视景仿真在雷达系统仿真中的应用

摘要

视景仿真技术是计算机图形学研究中最热门的方向之一，近年来引起了广泛的专注，在建筑、娱乐、航空航天、军事等各个领域都发挥着重要的作用。将视景仿真技术应用到雷达系统仿真中，能够给决策者提供一个良好的视觉环境，使整个仿真过程变得更加形象、逼真，对于提高雷达系统仿真的真实感、可信度以及降低研发费用有着重要意义。 文章对视景仿真建模、视景仿真驱动和视景仿真在雷达系统仿真中的应用进行了研究： 首先讨论了三维建模的关键技术，根据项目仿真需求，建立了雷达仿真系统的三维人文目标模型数据库，包括飞机、坦克、潜艇、舰船、战车、公路、铁路、桥梁、机场、城市建筑等。重点研究了三维地形建模技术，分析了四种地形转换算法(Polymesh、Delaunay、TCT、CAT)，总结了各种转换算法的适用场合。寻找到一种真实感强的大地形建模方法，给出了地形建模流程，生成了符合实时仿真要求的大面积地形。结合仿真要求和实际硬件情况，给出了场景优化的方法。总结了常用建模规范，规范的建立可以提高了建模效率和数据库管理效率。 其次，本文深入研究了基于Vega的视景仿真驱动技术，给出了使用Vega开发应用程序的流程。针对仿真中数据库非常大，无法实时显示的问题，分析研究了大规模数据管理技术。使用数据分页调度方法，解决了仿真中真实性和实时性之间的矛盾。深入分析了Vega中雷达成像的原理，给出了不同参数下的机载SAR成像结果。分别使用matlab仿真工具和Vega工具模拟出了SAR成像结果，并对结果进行了对比、分析。重点研究了Vega中雷达散射截面积(Radar Cross Section，RCS)的获取方法，建立了场景RCS数据库。对雷达成像的研究，为以后基于Vega的雷达成像视景仿真提供了借鉴。 最后，完成了基于HLA(High Level Architecture)架构的机载SAR成像视景仿真联邦成员的设计，给出了设计框架、程序流程，介绍了整个系统的运行环境，给出了系统测试结果。 将视景仿真技术引入到雷达系统仿真中，可以动态地展现雷达成像的工作过程和效果，具有较好的实用价值。

目录

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声明

第一章绪论

1.1视景仿真技术概念

1.2视景仿真技术发展动态

1.3视景仿真在雷达系统仿真中的应用

1.4课题研究意义

1.5本文研究的内容及结构安排

第二章视景仿真建模

2.1视景内部表示

2.2三维建模常用开发工具

2.3 Creator数据库结构

2.4建模关键技术

2.4.1提高真实感的技术

2.4.2提高实时性的技术

2.5构建目标实体模型数据库

2.5.1实体建模步骤

2.5.2实体模型效果图

2.6构建大面积真实地形数据库

2.6.1地形建模概述

2.6.2地形建模流程

2.6.3仿真目标及关键问题分析

2.6.4数据库文件组织

2.6.5高程数据准备与处理

2.6.6生成地形模型

2.6.7映射地形纹理

2.6.8映射地形特征

2.7场景优化方法

2.7.1对数据结构的优化

2.7.2对模型的优化

2.7.3对纹理走样的优化

2.8建模规范总结

2.9本章总结

第三章视景仿真驱动

3.1 Vega的组成

3.2 Vega中的渲染过程

3.3 Vega应用程序开发流程

3.3.1静态描述阶段

3.3.2动态循环阶段

3.4大规模数据库调度管理

3.4.1基本概念

3.4.2调度算法

3.4.3测试结果

3.5 SAR成像研究

3.5.1 SAR成像理论

3.5.2 Vega中SAR成像仿真

3.6 SAR成像结果对比

3.7本章总结

第四章机载SAR成像视景仿真设计

4.1需求分析

4.2仿真目标

4.3框架设计

4.3.1联邦通信与数据处理

4.3.2三维模型数据库建立

4.3.3视景仿真驱动设计

4.4程序流程设计

4.5本章总结

第五章系统测试

5.1仿真环境

5.2参数设置

5.3仿真过程

5.4仿真结果

5.5本章总结

第六章总结与展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果