控制电磁环境是信息化战争的重要组成部分,世界各国都在积极开展战场电磁环境的相关理论和方法研究。数字仿真方式实现能够有效解决战场电磁环境的实物、半实物仿真中遇到的受场地和设备限制多、花费大、时间长、难以重复试验等问题,在现代作战仿真中有着广泛的应用前景,因此战场电磁环境的数字仿真实现成为战场电磁环境研究的一个热点技术。目前战场电磁环境的数字仿真正由以往探索性研究向实用化发展,但是在理论和实践方面均有若干问题亟待解决。　　 本文紧密围绕战场电磁环境的特殊应用环境、要求和实现技术问题,根据现有电磁环境数字仿真的发展趋势,在充分分析战场电磁环境特点的基础上,采用理论分析和仿真分析相结合的方法对体系架构、电磁波传播模型、算法推导、数值计算等方面的关键技术进行了深入研究,提出了一种数字化战场电磁环境数字仿真的新方法,能满足快速预测的要求。　　 论文的主要工作如下:　　 一、提出了基于HLA+CORBA架构的数字化战场电磁环境体系架构。在对战场电磁环境的构成要素进行深入分析的基础上,针对现代作战仿真的特点,明确了数字化战场电磁环境的功能需求,提出了基于HLA+CORBA架构的数字化战场电磁环境体系架构。该体系架构利用HLA实现作战仿真系统的快速连接,采用CORBA规范连接用作计算服务器的高性能计算集群,从而提升战场电磁环境的计算能力,以实现系统的快速构建和更新。　　 二、明确了适用于数字化战场电磁环境的传播模型,重点对模型的辐射源初始场和边界进行了研究。根据分析,很多现有电波传播预测模型不能处理战场电磁环境的复杂传播环境,难以得出准确的预测效果;而从波动方程导出的抛物方程模型能够满足战场电磁环境中对大尺度范围预测的需求。通过对二维抛物方程模型的深入研究,分析了窄角和宽角抛物方程的误差和应用范围,明确了数字化战场电磁环境所采用的传播模型。分析了适用于标准抛物方程数值求解的分步傅里叶变换算法和分步正弦变换,深入研究并实现了阻抗边界条件下的离散混合傅里叶变换,完成了对辐射源初始场和边界的确定。　　 三、研究了电磁波传播过程环境要素的模型和算法实现步骤,提出并实现了空间战场电磁环境下航天器轨道快速预测的方法。在研究电磁波传播过程环境要素的大气折射影响和地表电气特性时,分析了多种地形变换模型,纠正了文献中关于地形建模推导过程中的错误,确立了适合于抛物方程数字解法的地形模型,阐述了利用数字地图获取实现传播路径地形剖面的方法。分析了海洋的起伏表面和蒸发波导对电波传播的影响程度,并给出了对应的传播算法实现步骤。首次将战场电磁环境的范畴扩展到了空间,针对空间电磁环境预测的特点和需求,提出并实现了航天器轨道快速预测的方法。　　 四、通过计算机集群和并行算法切实提高了数字化战场电磁环境预测的速度,极大推进了战场电磁环境的数字仿真的实用性。预测速度慢是制约战场电磁环境数字仿真实用的首要因素,通过计算机集群和并行算法,利用FFTW的MPI版本对SSFT算法进行了实现和初步的优化,提升了计算的效率。针对FFTW在进程问的通信和同步上存在着较大开销的问题,采用了基于矩阵转置的分布傅里叶并行算法,将一维序列分解成二维矩阵,把不同行列的数据分配到各个计算节点中进行变换。依据公式的理论推导,通过矩阵数据的转置完成傅里叶变换,同时结合SSFT算法的特点,在变换的过程中实现了绕射项和折射项的运算,大大降低了并行算法中的通信和同步开销,提高了加速比和并行效率,数据测试的结果验证了该方法的可行性。在上述研究的基础上,最后采用MAK和omniORB软件设计并实现数字化战场电磁环境的原型系统,取得了较好的构建效果。　　 本文从适用性角度对战场电磁环境的数字仿真实现的体系架构的建立、传播模型确定这两方面进行了研究,对电磁波传播过程环境要素的地形变换模型进行了详细的理论推导,提出并实现了空间战场电磁环境的范畴下航天器轨道快速预测的方法,最后通过计算机集群和并行算法提高了数字化战场电磁环境预测的速度。本文的研究已经在某项目中得到了初步应用,取得了良好效果,对战场电磁环境的数字仿真从理论到实践的转化过程中具有重要的推进作用。