發(fā)布時間：2021-05-07 13:47

　　在深空探索和航天新技術(shù)研發(fā)中,利用仿真技術(shù)對運載器和航天器運行過程和飛行狀況實時再現(xiàn),可以為航天科技的研究提供直觀有效的分析方法。本文利用OSG（OpenSceneGraph）建立了高清數(shù)字地球、日、月、星空等系統(tǒng)基礎(chǔ)背景,在實現(xiàn)時空統(tǒng)一的前提下,設(shè)計了一套集運載器發(fā)射分離、航天器在軌飛行、航天器高低軌變化于一體的運載器與航天器飛行仿真系統(tǒng)。論文主要工作如下:1.構(gòu)建高清數(shù)字地球,實現(xiàn)時空統(tǒng)一。地理信息系統(tǒng)是高清數(shù)字地球的核心,首先通過對海量影像和高程數(shù)據(jù)的管理調(diào)度來構(gòu)建地理信息系統(tǒng)。然后利用影像分塊和地形分割技術(shù)劃分數(shù)據(jù),并采用高斯金字塔算法建立金字塔模型管理海量地理數(shù)據(jù),提高數(shù)據(jù)處理效率和地球渲染效率。最后結(jié)合地球基礎(chǔ)模型完成對地球的高分辨率模擬,并將高清數(shù)字地球、星空背景與時間關(guān)聯(lián)起來,保證時空統(tǒng)一。2.建立物理模型模擬運載器尾焰。根據(jù)運載器尾焰的特征建立尾焰物理模型,構(gòu)建N-S方程并利用有限差分法求解。同時將物理模型與粒子系統(tǒng)結(jié)合實現(xiàn)尾焰的動態(tài)模擬,提高場景的逼真效果和沉浸感。3.設(shè)計并實現(xiàn)運載器與航天器飛行仿真系統(tǒng)。根據(jù)仿真系統(tǒng)的總體設(shè)計方案對系統(tǒng)進行模塊化設(shè)計,實現(xiàn)利用時間... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
    1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排
2 運載器與航天器飛行仿真系統(tǒng)總體方案設(shè)計
    2.1 系統(tǒng)功能分析
        2.1.1 運載器與航天器飛行仿真系統(tǒng)工作原理
        2.1.2 系統(tǒng)功能分析與模塊劃分
    2.2 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境
    2.3 本章小結(jié)
3 可視化模型與高清數(shù)字地球建模
    3.1 可視化模型的構(gòu)建
    3.2 數(shù)字地球球體模型的建立
    3.3 基于金字塔算法的高清數(shù)字地球的構(gòu)建
        3.3.1 影像分塊
        3.3.2 LOD技術(shù)
        3.3.3 地形分割和存儲
        3.3.4 重采樣方法
        3.3.5 金字塔算法
        3.3.6 基于高斯金字塔的地理信息系統(tǒng)構(gòu)建
    3.4 時空統(tǒng)一
    3.5 本章小結(jié)
4 基于粒子系統(tǒng)和物理模型的運載器尾焰模擬
    4.1 OSG粒子系統(tǒng)
        4.1.1 粒子系統(tǒng)基本原理
        4.1.2 粒子系統(tǒng)基本模型
    4.2 基于N-S方程的尾焰物理模型的建立
        4.2.1 建立尾焰模型的方法
        4.2.2 N-S方程的構(gòu)建
        4.2.3 N-S方程的求解
    4.3 運載器尾焰的實現(xiàn)
    4.4 本章小結(jié)
5 運載器與航天器飛行仿真系統(tǒng)的實現(xiàn)
    5.1 系統(tǒng)界面設(shè)計
    5.2 仿真系統(tǒng)的實現(xiàn)
        5.2.1 時間驅(qū)動運載器發(fā)射
        5.2.2 基于路徑動畫的航天器在軌飛行
        5.2.3 星下點的繪制
        5.2.4 航天器高低軌變化
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間所取得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]海量遙感影像分塊逆映射快速坐標轉(zhuǎn)換[J]. 范鈾,伍超云,王琨,范沖.  測繪通報. 2017(04)
[4]osgEarth在三維GIS開發(fā)中的研究與應(yīng)用[J]. 韓哲,劉玉明,管文艷,王雷.  現(xiàn)代防御技術(shù). 2017(02)
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[6]中標麒麟環(huán)境下基于Qt的神通數(shù)據(jù)庫編程淺析[J]. 姜家文,許榮勝,胡振宇.  軟件工程. 2017(03)
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[10]基于HLA的載人航天器飛行任務(wù)仿真平臺研究與實現(xiàn)[J]. 石小林,欒文博.  航天器環(huán)境工程. 2016(01)

博士論文
[1]影像金字塔的生成、壓縮與存儲模型研究[D]. 張云舟.太原理工大學 2016
[2]半隱式半拉格朗日非靜力數(shù)值天氣預報譜模式動力框架若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊錦輝.國防科學技術(shù)大學 2015

碩士論文
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[2]月球探測三維可視化仿真系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 徐校君.浙江大學 2017
[3]分布式虛擬現(xiàn)實交互仿真系統(tǒng)研究[D]. 謝敬偉.浙江大學 2017
[4]基于重采樣的交互式圖像編輯技術(shù)研究[D]. 盧子彬.華南農(nóng)業(yè)大學 2016
[5]基于小波變換和重采樣的醫(yī)學圖像配準方法研究[D]. 藺成新.東北石油大學 2016
[6]基于HDFS的影像數(shù)據(jù)金字塔構(gòu)建及存儲技術(shù)研究[D]. 林峰.東北林業(yè)大學 2016
[7]面向多視點加深度編碼的視頻重采樣方法研究[D]. 柯小林.杭州電子科技大學 2016
[8]基于OSG的航天任務(wù)三維仿真系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 趙小丹.重慶大學 2015
[9]流體仿真在火災(zāi)場景模擬中的研究與實現(xiàn)[D]. 宋高.電子科技大學 2015
[10]VR技術(shù)在船舶艙室火災(zāi)處理中的應(yīng)用研究[D]. 萇占星.大連海事大學 2015



本文編號：3173500