基于OpenGL的天基预警雷达视景仿真方法研究

作     者：刘天桥 

作者单位：西安电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：廖桂生

授予年度：2013年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：视景仿真 天基预警雷达 OpenGL 3DS文件转换 

摘      要：随着计算机图形技术的发展，视景仿真技术日渐成熟并在很多领域得到了广泛应用。本文将天基预警雷达的在轨运行与视景仿真技术有机的结合起来，设计了基于OpenGL的视景仿真系统，直观逼真的显示了预警雷达的在轨运行情况。本文所做的主要研究工作如下： 首先，阐述了天基预警雷达系统的理论基础。包括坐标系的选择和转换，卫星的轨道要素和卫星位置、覆盖区域的计算以及预警雷达的工作方式。 其次，介绍了视景仿真工具OpenGL的关键技术。首先介绍了OpenGL的工作流程、基本功能和主要特点，并且梳理了OpenGL中物体的显示过程，然后重点论述了在本文中用到的OpenGL关键技术，包括颜色模式、灯光材质、OpenGL变换、纹理映射和显示列表。最后介绍了OpenGL的双缓存机制，用来实现动画效果。 最后，对基于OpenGL的视景仿真系统进行了研究和分析，根据仿真系统的目标和功能开发了预警雷达的视景仿真系统。对场景建模进行了详细讨论，完成了3DS文件的分析和读取以及3DS对象在OpenGL中的重绘，通过这种读取3DS文件的方式，可以在OpenGL中建立复杂逼真的三维物体。实现了预警雷达运行轨迹的显示，预警雷达位置的显示、预警雷达覆盖区域的显示，和良好的人机交互功能。 该预警雷达的视景仿真系统不仅可以使用户更加直观的了解预警雷达的在轨工作情况，而且可以协助他们完成预警雷达的设计、验证、筛选和确定，具有较好的使用价值，为视景仿真系统的后续开发积累经验。