作战辅助支持环境；

• 人工智能技术逐渐在指挥控制领域落地，亟需面向任务场景的智能化演进环境支撑。

三、数字孪生战场平台介绍

北京和远科技通过多个项目的探索和积累，规划出一套数字孪生战场解决方案。数字孪生战场基于三维可视化的特点，实现从战场全局态势到作战实体的宏观及微观展示，呈现天、空、地、海的立体化战场动态，清晰展示侦测、通信、战术部署、行动、打击、毁伤、回馈的完整链路，提供立体的战场感知，网络作战态势感知能力。支持整合海量数据资源，支持战场态势的可视化显示、分析、监测、指挥研判。系统具备优秀的大数据显示性能，结合先进的人机交互方式，可良好支持大屏、多屏、超大分辨率等显示情境。

系统面向军工航天领域指挥监控中心大屏环境，可广泛应用于作战指挥显示、作战推演/论证、模拟训练教学、装备论证、汇报观摩、战例分析、作战任务规划、战场视景仿真等领域。

兼容地理信息系统数据,支持山峰/峡谷、海面、植被、道路、建筑等战场地形地貌显示，依托GIS地图服务，模拟高精度战场环境。实现了超大范围、超精细的战场环境可视化仿真。

通过接收服务器转换或通过文件播发的实时驱动数据，在三维地形场景中，通过经度、纬度、高程等数据，定位作战实体对象位置，并以军标标号、图标等形式进行显示。当摄像机距离实体对象较远时，显示为军标标号、图标；当距离实体对象视角比较近时通过三维模型显示，并支持不同距离上不同模型精度的LOD模型加载与显示方式。

3.2.2网络作战态势感知

系统针对数字孪生网络空间内网络威胁/攻击态势进行监测，支持对网络设备、网络舆情、网络威胁/攻击、运维数据等信息进行可视化监测，使物理世界直观映射网络态势，深度分析挖掘网络威胁与攻击的链路关系；支持对网络运维环境实时监测，包括大范围的主干网络通信状态、各级数据中心运维情况、具体的单台服务器的网络流量、资源内存、设备状态等，辅助用户全方位感知网络安全态势。

3.2.3战场数据接入

支持高精度、超精细的作战装备可视化加载；支持装备精密细节、复杂结构、复杂动作的全数据驱动显示，真实再现装备的运转过程及工作原理；支持接入实时/历史数据、真实/模拟数据，动态驱动模型姿态及动作；支持对武器装备的健康状况、运行状态、告警信息等进行监测和可视化分析，可高质量快速构建战场三维可视化场景。

3.2.4态势辅助决策

通过在三维战场态势实时演示中绘制杀伤链，展现从目标感知、火力到达的全过程，显示整体杀伤网络形成过程，并支持显示杀伤网络的逻辑拓扑图，分析其中的脆弱性节点。支持将海量业务数据的特定指标，按业务需求进行多维度并行分析。支持对兵力部署、动向等战场态势信息进行可视化分析研判，助力用户挖掘数据价值，提高作战人员指挥决策的能力和效率。

3.2.5复盘推演评估

支持加载仿真推演/数字孪生战场回放数据，或定义实时回放数据接口配置文件，形成仿真推演回放项目；支持叠加多种不同类型数据进行融合态势展示；针对复杂战场，可以对指定时段的实体与事件进行重点关注，以突出显示关键战略、战术及任务执行态势。

四、应用价值

数字孪生战场平台的构建将为未来智能化、无人化作战力量提供充分的信息支撑，构建的数字孪生战场将充当智能化战争实验的可靠依托，开展大量沉浸式作战模拟训练、智能化地理环境保障、智能化战场地理决策；构建的战场地理环境感知终端、网络和云平台将作为智能作战体系的空间信息支撑骨干。

数字孪生战场本质上是基于复杂系统思想构建起来的战场信息保障与决策平台,是在作战指挥信息系统、侦察预警情报系统、机关业务管理系统等信息化系统基础上的系统集成与创新。它搭建了一个沟通武器装备、作战人员、战场设施、战场环境等信息节点的传统网络,比传统数字化、信息化战场建设更加强调体系融合。

数字孪生战场平台实现了多源融合空间信息管理，打通了战场环境保障全流程管理链路，实现了在虚拟空间中开展作战通道分析、攻防要地勘察、作战方案推演、地域单元作战影响效能评估等能力。通过提供一个开放式虚拟地理环境，建立与实兵、实装、实操和下一场战争环境结合紧密的、虚拟和现实多维空间平行运转的、近似实战的数字孪生战场环境和全流程保障模式