二、AFSIM核心应用

2.1 核心架构(Core Architecture )

AFSIM 采用面向对象 C++构建，具备可扩展模块化架构，便于集成各类新增功能。框架支持接入全新组件模型（传感器、通信、运动模型等），也支持自定义全新组件类型。扩展模块（Extensions）与插件（Plug-ins）是框架功能拓展的核心机制，用于接入新平台组件、拓展平台能力、新增仿真服务。 插件机制属于轻量化扩展方案：无需重新编译 AFSIM 内核代码即可新增功能，便于功能模块化分发；用户可根据分析任务按需加载所需扩展组件。

第一层：AFSIM Application（AFSIM 应用层）

最顶层，所有可执行程序：mission、engage、weapon_tools、post_processor、sensor_plot，以及 Mystic、Warlock 等套件工具。 应用层调用下层 AFSIM Framework 框架接口完成仿真推演。

第二层：AFSIM Framework（AFSIM 框架层）

由两大模块构成：AFSIM Services（仿真服务）+AFSIM Components（仿真组件）

• AFSIM Services｜仿真基础服务（仿真运行支撑内核）

• AFSIM Components｜仿真实体组件库

分为Platform Components（平台组件）和Non-Platform Components（非平台组件）

Platform Components（挂载在平台 / 载具上的子系统）

Movers：运动模型，管控平台位置、速度、机动航迹（对应 Mover Creator 建模工具）

Sensors：传感器模型（雷达、光电、无源探测等）

Weapons：武器系统模型（导弹、航炮、定向能弹药等）

Processors：平台机载 / 车载处理单元，任务计算机、火控计算机

Communications：通信模型（数据链、电台，支持 Link16 仿真）

Others：其他自定义机载设备（电子对抗、诱饵系统等）

Non-Platform Components（非平台组件）

不属于某一个载具平台的全局对象：环境模型、干扰源、全局事件、空域约束、气象环境等独立仿真对象。

2.2 核心应用(Core Applications)

基于 AFSIM 构建的可执行程序通常由单个 AFSIM 应用程序构成，该应用调用 AFSIM 各项仿真服务。 此应用统一管理脚本类型、扩展模块与插件管理器，同时提供配置目录、用户输入与仿真脚本的访问接口。场景（Scenario）由一个或多个仿真实例（Simulation）组成，具体数量由应用类型决定。仿真实例承载运行时底层基础设施，包含事件调度管理与多线程机制。

2.3 核心服务(Core Services)

• Scenarios（场景服务）提供场景输入解析、类型清单管理、仿真脚本加载能力；负责整个仿真任务的态势、环境初始配置。

场景输入加载器负责从输入文件载入仿真配置；场景类型清单与脚本将用户输入转化为 AFSIM 组件可识别内部数据。单个应用程序理论上可加载多个场景，但该用法并不推荐。

• Simulations（仿真实例服务）完成基于时间的离散事件调度，维护全部平台实体列表；内置线程管理，支持多线程并行运算。

每个仿真实例维护一份独立平台实体清单；仿真实例由场景配置信息实例化生成。 依托时间管理模块推进仿真，支持两种运行模式：1）实时模式（real-time）：适配人在回路虚拟仿真；2）超实时 / 构造模式（constructive）：全速离线推演，用于蒙特卡洛效能分析。

每个仿真实例内置事件管理器，按时序有序处理全部仿真事件。AFSIM 本质为离散事件仿真框架，但对用户屏蔽底层事件细节，降低分析人员使用门槛。 单个场景可同时启动多个独立仿真实例并行运算。

• Thread Management（线程管理，隶属于 Simulations）提供线程调度、多线程并行仿真管理能力，用于加速批量构造仿真。

AFSIM 支持多线程并行调度，把实体运动解算、传感器探测、地形通视计算等耗时任务拆分并行，降低实时仿真时延；是有人 / 无人平台、航空实时仿真场景的核心性能支撑。

• Extensions and Plug-Ins（扩展与插件服务）通用扩展机制，支持动态新增仿真服务、自定义装备组件，无需重新编译内核。

应用、想定与仿真均可实现 “扩展”。应用扩展：可为应用程序追加可选功能；想定扩展：用于注册新组件类型，并提供输入加载器的访问接口；仿真扩展：提供仿真专属的可选能力，同时开放观测器服务访问。

插件化管理是 AFSIM 的核心设计：二次开发只写插件，不用改动框架底层源码，实现框架与业务功能解耦。

关键对象：input loader，输入加载器，解析想定配置文件；observer service，观测器服务，用于采集仿真运行数据、记录仿真状态

• Script（脚本服务）提供 AFSIM 脚本语言运行环境，支持自定义、扩展仿真控制脚本，实现实体行为逻辑定制。

• Observer（观测器服务）通用发布 - 订阅（publish-subscribe）数据服务，采集仿真过程所有事件、状态数据，输出日志，供后处理、可视化工具读取。

观测器支持无需修改框架源码即可完成数据提取。用户可以便捷创建脚本观测器，借助脚本化输出方式，在不改动程序代码的前提下提取仿真数据。观测器可用于标准输出、自定义输出、仿真回放文件以及分布式接口。

• Tasking（任务调度服务）支持平台间指令交互、实体自主行为建模，实现作战任务分配、战术行动控制。

任务服务是用于收发与航迹 / 感知信息绑定的任务指令的服务。任务服务支持用户基于有限状态机对航迹进行分类管理。用户自定义一套状态迁移规则，规定状态之间发生切换的触发条件；在 AFSIM 任务服务中，每一条航迹独立维护自身状态。

• Tracking（目标跟踪服务）基于传感器观测数据生成目标航迹，完成航迹关联、数据融合，模拟机载 / 舰载跟踪系统。

提供航迹关联、航迹滤波、航迹融合功能。AFSIM 内置原生跟踪算法，同时也支持集成第三方跟踪算法。当前支持能力：支持理想 / 非理想两种航迹关联模式；多种航迹滤波算法可选；通过协方差矩阵输出探测与航迹概率不确定区域。

• Geospatial（地理空间服务）提供地形数据、视线（LOS）遮挡计算，支撑雷达探测、光电通视分析。

地形（地理空间数据）管理针对 DTED 格式、兼容 ESRI‑GIS 的 “浮点网格 (float‑grid)” 数据库，提供经过优化的地形高程查询能力； 视距管理提供目标通视性计算服务。

• Distributed Simulation Interfaces（分布式仿真接口服务）遵循仿真互操作标准IEEE 1278（DIS）、IEEE 1516（HLA），实现分布式互联，支撑 LVC 联合仿真。

• Utilities（通用工具服务）提供地球模型、各类坐标系统转换、数学库、AI 行为框架等底层公共基础组件。

工具集属于底层公共基础库，向上给仿真、扩展插件提供通用能力；其中发布订阅（Publish/subscribe） 就是Observer Service观测器服务底层通信机制。

2.4 核心部件(Core Components)

Sensors（传感器）

传感器生成探测量测数据，以航迹消息形式通过链路向外发送。AFSIM 中的传感器通常复用发射机、接收机以及天线组件；提供多种模型，用于雷达传播、信号衰减、杂波及测量误差仿真。

Movers（运动器）

运动器负责维护所绑定仿真平台的运动学状态（位置、姿态、速度、加速度等）。运动器提供丰富模型，覆盖水下到太空全域运动学模型。

Mover 是平台运动解算组件，舰艇、飞机、卫星、导弹的航迹运动全部由它驱动，支持水下、地面、空中、太空多域实体。

Communications（通信组件）

通信设备依托外部链路，完成各平台之间消息收发。AFSIM 支持有线、无线通信设备，通过发射机、接收机与天线完整仿真通信系统各类物理特性。

可仿真真实通信物理层效应，不是简单消息转发，包含天线、收发器件的物理建模。

Weapons（武器组件）

武器用于对其他目标实施干扰或毁伤（永久毁伤或临时压制）。AFSIM 中绝大多数为显式武器，武器本身作为独立仿真平台建模（例如导弹、炸弹）；与之相对为隐式武器，不生成独立平台实体（例如干扰机、激光武器）。

• 显式武器：导弹、炸弹，自身拥有完整 Mover 运动模型，作为独立平台飞行；
• 隐式武器：电子干扰、定向能激光，依附载机平台，不生成独立实体。

Processors（处理器）

处理器用于定义实体行为逻辑与计算算法，相当于仿真实体的大脑。大部分处理器可由用户通过 AFSIM 脚本语言自定义，同时框架也内置大量专用处理器。

实体行为决策单元，和前面Tasking任务服务配合；用户用脚本编写业务逻辑，不用 C++ 开发，快速实现实体智能行为。