船舶导航雷达模拟器中雨雪回波图像的研究

摘要

雷达模拟器在船员培训和适任评估还有在科研中起着重要的作用。随着航海事业的发展，用户对雷达模拟器的要求越来越高，自《STCW78/95公约》对雷达/ARPA模拟器提出了明确的要求以来，雷达模拟器取得了较大较快的发展。尤其是系统建模与仿真技术的发展与应用，雷达模拟器更是取得了质的飞跃。当今计算机技术支持下的建模与仿真已成为推动现代高科技发展、建设创新型国家的关键技术之一，在国防和国民经济领域有着巨大的应用价值。 系统建模与仿真技术虽然在军用航空雷达仿真器中已得到巨大的发展。取得了较大的成就。然而，作为航海雷达图像模拟的方向，系统建模与仿真技术基本没有应用于民用船舶导航雷达模拟器中，特别是对船舶导航雷达模拟器中雨雪回波图像的模拟。本文就是采用系统建模与仿真技术来模拟船舶导航雷达模拟器中雨雪的回波图像，以期获得更好的仿真效果。 本文主要做了以下三方面工作：首先是通过对系统建模与仿真技术的理论学习与研究，找出可行的建模方法和仿真手段；其次是利用粒子系统建立合理的雨雪三维数学模型；最后是建立电磁波的数学模型和利用相关算法在雷达模拟器中生成雨雪的回波图像。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1课题意义及背景

1.2 STCW78/95公约对航海雷达模拟器的要求

1.3国内外研究现状及本课题的提出

1.4文章结构

第2章 系统建模与仿真

2.1模型

2.2仿真

2.2.1仿真的定义

2.2.2系统仿真的一般步骤

2.3本章小结

第3章 粒子系统理论

3.1粒子系统的基本原理

3.2粒子系统的形式描述

3.3粒子系统建模的关键技术

3.4.1粒子的产生

3.4.2粒子的属性

3.4.3粒子的运动状态

3.4.4粒子的消亡

3.4.5粒子的绘制

3.4利用粒子系统生成雨雪回波图像的基本流程

3.5本章小结

第4章 基于粒子系统的雨雪三维数学模型

4.1雨的三维数学模型

4.2.1雨滴的属性

4.2.2雨滴的空间属性

4.2.3雨滴的外观属性

4.2.4运动属性和生存属性

4.2.5雨滴的运动模型构造

4.2雪的三维数学模型

4.3本章小结

第5章 雷达模拟器中雨雪回波图像的生成算法

5.1雷达电磁波的数学模型

5.1.1雷达方程

5.1.2雷达回波信号模型

5.1.3雷达视频信号模型

5.1.4雷达电磁波的数学模型

5.2雨雪回波图像的生成

5.2.1雷达杂波模型

5.2.2雨雪杂波幅度分布模型

5.3.本章小结

第6章 程序的实现与仿真结果

6.1 MFC简介

6.2 OpenGL简介

6.2.1 OpenGL的工作原理

6.2.2 OpenGL的主要功能

6.2.3 OpenGL的运行机制及编写OpenGL应用程序的步骤

6.3程序设计流程图

6.4仿真结果

6.4.1雷达界面仿真

6.4.2雨雪回波仿真

6.5本章小结

总结与展望

本文总结

研究展望

参考文献

致 谢

研究生履历