基于分布式虚拟现实技术的飞行仿真系统研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文基于分布式虚拟现实技术的飞行仿真系统研究姓名：王华清申请学位级别：硕士专业：导航、制导与控制指导教师：余德义2002.3.1摘要飞行仿真系统在飞行器设计、性能分析以及飞行员训练中起着十分重要的作用。本文首先阐述了飞行仿真系统的研究现状，确定了分布式虚拟现实技术与传统的仿真技术相结合的飞行仿真系统作为本课题的主要研究内容。在分析分布式虚拟现实系统基本设计思想的基础上，确立了系统的总体设计方案；深入研究了飞行空间的几种坐标体系及其相互之间的转换，提出了一种将飞行姿态参数转化到虚拟三维空间的变换方法；利用VRML建立了较为完善的三维虚

2、拟飞行场景；分析了VRML动画的产生和与用户交互机制，实现对场景动画的控制；建立了虚拟飞行场景与外部Java程序的数据接口，并进一步实现了对远程数据库中飞行数据的访问。本文最终建立了以浏览器／web服务器为基础的三维飞行演示系统，为建立基于Internet的飞行仿真系统提供了一种可行的方法。系统全部程序由V蹦L和Java编制，具有很好的可移植性。关键词：飞行仿真虚拟现实DVRVRMLJava数据库AbstractF1ightsimulationsystemplaysanimportantroleinaircraftdesign，performanceana

3、lysiSandtrainingofPi10t．BasedontheStudystatusatpresentthedissertationdeterminestheflightSimulationsystemcombinedwithdistributedvirtualreality(DVR)andtraditionalsimulationmethodsastheemphasiS．AccordingtothebasiSdesignprinciplesofDVR，adesignschemeofthewholesimulationsystemiSproposed

4、．Throughstudyingseveralcoordinatesystemsoftheflightdimensionandtheconversionamongthem，thearticlecarriesoutaconversionoftheparametersfromtheflightdimensiontothevirtualscene．UtilizingVRML，aperfect3DvirtualenvironmentiSestablished．Thetrackofthemovingobjectinthescenecanbecontrolledthr

5、oughgeneratingVRMLanimationandinteractingwiththeusers．Intheend，aninterfacebetweenthesceneandexternalJavaprogramiSperformed，furthermore，flightdatainnetworkdatabasescanbeaccessed．Ultimately，a3DdemosystemiSestablishedbasedonthebrowser／Webservermode，whichprovidesaleasiblemethodtofound

6、aflightsimulationsystemgroundonInternet．A11thesoftwareofthesystemiSprogrammedusingVRMLandJava，whichcanbetransplantedeasily．KEYWORDSFIightsimulationVirtualRealityDVRVRMLJavaDatabaseII南京航空航天大学硕士论文1．1引言第一章概述近年来，科学技术的发展，特别是计算机、微电子学的迅猛发展，使航空、航天系统仿真技术水平不断提高，仿真技术已经广泛应用在飞行器的方案论证、系统设计、部件研制

7、、生产、空中使用以及故障分析等的各个方面。现代飞机的控制非常复杂，特别是新型的战斗机，具有超常规的机动性能、智能化的航空电子系统、功能强大的火控系统、武器发射系统、空中加受油系统和电子对抗系统等。飞行员不仅应具备精湛的驾驶技术，还应该有熟练使用其它系统的能力，这对于飞行员提出了更高的要求，提高训练水平成为各国空军急需解决的问题。但是在真实飞机上训练，耗资太大，受到空域和场地的限制，而且某些训练科目还具有很高的危险性，因此各国都根据实际情况开发了飞行仿真系统用于训练飞行员。下图是一个典型的人在回路的飞行仿真系统的原理结构图：图i-i飞行仿真系统的原理方框图飞

8、行仿真系统主要由以下四个部分组成：(1)座舱系统座舱系统除具有与真