虚拟仿真技术在高能激光系统研究中的应用研究new

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1、系统仿真学报Vol.17No.11•2686•JOURNALOFSYSTEMSIMULATIONNov.2005虚拟仿真技术在高能激光系统研究中的应用研究1,221杨平利，王建国，高有行12（西安电子科技大学计算机学院，陕西西安710071；西北核技术研究所五室，陕西西安710024）摘要：高能激光系统的研究是一项复杂且耗费巨大的工程。随着计算机技术、数值仿真技术、科学可视化技术和虚拟现实技术的不断发展，虚拟仿真已经成为科学研究的重要手段。探讨了虚拟仿真技术在高能激光系统研究及试验过程中的应用，描述

2、了建立高能激光系统虚拟仿真环境的基本构想，提出了虚拟仿真环境概念模型和结构模型，并讨论了建立高能激光系统虚拟仿真环境的关键技术。关键词：高能激光系统；数值模拟；可视化；虚拟现实文章编号：1004-731X(2005)11-2686-03中图分类号：TP391.9文献标识码：AApplicationofVisualizationinHighEnergyLaserSystemResearch1,221YANGPing-li,WANGJian-guo,GAOYou-xing12（XidianUnivers

3、ity,Xi’an710071,China;NorthwestInstituteofNuclearTechnology,Xi’an710024,China）Abstract:It’sacomplexandexpensiveprojecttoperformthehighenergylasersystemresearch.Asthedevelopmentofcomputer,numericalsimulation,visualizationandvirtualrealitytechnology,virt

4、ualsimulationhasbecomeanimportantmeansofscienceresearch.Theapplicationofvirtualsimulationinresearchandexperimentofhighenergylasersystemisdiscussed.Thebasicarchitectureisdescribedforconstructingavirtualsimulationenvironmentofhighenergylasersystem.Thecon

5、ceptmodelandconfigurationmodelareshowed,anditskeytechnologyisdiscussed.Keywords:highenergylasersystem;numericalsimulation;visualization;virtualreality手段，正在得到越来越广泛的应用。美国波音公司已经开发引言[1]完成了高能激光系统开发可视化工具-SVST,该软件可以高能激光系统研究是一项复杂的工程，且耗费巨大。数制定使用星载和陆基高能激光系统打击敌方任

6、何一颗卫星值仿真作为科学研究的重要方法在高能激光系统研究中发或导弹的作战方案，并以可视化形式模拟太空交战环境等。挥了重要作用。但通常的数值仿真方法存在一些不足。首先本文探讨了虚拟仿真技术在高能激光系统研究及试验是输入参数缺乏有效的参数验证手段，常常造成一个参数输和作战过程中的应用，并提出了建立高能激光系统虚拟仿真入错误引起了整个仿真结果的失败；其次，用户难以建立清环境的基本构想。其基本思路是：把相关的多个数值模拟程晰的全景构思。由于高能激光系统的部署包括地基、空基和序集成在一个程序环境下，通过GUI

7、用户界面统一参数输天基，目标物包括导弹、飞机、卫星等不同类型，作战方式入，配置仿真环境，使所有数值计算程序共享输入参数，从多种多样，可以是地基武器攻击飞机、卫星，也可以是天基而解决不同计算程序间参数可能不统一的问题；实现各个仿真程序的集成运行以及仿真数值结果的可视化，为用户分析武器攻击卫星或地面目标，还可能是天基武器通过多个卫星仿真程序的数值结果提供便利；通过构造试验现场和环境的的中继来攻击目标。对这样复杂的仿真环境仅仅用数值参数虚拟场景，揭示武器试验或作战参数空间的一些深层次的关描述很难形成一个可

8、信和清晰的全景图，仿真结果的可信度系问题，如在多目标和多种武器布基情况下，在什么时间段，将大打折扣，也不利于成果的交流。第三，在整个程序运行那些目标是可攻击的，由哪个武器来实施攻击最佳，攻击效结束并对结果分析之前，用户无法预测仿真结果的正确与果的评估等。最终形成一个应用于激光系统试验或作战研究否，因而，可能造成计算资源的浪费和工作效率的降低。第的具有临场感的虚拟仿真集成环境，为制定和验证试验或作四，没有实现整个实验场景和激光系统攻击过程的可视化，战方案以及指导方案的实