基于Vega Prime/Creator导弹飞行轨迹模拟跟踪技术研究

摘要

现代科技战中导弹作战占有重要的军事地位，由于导弹的开发成本极高在导弹开发前期进行仿真测试是非常必要的。视景仿真（Scene Simulation）技术在计算机仿真技术中占有举足轻重的地位，将此技术应用在现代军事领域中，具有一定的现实意义。本文主要目的就是对导弹在正常环境下进行受力分析。然后控制和跟踪显示导弹的飞行轨迹。为了使导弹飞行模拟真实性更强，三维环境的制作是必不可少的。三维环境的仿真首先需要注意的就是对实际地形三维模型的制作。地形三维模型制作的源地形数据通常是来自美国勘探局的USGS DEM格式或者NIMA DTED格式。这两种格式的数据在网上是很难找到的。
　　本文采用Creator本身自带的一个源地形数据为研究目标。为了使制作的三维地形模型更加逼真，采用一种基于纹理分块地形显示的方法。最后，在这些算法的基础上，基于Creator建立了局部场景。接下来，将建好的模型导入Vega Prime中，完成视景仿真。本文主要实现对导弹轨迹的监控，为了便于对导弹进行实时显示需要在Vega Prime中设置多个窗口，实现对导弹飞行轨迹不同位置和多角度跟踪显示。传统导弹飞行轨迹控制的方法一般是通过在Vega Prime中的Pathtool工具中设置导弹飞行的轨迹点，设置完成后导弹就会根据这些轨迹点完成固定轨迹的飞行。但是导弹在模拟飞行过程中在经过预先设置的轨迹点时会出现停顿现象，最终影响导弹飞行的真实性。为了克服这个问题，本文利用Matlab强大的数学计算能力对导弹进行受力分析，建立导弹六自由度动力学数学模型，根据导弹的初始位置和目标位置确定导弹在飞行过程中的飞行轨迹，这样就完全避免了仿真过程中出现的停顿现象。为了保证轨迹的正确性运用 Matlab的Simulink部分建立导弹的Simulink模型，设置两个输出端口一个是导弹的位置即飞行轨迹，另一个则是导弹滚动角度的变化即导弹弹姿。最后一个问题就是最后如何将建立的数学模型运用到导弹上实现最终的三维仿真。本文中完成最终的仿真主要是利用 VC++的强大的接口功能，将Vega Prime窗口嵌入到MFC的控件上在控件上完成显示。将导弹六自由度数学模型在Matlab程序中按功能封装，通过Matlab编译器将其转换成动态链接库的形式直接载入到VS2005中编写程序，完成导弹视景仿真在VS2005平台上最终的显示。

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第 1 章 绪论

1.1 课题背景和意义

1.2 视景仿真

1.3 论文内容安排

第2章基于Multigen Creator三维建模

2.1 三维建模工具的选择

2.2 建立三维实体模型

2.3 大场景三维地形的制作

2.4 小结

第3章基于Vega Prime导弹飞行仿真

3.1 仿真工具的选择

3.2Vega Prime

3.3基于Vega Prime仿真

3.4 本章小结

第 4 章 基于Matlab/Simulink导弹飞行轨迹控制数学模型的建立

4.1 导弹飞行仿真坐标系

4.2 建立导弹六自由度动力学数学模型

4.3 基于Matlab/Simulink导弹飞行仿真

4.4 本章小结

第 5 章 基于VC++软件编程

5.1 Vega Prime在VC++平台上的应用

5.2 VS 2005、Vega Prime和Matlab联合仿真系统

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢