飞行航迹再现与三维回放研究

为了便于飞行事后分析,根据民用客机机载数据,本文采用了轨迹积分法重现飞行轨迹并用经纬度转换法进行校正,首次利用几何高度表示飞行轨迹中的高度。为实现在三维场景中进行飞行动态回放研究,设计了三维飞行回放程序,重点设计了飞行轨迹以及姿态的变化在三维场景中的展示。通过程序演示表明:该方法能正确流畅地对飞行进行事后回放演练,有利于观察分析,可用于飞行事后调查与研究。     

一种离散运动状态的载机姿态估计方法

机载预警雷达观测目标时受到载机姿态的影响,在仿真条件下估计载机姿态是一个难点。基于载机离散状态矢量,通过分析载机的运动与受力关系,建立用运动状态描述的载机姿态模型,提出一种实时性强,易于实现的载机姿态估计的方法。仿真和实测数据处理结果表明该方法既能有效用于仿真研究,在已知载机精确运动状态条件下也可以用来估计载机姿态。     

基于性能的导航飞行程序自动化管理仿真研究

民航飞机按照性能的导航(Performance Based Navigation,PBN)飞行程序自动飞行,能够极大地提高飞行的自动化程度。但是利用模拟机来验证PBN飞行程序周期长,成本高。虽然利用计算机仿真系统来验证PBN飞行程序效率高,但难点在于飞行程序的读入、飞行程序三维构建以及飞机模型建模。为此提出了实时仿真验证系统的实现框架,以飞行动力学以及运动学为基础,实现了导航系统的建模,对飞行程序数据利用XML格式进行转换并读取,然后对飞行程序利用三维形式进行展示,同时利用Geometry Clipmap和Clipmap结构来实现地形的构建和渲染。仿真结果表明,系统能够实现对PBN飞行程序的读取、解析、三维航路构建以及实时飞行验证。PBN飞行程序仿真验证系统的实现,确保了飞行程序设计的完整性、有效性和可用性,降低了模拟机飞行验证的成本。     

基于数字孪生的火箭测试与发射过程健康管理技术研究

为了解决运载火箭对地面测试与发射过程中对数据综合分析能力,飞行过程的故障诊断和预测能力,以及故障处理措施的快速决策等能力的迫切需求,提出一种基于数字孪生技术的火箭测试与发射过程健康管理系统设计方案;该方案通过建立运载火箭测试与发射阶段数字孪生模型,实现对火箭测试和发射过程的天地镜像仿真,依托数字孪生模型,对运载火箭健康管理功能进行了设计和优化;利用真实火箭和数字孪生火箭的信息交互,可有效实现火箭测试过程数据分析、飞行过程协同诊断,以及故障处理决策支持等功能;该系统提高了火箭发射的可靠性,为火箭可靠飞行提供了技术保障;同时,该技术在运载火箭健康管理上的应用也面临一些关键技术还需要进一步突破和发展.     

基于航天飞行器仿真的三维动态演示系统

介绍基于航天飞行器仿真的三维动态演示系统的开发背景、意义以及系统的具体实现方法。介绍了开发所需要的建模软件MultiGen Creator和仿真软件Vega。并使用MultiGen CreaA0r建立了三维模型(火箭、航天飞行器以及发射场、着陆场和地球)；使用Vega创建了仿真的环境(包括载入三维模型、云层、雾和火焰等特殊效果)：最后在Windows2000下，采用Visual C 6．0平台，根据实际的导航模型产生的位置和姿态数据驱动航天飞行器模型，实时更新飞行场景，仿真飞行的整个过程，实现全过程的3D图形化显示。     

运载火箭飞行力学环境虚拟试验及可视化系统设计与实现

运载火箭的飞行力学环境随着飞行过程不断发生变化,而当前无论是基于实物试验还是基于数值分析,火箭的飞行力学环境分析大多针对特定飞行状态和工况而无法给出动态变化信息,因此开展了飞行力学环境虚拟试验及可视化技术研究。基于特征代理模型采用Fortran语言设计了场数据快速预测算法,在采样数值仿真的基础上实现了火箭在大气飞行过程中的动态气动力与气动热环境虚拟试验;采用C++开发了实时分站载荷算法,实现了火箭飞行期间的载荷环境虚拟试验。开发了与运载火箭飞行仿真配合的总线通信接口,并基于EnSight开发了分布式动态可视化系统,通过共享内存的进程间通信方式实现了飞行力学环境的动态显示。结果表明,该系统可以给出火箭飞行力学环境的全局和关注点信息的动态变化,为飞行力学环境精细化分析和直观可视化研究提供了手段。     

基于ADAMS和MATLAB的空投火箭联合仿真研究

为了有效模拟空中发射运载火箭过程和提高其安全性,搭建了空投火箭的虚拟仿真系统。首先在Solidworks中建立运载火箭、载机以及阻力伞的实体模型;然后将其导入动力学仿真软件ADAMS中,并对其进行动力学以及运动学仿真;最后通过MATLAB与ADAMS的接口模块ADAMS/Control,利用MATLAB/Simulink模块搭建火箭的气动数据计算系统以及联合仿真的控制系统,实现基于MATLAB和ADAMS的空投火箭联合仿真。仿真结果验证了该方法建模的正确性和可行性。     

基于粒子系统的火箭飞行特效仿真的研究

基于粒子系统的特效仿真是运载火箭飞行可视化仿真中的重要环节.本文针对运载火箭飞行仿真中喷射火焰实时仿真难于实现的问题,对基于粒子系统的火箭喷射火焰动态模拟进行了研究.通过对火箭喷射火焰细节、特点的分析,建立了粒子系统的数据结构.详细介绍了算法的具体细节和关键技术,其中包括粒子的初始化和粒子发射器的初始化、粒子系统的更新.最后利用Billboard技术、OpenGL纹理映射等计算机技术实现了具有较强真实感的火箭飞行喷射火焰的实时仿真.     

基于MATLAB轨迹规划的模型建立与数值仿真

依据多体系统理论及运动建模方法建立了机载成像设备地面仿真系统模拟载机运动的数学模型。依据牛顿迭代法和广义伪逆求解法，利用MATLAB编制了该仿真系统的轨迹规划程序。针对于载机的其中一种飞行状态，进行了轨迹规划的数值仿真，从而说明所设计的轨迹规划器的实用性和有效性。     

探空火箭任务可视化设计

研究探空火箭可视化问题,为帮助科研人员理解探空火箭任务中获取的抽象数据,直观地了解火箭的飞行状况,将探空火箭任务进行可视化具有重要意义.根据虚拟现实和可视化技术,使用3DSMAX创建火箭模型,可视化表达三维地球、弹道数据和姿态数据,解决因Direct3D世界坐标系为左手坐标系而带来的坐标转换难题,实现了探空火箭任务的可视化仿真.仿真结果表明,该设计在回放火箭发射场景和分析探空火箭任务方面具有较高的可靠性和准确性.