航天发射任务仿真系统中关键技术的研究和实现

《航天发射任务仿真系统中关键技术的研究和实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、南京大学硕士论文航天发射任务仿真系统中关键技术的研究和实现作者：何剑伟指导教师：李宣东教授贝佳副教授南京大学研究生毕业论文(申请工程硕士学位)南京大学软件学院2009年6月ResearchandImplementationofKeyTechnologiesinaSimulationSystemofSpacecraftLaunchingHE，JianWeiSubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineering一‘ISupervisedbyProfessor

2、LI，XuanDongAssociateProfessorBEI，JiaSoftwareInstituteNANJINGUNIVERSITYNanjing，ChinaJune，2010南京大学硕士论文摘要随着计算机三维显示技术的成熟以及单机图形处理能力的提升，三维实时仿真系统已经广泛应用于医疗、地理、游戏、考古、军事等各行各业，辅助生产与决策。航天发射试验的三维仿真系统，已经较为成熟的应用在北京航天城指控中心，西昌卫星发射中心指挥显示大厅。基地现有的指挥显示软件主要功能在于测控数据的二维平面显示，缺乏生动形象的画面来动态反映航天发射试验。本文在吸取计算机图

3、形学、计算几何、计算机辅助设计等众多领域大量成果的基础上，系统阐述了应用于测量船的航天器发射任务的三维实时仿真系统的设计和实现方法，研究内容包括地形场景的数据生成与显示技术、基于部件库的航天器建模、航天器的数据驱动、动作仿真以及视点设计等。航天发射任务三维仿真系统的研究重点主要在于大面积真实地形场景的生成和显示、航天器的建模和运动仿真。在地形数据生成和显示部分：首先给出了一种基于SRTM的GeoTIFF数据提取DEM规则格网数据的方法。作为一种开放使用的数据源，其规模和精度都能很好的满足航天器飞行视景仿真系统的地形建模要求；同时，通过地形格网的修补算法，解

4、决了地形格网中部分数据缺失的问题。在应用DEM数据构建地形场景时，针对航天器飞行仿真的特点，应用了场景空间分割和细节层次模型技术，保证了绘制的实时性以及良好的显示效果。同时通过对地形数据的分块组织，系统易于扩展。在航天器的建模和运动仿真部分：提出了基于部件库的航天器建模方法，建立了航天器部件库，完成了主要部件的设计实现。支持用户基于部件库实现对航天器模型的灵活定制，解决了对不同型号航天器建模的适用性，同时对航天器运动仿真中航天器部件的相对运动提供了支持；通过对航天器发射任务特点的分析，对航天器的运动进行了分解，设计实现了质心运动、姿态运动、特征事件表现、测

5、控状态仿真的数据源驱动与运动仿真。本系统已成功应用于神州七号、北斗二代导航等多次航天发射任务，形象逼真的仿真了发射全程，为指挥决策提供了有力支持。关键词：可视化仿真，实时绘制，空间分割，细节层次(LOD)AbstractWiththedevelopmentofcomputer3Drenderingtechnologyandtheimprovementofgraphicprocessingabilityofpersonalcomputers，3Dreal-timesimulationsystemsaremoreandmoreusedinmedicaltrea

6、tment。geography，game，amheology，military，etc．TheBeiJingCommandandControlCenterandXiChangSatelliteLaunchCenterhaveapplied3Dreal．．timesimulationsystemtotheirinformationdisplaysystem．Weneedthe3Dreal-timerenderingsystemthatcandynamicallyvisualizethespacecraftlaunchingexperimentation．Ba

7、sedontheadvancedtheoriesofmanysubjectssuchascomputergraphics，computationalgeometry，computeraideddesign，thispaperdiscussesmethodsof3Dreal-timesimulationofspacecraftlaunchingexperimentation。includingthegenerationofDEMdata，theterrainrendering，thespacecraftmodeldesignbasedoncomponents

8、，thesimulationofkeyeventsetc．Thek