一种多域协同人机界面显示要素设计方法与流程

1.本发明涉及战场态势图人机界面技术领域，尤其涉及一种多域协同人机界面显示要素设计方法。


背景技术：

2.未来战争的空间不断扩大，战争形式变化迅速，继传统的“空地协同”、“空海协同”之后，又提出了“多域协同作战”的理论。多域作战打破传统以军种为核心的作战边界，强调在共享空间领域中各军种作战能力一体化运用。现有的舰船/飞机人机交互界面，无法适应多域协同作战指控体系。现有的舰船/飞机人机交互界面，无法适应多域协同作战指控体系，主要有以下几方面因素：
3.1)多域作战侧重作战域的协同行动，强调各领域间各种能力的一体化。联合作战指挥官由传统的协同思维转变为以多域作战能力为协同对象的思维方式，现有的人机界面和指挥方式无法适应这种变化。
4.2)各平台之间显示界面和操作方式差异巨大，各对等平台之间、平台与操作者之间不具有互操作性，无法实现高度同步地协调联合作战力量。
5.3)作战的不同阶段，操作员需要获取的信息和进行的操作不同，现有的部分平台显示画面信息流未作优化，无法根据作战阶段不同显示适合的信息，信息堆积易造成干扰。


技术实现要素：

6.面对上述技术背景，本发明提出了一种多域协同人机界面显示要素设计方法，该方法能够根据不同的作战阶段自行切换与之匹配的显示界面，统一了飞机与舰船的显示布局，提升了多作战单位的协同作战能力，同时也有效避免了信息堆积易造成的干扰。
7.为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
8.一种多域协同人机界面显示要素设计方法，其特征在于，根据作战阶段的划分，分别设计共用作战图、共用战术图和火控态势图三种态势图，操作员能够根据实际作战进程对三种态势图实时切换显示，其中：
9.所述共用作战图用于协同规划、并帮助所有层次的作战部队实现态势感知，共用作战图能够被多个指挥部共享；
10.所述共用战术图是战术数据完整、准确的显示，服务于战术级指挥控制，维持联合作战任务区域内的所有战术态势元素，以支持联合部队作战的指挥控制、态势感知和战斗识别功能；
11.所述火控态势图是面向某一作战空间内作战应用的多源探测/侦察信息融合图。
12.优选的，所述共用作战图包括态势图、垂直态势图、战场组织情况图和任务计划甘特图，其中：
13.所述态势图包括如下显示要素：
14.敌、我、友军航迹信息：包括目标类型、敌我识别结果、位置、健康状态；环境信息：
包括时间、日期、风向、风速、恶劣环境区域；地面/海面资产信息；态势理解：包括敌、我方编队构成、敌我双方作战重心、编队作战目标分配；本机/舰网络状态；
15.所述垂直态势图包括如下显示要素：
16.敌、我、友军目标相对于航母距离和高度信息、航母攻击区域；
17.所述战场组织情况图包括如下显示要素：
18.以编队为单位显示我方目标型号、编号、指控层级、网络状态、健康状态、位置、速度、武器/传感器状态，以及敌目标型号、编号、敌我识别结果、位置、速度、编队信息、威胁排序和威胁等级；
19.所述任务计划甘特图包括如下显示要素：
20.我方作战意图、我方编队列表、各编队的作战行动、作战行动决策距离。
21.优选的，所述共用战术图包括态势图、垂直态势图、务规划甘特图、战场组织管理图、一体化火控图、本机/舰武器图和本机/舰传感器图，其中：
22.所述态势图包括如下显示要素：
23.我/友军航迹信息：包括敌我识别结果、健康状态、位置；敌/未知飞行器航迹信息：包括飞机轨迹、轨迹预测；地面/海面资产；环境信息；态势理解：包括作战重心、交战区域；当前火控计划：显示编队内作战资源和目标匹配结果；
24.所述垂直态势图包括如下显示要素：
25.以本机为坐标中心显示敌我目标相对于本机位置；
26.所述任务规划甘特图包括如下显示要素：
27.本编队的作战规划；
28.所述战场组织管理图包括如下显示要素：
29.敌方目标敌目标型号、编号、敌我识别结果、位置、速度、编队信息、威胁排序、威胁等级；
30.所述一体化火控图包括如下显示要素：
31.本编队作战任务、本节点所有作战目标、当前火控进程；
32.所述本机/舰武器图包括如下显示要素：
33.武器类型、数量、状态信息；
34.所述本机/舰传感器图包括如下显示要素：
35.显示传感器工作模式、操作方式、指令参数以及配置信息。
36.优选的，所述火控态势图包括态势图、垂直态势图、战场组织管理图、一体化火控图、本机/舰武器图和本机/舰传感器图，其中：
37.所述态势图包括如下显示要素：
38.敌/未知飞行器航迹信息；我方导弹信息：包括位置、航迹；地面/海面资产；环境信息；火控解算信息：包括发射区、拦截区、杀伤区、预测命中点；
39.所述垂直态势图包括如下显示要素：
40.以本机为坐标中心显示敌我目标相对于本机位置；
41.所述战场组织管理包括如下显示要素：
42.敌方目标敌目标型号、编号、敌我识别结果、位置、速度、编队信息、威胁排序、威胁等级信息；
43.所述一体化火控图包括如下显示要素：
44.本编队作战任务、本节点所有作战目标、当前火控进程内容。
45.本发明提出的多域协同人机界面显示要素设计方法具有以下有益效果：
46.该方法能够根据不同的作战阶段自行切换与之匹配的显示界面，结合作战应用场景，从人机工效学的角度设计各阶段界面的显示要素；统一飞机与舰船的显示布局，使之具有互操作性，显著提升了多作战单位的协同作战能力，同时也有效避免了信息堆积易造成的干扰。解决了联合作战指挥官由传统的协同思维转变为以多域作战能力为协同对象的思维方式、现有的人机界面和指挥方式无法适应这种变化的技术问题，实现高度同步地协调联合作战力量。
附图说明
47.图1为本发明中共用作战图示意布局；
48.图2为本发明中共用战术图示意布局；
49.图3为本发明中火控态势图示意布局；
50.图4为本发明中战场组织信息模块详细布局图。
具体实施方式
51.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
52.根据附图所示，对本发明进行进一步说明：
53.如图1至图4所示，根据作战阶段的划分，分别设计共用作战图、共用战术图和火控态势图三种态势图，操作员可根据实际作战进程切换显示。本实施例中，共用作战图可以被一个以上指挥部共享相关信息的一个单一相同显示，它有利于协同规划，帮助所有层次的作战部队实现态势感知；共用战术图是相关战术数据完整、准确的显示，服务于战术级指挥控制，维持联合作战任务区域内的所有战术态势元素，以支持联合部队作战的指挥控制、态势感知和战斗识别等功能；火控态势图是面向某一作战空间作战应用的多源探测/侦察信息融合图。
54.需要说明的是，根据各态势图功能不同，划分其显示内容如下：
55.一)共用作战图显示内容包括：
56.1)态势图。显示敌、我、友军航迹信息，包括目标类型、敌我识别结果、位置、健康状态等；环境信息，包括时间、日期、风向、风速、恶劣环境区域等；地面/海面资产信息；态势理解内容，包括：敌、我方编队构成、敌我双方作战重心、编队作战目标分配等；本机/舰网络状态。
57.2)垂直态势图。显示内容为敌、我、友军目标相对于航母距离和高度信息、航母攻
击区域等。
58.3)战场组织情况(编队级)。以编队为单位显示我方目标型号、编号、指控层级、网络状态、健康状态、位置、速度、武器/传感器状态，以及敌目标型号、编号、敌我识别结果、位置、速度、编队信息、威胁排序、威胁等级等。
59.4)任务计划甘特图。显示内容包括我方作战意图、我方编队列表、各编队的作战行动、作战行动决策距离等。
60.二)共用战术图显示内容包括：
61.1)态势图。我/友军航迹信息，包括敌我识别结果、健康状态、位置；敌/未知飞行器航迹信息，包括飞机轨迹、轨迹预测；地面/海面资产；环境信息；态势理解，包括作战重心、交战区域等；当前火控计划，显示编队内作战资源和目标匹配结果等。
62.2)垂直态势图。以本机为坐标中心显示敌我目标相对于本机位置。
63.3)任务规划甘特图。显示本编队的作战规划。
64.4)战场组织管理(单目标级)。显示敌方目标敌目标型号、编号、敌我识别结果、位置、速度、编队信息、威胁排序、威胁等级等信息。
65.5)一体化火控图。显示内容包括本编队作战任务、本节点所有作战目标、当前火控进程等内容。
66.6)本机/舰武器图。显示武器类型、数量、状态等信息。
67.7)本机/舰传感器图。显示传感器工作模式、操作方式、指令参数以及其它配置。
68.三)火控态势图显示内容包括：
69.1)态势图。显示敌/未知飞行器航迹信息；我方导弹信息，包括位置、航迹等；地面/海面资产；环境信息；火控解算信息，包括发射区、拦截区、杀伤区、预测命中点等。
70.2)垂直态势图。以本机为坐标中心显示敌我目标相对于本机位置。
71.3)战场组织管理(单目标级)。显示敌方目标敌目标型号、编号、敌我识别结果、位置、速度、编队信息、威胁排序、威胁等级等信息。
72.4)一体化火控图。显示内容包括本编队作战任务、本节点所有作战目标、当前火控进程等内容。
73.5)本机/舰武器图。
74.6)本机/舰传感器图。
75.需要说明的是，本实施例可通过调用opengl等多种人机交互界面开发方法实现，可通过c语言或其它建模方法进行逻辑实现。采集多种传感器、通信系统及辅助系统等相关数据，根据人机界面显示需求，对采集到的数据进行逻辑运算，以驱动人机交互的显示。
76.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。