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飞行视景仿真系统研究与开发

凌锋  
【摘要】: 随着计算机仿真技术的发展,仿真技术越来越广泛地应用于导弹等武器的研制。然而对于像导弹系统这样的大系统仿真将产生大量的数据,工程技术人员要分析这些数据是非常费时的而且分析过程又显得非常枯燥。视景仿真采用计算机图形图像技术,根据仿真目的,构造仿真对象的三维模型或再现真实的环境,能够达到非常逼真的仿真效果,客观、实时地再现仿真过程,可以为导弹飞行仿真、航迹规划等提供一种直观、便捷的仿真分析手段。 本文针对当前国内在飞行仿真中对可视化系统开发的迫切需求,采用当前可视化开发的先进技术,研究开发了某型空面导弹的飞行视景仿真系统,并对视景仿真中的几个关键技术进行初步研究。 本文首先分析了视景系统的构成和视景的生成过程,视景系统的图形管道流水线处理方式和多进程的视景渲染机制,以及实现视景的实时生成与显示的几种常用的技术。 接着研究了视景仿真系统中的三维地形的建模过程,包括地形的数据源、数字高程模型和对数字高程模型的表面建模生成三维地形模型。并论述了视景仿真中的大地形的处理,包括实现大地形的实时显示的两种方法和Vega中的大面积地形数据库管理。 根据飞行仿真的需要,采用模块化和面向对象的思想,建立了某型空面导弹的弹道仿真模型,并对模型进行模块划分,论文详细介绍了各个模块的功能、数学关系式和输入输出。同时还介绍了仿真模型的数据结构、仿真算法、基于消息驱动的仿真机制以及弹道仿真程序与视景系统的数据接口。弹道仿真程序与视景仿真程序按照分布仿真的思想,通过SBS实时网络作为网络中介,组成一个较为完整的飞行仿真系统。 文章最后介绍了视景仿真软件的设计与实现,给出了视景仿真软件的设计思路,并按照设计思路开发了可在外部进行装配定制的视景仿真软件,视景仿真软件通过SBS网络接收弹道仿真程序的仿真数据,实时反映弹道仿真的全过程。 本文所搭建的以SBS实时网络为中介的由弹道仿真程序和视景仿真程序组成的飞行仿真系统,在工程实践中有一定的实用价值和借鉴意义。


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