基于deap的数字靶场三维可视化系统研究

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1、基于DEAP的数字靶场三维可视化系统研究摘要：基于靶场信息化建设的需求，以数字地球应用平台为开发平台，构建一个通用、实时、可扩展的数字靶场三维可视化系统，实现靶场设施设备管理、试验任务可视化显示和飞行仿真，以提高我军数字化建设效率，加快靶场数字化建设进程。　　关键词：数字靶场；DEAP；三维可视化；接口；方法库　　：TP391.9：A：1007-9599（2013）04-0000-02　　1引言　　自上个世纪末美国前副总统戈尔在美国加利福尼亚科学中心进行题为“数字地球：二十一世纪认识地球的方式”的演讲中提出数字地球概念之

2、后，数字地球便成为当今信息领域研究的热点。随后“数字中国”、“数字城市”、“数字校园”等“数字化”概念便层出不穷，并成为当前最热门的话题之一。　　“建设信息化军队，打赢信息化战争”，是我军新时期军队建设的战略目标。随着我军信息化水平的提高，承担我国航天发射和导弹发射训练保障等重要使命的各军事航天发射试验靶场，对相关数字化产品的需求不断提高，同时对靶场信息化建设也提出了新的更高要求。因此，本文以实验室自主开发的DEAP（数字地球应用平台）为开发平台，设计一个通用、实时、可扩展的数字靶场三维可视化系统，实现靶场设施设备管理、

3、试验任务可视化显示和飞行仿真，该研究对于提高我军数字化建设效率，加快数字化建设进程具有重要意义。　　2系统总体设计　　2.1需求分析　　随着计算机软、硬件技术的飞速发展，虚拟现实产品在军事领域内得到了更加广泛的应用，且多数涉及战场环境仿真。运用虚拟现实技术实现战场环境仿真，其目的是构建多维、可感知、可度量、逼真的虚拟战场环境，借此提高参训人员对战场环境的认知效率。　　我军各试验训练靶场是担负我国卫星发射和战略导弹试验鉴定任务的主要发射基地。为协助指挥员和工程技术人员准确掌握飞行试验态势，正确分析和判断情况，科学分配试验资

4、源，有效组织指挥飞行试验活动和进行决策，提高航天工程发射和武器装备试验鉴定水平，需要开发一个包含首区、航区、落区空间地理信息和靶场主要试验信息资源的数字靶场三维可视化系统，以易于理解、直观的二、三维图形方式实现飞行试验任务全过程的监控显示。　　该系统需要满足以下一些约束：一是能够提供基于二维、三维GIS的视景展示功能，具备常用的GIS操控功能；二是系统要有灵活、便捷的二次开发功能，能够为满足靶场科研试验等方面的特殊要求提供附加的功能支持；三是系统要满足靶场信息管理、信息服务、显示可视化、视景仿真等多个方面的军事应用需求。

5、　　2.2系统功能设计　　数字靶场三维可视化系统功能设计主要包括场景布置和场景漫游、各阶段的仿真综合应用、三维测量分析、属性信息的查询管理和安全控制等模块的设计，系统功能结构如图2-1所示。　　3关键技术研究　　3.1三维模型建模与绘制　　综合比较几种建模软件，本文选择MultigenCreator作为实时可视化三维建模软件。其最大特点是提供了用于描述三维虚拟场景的层次化数据结构OpenF1ight数据格式。OpenF1ight采取节点式的分层结构，可以方便地对场景内的任意元素进行直接编辑、修改和控制。系统采用Vega进

6、行场景仿真驱动。它主要包括Lynx图形用户界面和基于C语言的Vega函数调用库。Lynx的主要功能是通过可视化操作建立起三维场景模型，并将其保存为一个应用程序定义文件（.ADF），然后通过调用Vega的C语言函数库对已建好的三维场景进行渲染驱动。　　本文将Vega的渲染环境加载到数字地球应用平台中，并调用在数字地球应用平台中的三维地形绘制功能，实现场景的综合显示。使用OpenGL在Vega场景中绘制地形，需首先获取并保存当前的图形状态，设置投影和视图参数。然后调用OpenGL函数绘制地形，绘制完毕后恢复初始状态即可使所绘

7、地形与Vega环境融合在一起。整个过程以三维地形组件和模型组件的形式封装以供调用。　　3.2与试验任务相关的数据接口设计　　本文用固定目标表示设施设备类模型。所谓固定目标（以下简称目标）指的是放在某固定位置，在整个任务过程中不需要移动的固有物体，如发射场固体设施、设备和建筑物等。　　固定目标的数据由两部分组成：　　（1）目标属性数据。存储在设施设备数据库中。　　（2）目标的位置和姿态数摘要：基于靶场信息化建设的需求，以数字地球应用平台为开发平台，构建一个通用、实时、可扩展的数字靶场三维可视化系统，实现靶场设施设备管理、试

8、验任务可视化显示和飞行仿真，以提高我军数字化建设效率，加快靶场数字化建设进程。　　关键词：数字靶场；DEAP；三维可视化；接口；方法库　　：TP391.9：A：1007-9599（2013）04-0000-02　　1引言　　自上个世纪末美国前副总统戈尔在美国加利福尼亚科学中心进行题为“数字地球：二十一世纪认识地球的方