基于OSG的战场态势三维可视化关键技术研究

摘要

虚拟仿真技术在军事领域的应用研究一直是各个国家关注的重点。战场态势可视化是军事虚拟仿真系统的关键技术之一。随着军事技术和作战方式的不断发展，战场态势的动态性和多维性不断增强。利用三维可视化技术构建的战场态势三维可视化系统，能够帮助指挥人员更好地感知复杂的战场态势，作出合理的决策。目前战场态势三维可视化系统的研究还存在对移动装备的建模、计算分析和态势数据的多维度可视化表达两个方面的不足。本文针对这两个方面的不足进行研究，并提出解决方法。
　　本研究主要内容包括：⑴设计并实现了一套数学表达系统和数据结构，来表达可视化系统中移动装备的连续变化的时空信息。并针对该数据结构设计了一套操作来完成相应的数学计算和查询功能。通过导弹装备对移动装备的模型进行了验证。同时，针对导弹和攻击事件相绑定的特殊性，本文单独为导弹装备设计并实现了一套表达和管理的体系。⑵设计并实现了多视图的功能，增加了二维视图，方便用户在不同的视图中进行不同态势的对比，解决了二维视图和三维视图同步时相关的数学计算问题。⑶参照WebGIS的思想，设计并实现了数据导出功能，使得本系统产生的态势数据可以服务给Web客户端。支持用户远程通过Web查看态势，并且不需要额外安装软件。⑷战场态势通常是多个装备之间的相互作用，实现了可视化系统同时锁定多个移动装备进行观察的功能，通过视点计算的算法，产生能够同时观察到多个移动装备的视点。⑸在基于osgEarth和Qt开发的战场态势三维可视化系统之上，设计并实现了一套能够表达移动装备连续变化的时空表达系统，并通过导弹装备对移动装备模型进行了验证，同时实现了多视图以及多个装备的视点跟踪等功能，为战场态势可视化系统的后续研究做了铺垫。

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缩略语对照表

第一章 绪论

1.1课题研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3论文主要工作及章节安排

第二章 相关背景知识

2.1 GIS相关知识

2.2图形学概念及技术

2.3本章小结

第三章 战场态势可视化系统结构

3.1整体框架

3.2地理环境模块

3.3态势管理模块

3.4本章小结

第四章 移动装备的时空数据建模

4.1装备基础属性

4.2移动装备数据建模

4.3移动装备模型验证

4.4本章小结

第五章 战场态势数据多维度表达

5.1多视图及其同步

5.2时空信息查询

5.3战场态势数据导出

5.4观察多对象时的视点控制

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

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