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基于OpenGL的海洋电磁法探测系统运动监测软件的开发与实现

王华龙  
【摘要】:根据场源的不同,海洋电磁探测方法主要可以分为两大类,即海洋MT(天然场源电磁法)和海洋CSEM(人工场源电磁法)。两种方法相比较,海洋CSEM的优势在于可以将人工发射场源放在海底表面,高频成分不会被海水所屏蔽,对海底的浅部地质构造分辨率高。目前,海洋CSEM方法由于其突出的探测能力已经受到了业界的重视。而本文中研究的海洋可控源甲板监控系统就是海洋可控源电磁探测系统的关键环节之一,它能控制海洋电磁系统的同步、系统参数设置、发射机工作状态监控和数据存储。以往接收机、发射机的仿真都是在采集到数据之后对数据进行仿真,以此来得到水下资源的分布情况,但是对于水下接收机和发射机的运行状态却一无所知。为了提高海洋可控源甲板监控系统的人机交互能力,并且实现实时、形象的数据呈现,本文将OpenGL应用到仿真过程中,以此将发射机和接收机的工作状态以动画的形式实时地呈现出来,用以直接监测发射机和接收机在水下运行的姿态,位置,受洋流影响情况等。此技术也可以在运作之前模拟接收机和发射极在不同外界环境下对实验结果产生的影响。 本文中的仿真系统采用了低耦合的层次化设计,共分为四层:系统数据层,包括拖体行进数据、接收机投放数据以及海底地形数据;系统集成层,一部分是监控数据的可视化仿真,为各模块的模拟仿真提供统一的图形渲染框架,另一部分是监控数据的更新传递;基础模块层,用来构建、导入和组合各基础性三维模型;模块应用层,高层图形绘制的功能实现层,根据提供的数据实现各基础模块的结合和运行性仿真,通过此过程还能推断出仿真所需要的主要数据。 本文中的仿真是模型的生成,模型主要采用多边形网格建模的方式,而主体部分则使用放样的方式,并结合基本几何体建模和布尔运算等方法进行建模。然后将OpenGL中文件的导入并进行模型重绘,并将模型及场景进行纹理贴图和环境渲染。最后我们进行拖体仿真测试,仿真结果达到了我们的要求。


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