基于远程实时数据的导弹虚拟飞行仿真

以基于远程实时数据的导弹虚拟飞行仿真为例,着重探讨了三维模型、虚拟场景的建立以及实时数据在视景仿真中应用的方法.通过仿真实现了基于实时数据的导弹虚拟飞行的三维可视化显示.可用于实时、直观地监测导弹飞行中的姿态及轨迹,提高了导弹虚拟场景的逼真度和实时性.     

航天训练模拟视景的光照仿真方法研究

针对航天员太空观察感知的视景仿真,提出了一种大规模场景下航天器的光照仿真实现方法。通过对航天器的真实光照环境进行建模分析,在此基础上实现了太空场景的光照仿真,并结合太空光照环境特点采用色调映射算法进行了光照亮度调节。光照一致性分析结果表明,航天训练模拟器的视景仿真实现在满足实时性指标的前提下,有效地提高了太空场景仿真的逼真度,所采用的亮度调节方法也切实可行。这种光照仿真方法不仅适用于各种空间活动的视景仿真,对于大场景中的天文景观的仿真也同样可以达到较好效果。     

导弹飞行仿真系统可视化设计与实现

针对导弹设计中对飞行仿真数据和舵面、喷管等动态部件实时观察的需求,设计了一种以系统仿真、虚拟现实和可视化技术为基础的导弹飞行仿真系统,先通过弹体数学仿真模型计算得到飞行仿真数据,然后通过仿真管理部分对数据进行处理和保存,最后采用三维视景显示、二维弹下点轨迹和数据动态曲线显示等方式,实现了导弹飞行系统的可视化仿真.实验结果表明,系统能够实现导弹的实时飞行仿真,能够实时观测飞行仿真数据和弹体、舵面、喷管等部件的动态变化,为导弹设计与研制提供了直观、有效的仿真手段.     

红外成像制导半实物仿真技术研究

为研究红外成像制导系统在复杂环境下的各项性能,需在内场建立贴近真实环境的半实物仿真试验环境。围绕这一目的,介绍了基于五轴转台的半实物仿真系统和基于六自由度的半实物仿真系统组成及工作原理,分析了红外成像制导技术的发展带来的目标区多波段多谱段场景模拟、面向博弈对抗的复杂仿真场景模拟以及分布式协同制导的实时仿真环境构建等需求,提出了需要解决的仿真总体技术、多波段多谱段目标区大范围场景快速建模技术、目标区场景多波段多谱段生成技术、试验设计与仿真评估技术等主要仿真关键技术。     

主被动复合雷达导引头仿真系统设计与实现

根据主被动复合雷达导引头工作原理,设计了模块化、易扩展、可视化的仿真系统框架,分析建立了信息融合、干扰等关键仿真模块的数学模型,实现了主被动雷达复合制导仿真评估与视景显示系统,进行了典型场景下反舰导弹攻击舰船的仿真实验。通过仿真验证了系统的有效性,可为复合制导新技术研究和装备改造提供验证和评估平台。     

飞行控制系统大闭环半物理仿真研究

设计了实时飞行控制大闭环半物理系统,全系统由飞行控制、导航、动力学仿真、视景仿真和其他硬件子系统组成,通过反射内存实时网络相连,实现真正意义上的大闭环半物理仿真,具有较好的实时性、可靠性、通用性。通过大闭环半物理仿真系统的仿真测试,验证了飞控计算机、四轴惯性组件、导航计算机、电动作动器和负载模拟器等系统的有效性和可行性。最后,总结优点并提出该系统的改进方向。     

卫星与深空动态场景实时仿真系统

卫星与深空动态场景的实时仿真对于航空航天、军事国防等领域有着重要意义.现提出了一个深空动态场景的绘制方法,该方法综合了计算机图形学和天文学的知识,建立了基于天文学星表的深空场景模型,计算出卫星及各星体的运行轨迹,实现了卫星目标和深空场景的真实感合成,并采用一系列加速绘制技术,最终实现了深空动态场景的实时生成和交互式虚拟漫游.     

复杂系统实时仿真平台关键技术探讨

为有效支撑多体协同武器、集群作战武器、无人机群、多模复合制导武器等复杂系统全任务剖面的仿真验证评估,急需开展复杂系统实时仿真平台技术研究。在分析国内外实时仿真平台研究现状的基础上,结合复杂系统实时仿真的需求和特点,提出了一种新的适用于复杂系统的实时仿真平台解决方案,重点阐述了复杂系统实时仿真平台通用架构、时钟同步、智能适配、超高速网络通信、智能IO交互等关键技术的实施途径,并给出了典型的应用案例。结果表明:所提出的复杂系统实时仿真平台具有较好的通用性、适配性和可扩展性。     

卫星与深空动态场景实时仿真系统

卫星与深空动态场景的实时仿真对于航空航天、军事国防等领域有着重要意义。现提出了一个深空动态场景的绘制方法，该方法综合了计算机图形学和天文学的知识，建立了基于天文学星表的深空场景模型，计算出卫星及各星体的运行轨迹，实现了卫星目标和深空场景的真实感合成，并采用一系列加速绘制技术，最终实现了深宅动态场景的实时生成和交互式虚拟漫游。     

基于目标可见光散射特性的空间目标成像仿真研究

为使空间目标可见光成像仿真尽可能反映实际在轨工作状态,提出了一种基于目标可见光散射特性的空间面目标成像仿真方法。根据具体试验场景实时求解跟踪星观测相机、目标星和太阳三站间的相对位姿关系,在事先建立的覆盖全过程的目标可见光散射特性图像数据库中查询相应图像,由相机成像模型,实现空间目标的高逼真度可见光成像实时在线仿真。可为天基空间目标探测、识别与跟踪算法的研究提供较接近真实场景的仿真图像。     

一种面向大型分布式虚拟仿真试验管控系统

针对航天系统大型仿真试验的特殊需求,提供了一套面向大型分布式虚拟仿真试验的试验设计与调度管控系统,支持虚实数据结合设计试验样本输入,可采用多种试验设计方法完成仿真前的分析;构建了一套具备航天系统大型仿真试验设计特点的试验设计与仿真调度方法,以支持试验资源与仿真资源的统一管理和有效调度,以保证仿真过程的实时性要求并提高资源利用率,同时,该系统采用多种试验结果评估方法对试验运行结果进行评估,辅助用户做出合理决策。     

景象匹配辅助导航系统中的精确图象匹配算法研究

景象匹配辅助导航系统需要在获取飞行器位置偏差的同时获取飞行器相对预定航迹的航向偏差，即获取实测图相对于参考图之间的旋转变换参数。为此，将最小二乘原理引入景象匹配辅助导航系统以获取图象匹配时的旋转变换参数。由于最小二乘原理只能用于一一对应点集的匹配，为此，在给出实时确定图象特征点集一一对应关系方法的基础上引入了最小二乘原理以计算该图象一一对应点集之间的最优相似变换参数，从而构成了应用于景象匹配辅助导航系统的精确图象匹配算法。仿真结果表明，本文研究的精确图象匹配算法在对50个一一对应点对匹配时可以在0．1秒以内完成，且相似参数计算准确，满足了景象匹配辅助导航系统对图象匹配算法准确性和实时性的性能要求。     

系统仿真及其在防空导弹武器系统研制中的应用

阐述了仿真、仿真模型和仿真系统的应用特点和关键技术，并以战术导弹为例探讨了系统仿真在武器系统研制、试验和降低成本中的重要作用；介绍了国外８０年代以来发展的分布交互式仿真（ＤＩＳ）系统，它们既包括虚拟仿真，也可将真实仿真和构造仿真接入仿真系统，使仿真的范围大为扩展。ＤＩＳ技术构建的人工合成环境，是一个多武器平台的网络式综合仿真系统，具备人机交互功能，可进行武器研究和大系统虚拟对抗演习等；最后，提出了研究和发展我国防空武器仿真系统的几点建议。     

虚拟仿真技术在载人航天器总装工艺设计中的应用

文章基于载人航天器总装工艺设计中虚拟仿真原理及应用体系,以“天宫一号”目标飞行器总装工艺设计为背景,对载人航天器虚拟总装环境的建立过程和方法进行了具体描述。对基于仿真的总装工艺规划以及总装工艺方案仿真分析的概念、目的、方法、工具和应用对象进行了阐释,对虚拟仿真技术在总装操作现场和在总装工装优化设计中的应用方法进行了论述并给出了具体实例。实际应用表明,虚拟仿真技术可以降低工艺设计人员对个人经验的依赖,提高工艺设计的效率和优化程度。     

航天任务飞行控制分析系统的设计和应用

介绍了一个基于windows环境下的多任务航天任务飞行控制分析系统的设计以及实际应用,该系统为任务分析人员、指挥决策人员在任务准备、实施中快速灵活地进行各种复杂条件下的航天任务分析提供了可视化的操作平台以及全面的图表和文字报告。系统采用数据库技术,为用户提供了各种航天器参数和测站参数等信息。文中介绍了该系统的软件结构、数学模型和功能设计,并给出了具体的仿真应用。     

月球着陆环境模拟试验装置的研制

伽马关机敏感器是保证月球着陆器稳定着陆的重要设备,在发射前,须在模拟环境中进行准确的标定测试。月球着陆环境模拟试验装置则是为伽马关机敏感器的准确标定提供试验环境的重要装置。月球着陆环境模拟试验装置由真空容器、真空获得系统、三维着陆模拟系统、模拟月壤环境、场景监视系统以及测控系统组成。该试验装置不仅可以用于伽马关机敏感器的标定试验,而且能够用于月球着陆器的着陆模拟试验。     

宇航矢量伺服控制器在SiP中的设计与实现

磁场导向控制FOC（field-oriented control）矢量控制算法在伺服驱动控制系统中一般由CPU或DSP实现，难以满足航天应用中实时性较高场景下的需求。为提高宇航电机系统控制的实时性与可靠性，从FOC矢量控制算法的硬件加速角度出发，详细介绍了伺服控制器的设计，给出了一种全数字、高性能的伺服控制器硬件加速设计方案，并在具有可编程逻辑功能的宇航级SiP6117S芯片上进行了验证。仿真实验表明，相比于前人的设计，通过调整观测数据的量化精度来降低硬件加速过程中的处理延时，能有效改善多级流水延迟并在一定程度上提升算法的实时性。