面向平行试验的高实时高逼真数字孪生综合自然环境构建方法
摘要
面向平行试验对时空、物理同步演化数字孪生自然环境的刚性需求，提出构建高实时、高逼真数字孪生综合自然环境。采用多源环境观测实时同化技术，消解多模态传感数据时空配准偏差，生成全域可信环境态势；融合多物理场耦合模型实现大气、海洋、电磁、空间辐射协同推演，稳定维持虚实环境时空与物理一致性。该环境可精准复现常态及极端战场条件，统一约束虚实装备与指控系统仿真过程，有效提升指控效能评估精度，为虚实一体化平行试验、战场指挥动态推演提供可靠高保真环境基座。
分类
工程应用
内涵
平行试验需要与真实自然环境时空和物理一致的、同步动态演化的数字孪生环境，通过多源多模态观测数据融合、AI-物理融合的环境建模等手段，为平行试验构建具有高实时生成、多要素逼真的数字孪生自然环境。
背景
构建时空物理一致、动态同步演化的数字孪生自然环境，对平行试验以及平行作战具备三重核心价值：一是输出与真实环境时空、物理特性完全匹配的环境数据，统一虚实装备承受的环境作用效应，显著提升平行试验数字推演环节的可信度；二是依托AI-多物理耦合模型生成各类极端环境场景，精准复现恶劣气象、复杂海况、强电磁与空间辐射条件，全面校验装备及配套指控系统的极限工作性能；三是搭建可实时同步迭代的标准化数字孪生环境基座，为虚实融合平行作战提供全流程动态环境约束，保障战场态势研判、指挥决策预判与临机作战方案推演的真实性与有效性。
难点
数字孪生综合自然环境构建存在两大核心技术难点：一是全域真实综合环境状态感知难度大，大气、海洋、电磁、空间辐射依赖多品类异构传感器组网观测，观测数据多模态异构，各传感器存在时空配准偏差；海量多源观测数据实时同化校正计算压力大，难以快速、完整还原全域连续真实环境场。二是各类自然环境演化机理差异化显著，多物理场交叉耦合关系复杂，需集成多套架构、算法互不兼容的专业环境模型；多模型协同并行推演关联繁杂、算力开销巨大，动态演化过程易产生时空错位与物理效应失真，难以稳定维持虚实环境统一的时空基准与物理一致性，大幅削弱平行试验、平行作战推演结果的可信程度。