【智慧訓練】狙擊虛擬仿真訓練系統

模擬化訓練系統升級改造，讓“仿真訓練”更加貼近真實戰場

       狙擊手作為可在局部戰場一錘定音的重要力量，近年來在歷次反恐戰爭、局部沖突中發揮了舉足輕重的關鍵作用。其作戰效能主要體現在：進攻、防御、相持和特種作戰等不同階段。軍隊狙擊手的最大作戰效能是威懾，通過操控手中作戰系統或引導遠程精確火力，出其不意、精準毀傷敵方有生力量、高價值目標，以最大程度削弱敵方士氣；警察狙擊手的最大作戰效能是最小附帶傷害前提下的高精準殺傷。

       近年來，我軍開始廣泛列裝多種型號單兵高精度狙擊武器。這類高精度、遠距離狙擊武器需要士兵掌握較為復雜彈道學知識和大量的實彈射擊訓練（上千至上萬發）才能較好的發揮武器的作戰效能。然而狙擊系統彈藥單價較高（高精度狙擊步槍專用彈價格普遍高于 40元/發）、所需射擊訓練場地條件高、槍/炮管使用壽命有限，導致整體訓練成本居高不下。不少單位常常會采取縮減訓練頻次的方法延長武器精度壽命。大量射擊訓練才能發揮出武器作戰效能的與高昂的訓練成本構成了明顯的現實矛盾。

       狙擊虛擬仿真訓練系統，采用虛擬現實半實物仿真方案，能夠準確模擬真實狙擊武器的操作使用和彈道軌跡，同時對訓練場地和時長幾乎無限制，對武器裝備零損耗，對參訓人員絕對安全，還能夠在虛擬環境中實現比傳統靶場射擊更貼近實戰化的戰場環境射擊模擬，可普遍用于部隊的狙擊武器射擊基礎理論教學訓練和日常高頻化訓練，協助狙擊武器使用的軍事技術在部隊中快速推廣和普及。

       狙擊虛擬仿真訓練系統使用 UE4 三維引擎開發制作三維仿真戰場環境和各種程序可視化功能，將輕武器外彈道算法與虛擬現實實物仿真設備相結合，可在虛擬環境中高度仿真多型號輕武器外彈道射擊參數和特性。

縮短狙擊手的訓練周期

按照傳統的狙擊手選拔和培養程序，一名經驗豐富的合格狙擊手成長周期通常需要 5-8年時間。采用《狙擊虛擬仿真訓練系統》進行 2-3 個月的狙擊專項訓練；在實槍實彈訓練系統的輔助下進行 3-6 個月的狙擊專項訓練和檢驗考核。此過程可以快速提升狙擊手的技能水平，將傳統的培養周期最短可縮短至 6 個月。

提升狙擊手的訓練效率

狙擊虛擬仿真訓練系統可在不使用實槍實彈的情況下，對狙擊手的常規訓練進行全仿真模擬，極大程度的解決了射擊場地距離短缺、槍彈消耗成本高等問題。

       狙擊虛擬仿真訓練系統由 5 部分組成:虛擬現實專用狙擊槍模擬器、虛擬現實專用光學瞄準鏡傳感器、通訊集成中控、高性能計算機、虛擬現實眼鏡及定位系統。

⑴虛擬現實專用狙擊槍模擬器。

可通過內置在道具內的傳感器獲取槍型道具上各個活動功能組件的傳感數據，用于驅動虛擬現實內容中的虛擬狙擊步槍上各個活動功能組件的運動，實現在虛擬現實環境中 1：1 還原狙擊步槍操作；

⑵虛擬現實專用光學瞄準鏡傳感器。

可通過內置在道具內的傳感器獲取光學瞄準鏡仿真道具上各個調節手輪的轉動傳感數據，用于驅動虛擬現實內容中的光學瞄準鏡上各個調節手輪的轉動數值，實現在虛擬現實環境中 1：1 還原通過轉動調節瞄準鏡上的手輪，控制瞄準鏡分劃線移動來修正彈道或其他相關功能；

⑶通訊集成中控。

用于對狙擊步槍仿真道具和光學瞄準鏡仿真道具的傳感器數據進行統一編碼處理，并通過有線或無線傳輸模塊將傳感器數據實時發送給運行對應虛擬現實仿真內容的計算機；

⑷高性能計算機。

用于呈現虛擬仿真訓練內容；

⑸虛擬現實眼鏡及定位系統。

使用先進虛擬現實定位裝置，對槍械仿真道具及光學瞄準鏡仿真道具進行毫米級空間定位并顯示仿真訓練內容。

技術特點

       本系統的輕武器外彈道算法與 Lapua Ballistics App（國外知名彈藥廠拉普拉研制的彈道計算器）對相同參數的子彈進行理想外彈道解算，在子彈有效射程內，兩者對彈道下墜與風偏的解算結果相差小于 0.1%；對相同參數的子彈進行隨機氣象條件下的外彈道解算，在子彈有效射程內，兩者對彈道下墜與風偏的解算結果相差小于 0.5%；輕武器高仿真度外彈道算法可視化系統采用最先進的 UE4 引擎開發，對彈道解算速度大于 100 次/秒。

核心技術

⑴拋射物空氣阻力下墜方程的 C++數學建模；

⑵子彈彈形相關的飛行馬赫數動態曲線的 C++數學建模；

⑶子彈飛行過程中自旋陀螺漂移效應方程的 C++數學建模；

⑷子彈飛行過程中橫向風偏移方程的 C++數學建模；

⑸子彈飛行過程中馬格努斯效應偏移方程的 C++數學建模；

⑹高仿真度彈道算法的 UE4 集成與實時可視化；

⑺軍用光學儀器密位分劃的 UE4 建模與實時可視化；

⑻1：1 仿真操作的光學瞄準鏡傳感器軟硬件系統的研發與集成；

⑼1：1 仿真操作的狙擊槍模擬器軟硬件系統的研發與集成。