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机载火控雷达静态场景仿真与实现

邓邦梅  
【摘要】: 自上个世纪七十年代起,数字地形的出现和视景仿真技术的发展为现代雷达仿真系统的研究带来了新的发展空间。将数字地形模块加入机载雷达仿真系统中,生成描述机载雷达陆地环境的数字地形高程数据、地貌特征分析数据和雷达散射/反射特性等数据,通过对雷达波束照射区域的雷达回波模拟和雷达成像算法计算可以获得真实的雷达图像,从而实现雷达地图测绘成像功能,为模拟机载火控雷达系统的空-地模式提供基础,成为促进雷达系统仿真技术发展的重要动力。本文针对机载火控雷达系统仿真,重点对建立机载火控雷达陆地环境的数字高程模型、陆地环境数据库以及生成雷达陆地场景图像的方法进行了深入研究。通过对机载雷达陆地环境特性、常用的三维地形生成技术、通用光照模型和真实感图像生成方法的研究,本文完成了如下内容: 1.通过对多种三维地形生成方法的比较分析,建立了基于改进的分形算法的三维数字地形高程数据生成模型,该模型可以通过简单快速的迭代过程生成逼真的三维地形。由于采用了结合光照处理的多重分形思想,与常用的分形地形生成模型相比,增加了人为对地形结构的控制,使得生成的地形在宏观和微观上都更符合自然规律。 2.通过对计算机真实感图形生成方法的研究,建立了结合Phong镜面反射模型和Lambert漫反射模型的光照处理方法。将载机飞行位置周围的三维陆地环境经过投影降维和光照处理,得到了载机附近的陆地场景图像。 3.通过对自然环境的雷达反射特性的研究,采用地貌分类和雷达散射/反射特性映射方法,生成了雷达陆地环境地貌特征数据和雷达散射/反射特性数据。 4.建立了机载火控雷达陆地环境数据库,存储数字地形高程数据、地貌特征数据、雷达散射/反射特性参数和地理坐标数据。用于管理生成的数字地形地貌数据并为生成雷达陆地场景图像和雷达地图测绘模式下的回波仿真提供访问接口。以上模型和方法都已经通过软件实现,并成功用于机载火控雷达仿真系统。应用结果表明,该方法能够有效生成大面积陆地环境和雷达陆地场景图像,将其应用于雷达地图测绘模式能够得到逼真的雷达图像。


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