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- 内容简介
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通过仿真手段构建逼真的虚拟空战环境是研究空战战术战法、武器作战效能评估，以及开展空战虚拟训练的基础。本书以空中作战环境顶层设计和主要关键技术设计为主线，对空战作战环境仿真中涉及的信息环境、气象环境、电磁环境、地理自然环境进行了较全面的论述，并对在构建空战虚拟作战环境过程中涉及的相关技术进行了研究和探讨，给出了相应的解决方法。本书的编写以空战中的军事问题为牵引，探讨影响空中作战效能的作战环境，仿真作战
环境的相关技术问题，并给出工程上的解决方案，注重军事、技术与工程实践相结合，具有较强的军事背景，技术性和实用性突出，对从事空战仿真系统设计、研制、开发的技术人员，以及从事虚拟军事训练的教研人员有重要的参考价值，同时也可作为高等院校相关专业研究生教材和参考书。
目录
本书编委会0
前言0
第1章 绪论1
1.1 引言1
1.2 战场环境演变2
1.3 虚拟现实技术3
1.3.1 虚拟现实技术的内涵与特征3
1.3.2 虚拟现实系统的基本特征与构成4
1.3.3 增强现实5
1.3.4 分布式虚拟现实6
1.3.5 虚拟显示的发展展望6
1.4 视景环境仿真技术7
1.4.1 视景显示技术7
1.4.2 视景实时生成技术8
1.4.3 虚拟自然环境建模10
1.5 气象环境仿真11
1.6 音响语音环境仿真12
1.7 信息作战环境仿真14
1.8 电磁环境仿真14
1.9 频谱环境仿真15
第2章 战术仿真系统总体设计17
2.1 引言17
2.2 战术仿真军事需求分析17
2.2.1 战术研究训练内容及任务17
2.2.2 战术仿真系统的任务与功能需求18
2.2.3 战术级仿真系统顶层设计的主要技术要求20
2.3 系统总体构建24
2.3.1 系统总体结构构建24
2.3.2 系统硬件结构构建26
2.3.3 系统软件结构构建28
2.4 军机仿真系统技术32
2.4.1 全任务型33
2.4.2 任务型34
2.4.3 对手型或武器使用训练器34
2.5 空战战术仿真评估系统34
2.5.1 空战战术仿真评估需求34
2.5.2 空战战术仿真评估系统构成35
2.6 自然环境仿真系统的综合评估37
2.6.1 自然环境仿真的一些问题37
2.6.2 自然环境仿真的指标式体系38
2.6.3 自然环境仿真的评估方法38
2.7 解算能力估算39
第3章 信息环境仿真技术41
3.1 引言41
3.2 空中作战信息与融合42
3.2.1 空中作战对信息融合的需求42
3.2.2 信息融合技术45
3.3 指挥信息仿真62
3.3.1 指挥控制仿真62
3.3.2 人机界面构成68
3.3.3 作战态势显示69
3.3.4 人机干预71
3.4 语音信息仿真73
3.4.1 问题的提出73
3.4.2 语音识别技术的基础74
3.4.3 语音指挥系统的仿真设计75
3.5 数据链信息78
3.5.1 数据链简介79
3.5.2 数据链的发展与应用80
3.5.3 数据链系统结构84
3.5.4 数据链主要功能与作用87
3.5.5 数据链指挥模式与仿真89
3.6 多分辨率技术94
3.6.1 多分辨率建模的相关概念95
3.6.2 多分辨率建模的方法98
3.6.3 多分辨率建模的一致性问题103
第4章 电磁环境仿真108
4.1 引言108
4.2 现实世界的电磁环境108
4.2.1 自然干扰源形成的电磁环境109
4.2.2 人为干扰源形成的电磁环境110
4.2.3 电子战设备举例111
4.3 电磁环境仿真的系统构建113
4.3.1 军机电磁设备的相互关系113
4.3.2 战场的信号环境114
4.3.3 电子对抗系统建模116
4.4 雷达仿真建模117
4.4.1 视距判断模块118
4.4.2 目标回波功率计算模块118
4.4.3 接收机噪声计算模块118
4.4.4 是否发现目标判断模块119
4.4.5 确认发现目标模块119
4.4.6 雷达天线功能仿真模型119
4.5 雷达全向告警器模型120
4.6 有源干扰吊舱模型121
4.6.1 干扰有效条件模型121
4.6.2 各种体制威胁雷达的干扰效果模型124
4.6.3 各种干扰样式的应用模型125
4.7 箔条投放器模型127
4.7.1 干扰有效条件模型127
4.7.2 箔条的运动方程131
4.8 红外投放器模型131
4.8.1 干扰有效条件模型131
4.8.2 红外弹相对于导弹跟踪区条件132
4.8.3 运动模型132
4.9 电磁频谱站仿真133
4.9.1 电磁频谱资源及电磁频谱装备133
4.9.2 电磁频谱管理135
4.9.3 电磁频谱战运用139
4.9.4 电磁频谱战未来发展140
第5章 视景综合效果分析141
5.1 引言141
5.2 影响视景效果的几项重要指标141
5.2.1 视场141
5.2.2 分辨率142
5.2.3 亮度143
5.2.4 图像对比度143
5.2.5 彩色、浓淡、能见度和大气效应144
5.2.6 刷新率与更新率145
5.2.7 景象纵深感146
5.2.8 目标三维立体性146
5.2.9 环境的沉浸性146
5.2.10 人眼生理疲劳感觉146
5.3 视景仿真指标之间的矛盾分析147
5.3.1 视场角与分辨率的矛盾147
5.3.2 视角与景深感的矛盾分析147
5.3.3 亮度、对比度与生理疲劳的矛盾分析148
5.4 视景与全系统逼真度的关系分析150
5.4.1 逼真度的概念150
5.4.2 训练科目及分系统的加权分析计算151
5.4.3 定量法评估154
5.4.4 定性法评估157
5.4.5 综合评估158
5.5 视景显示和动感系统的设计分析158
5.5.1 视场和运动系统对全系统影响系数159
5.5.2 主要显示方式的逼真度分析159
5.5.3 主要动感方式的逼真度分析160
5.5.4 视景和运动系统几种组合方案的逼真度计算161
5.5.5 视景和运动系统选择参考流程162
5.6 自然环境仿真系统的综合评估163
5.6.1 自然环境仿真的一些问题163
5.6.2 自然环境仿真的指标式体系164
5.6.3 自然环境仿真的评估方法164
第6章 视景显示技术166
6.1 引言166
6.2 视景显示设备166
6.2.1 视景显示设备167
6.2.2 投影大屏幕显示技术168
6.2.3 投影屏幕技术171
6.3 多通道融合技术175
6.4 实像显示技术177
6.5 虚像显示技术179
6.5.1 虚像显示基本原理179
6.5.2 分光镜式无限远光学显示系统180
6.5.3 离轴球面全反射无限远光学显示系统182
6.5.4 离轴高次非球面全反射式无限远光学显示系统187
6.5.5 几种虚像显示特性归纳189
6.6 立体显示技术189
6.6.1 立体感觉形成的机理189
6.6.2 立体显示的设计原理190
6.6.3 头盔显示191
6.6.4 屏幕立体显示192
6.6.5 空间立体视景系统的主要技术难点及解决方法193
6.7 各种显示方案性能比较195
第7章 视景生成数学模型197
7.1 引言197
7.2 视景生成基本数学模型197
7.2.1 视景坐标系与显示流程197
7.2.2 图形变换199
7.2.3 投影变换200
7.2.4 裁剪203
7.2.5 窗口到视口的变换203
7.3 多通道立体解算的数学模型204
7.3.1 立体显示的数学模型204
7.3.2 头位跟踪及眼点计算207
7.3.3 多通道立体显示的数学模型208
7.4 图形相交关系的计算210
7.4.1 点与各几何元素的求交运算211
7.4.2 直线与几何元素的求交运算213
7.5 物体表面定向理论与定向法214
7.6 粒子系统原理215
7.6.1 粒子系统的基本思想216
7.6.2 粒子系统的特点217
7.6.3 粒子系统实现步骤217
7.6.4 粒子系统的数学描述217
7.7 战场环境主要特殊效果的粒子系统模型219
7.7.1 爆炸效果的粒子模型219
7.7.2 火焰效果的粒子模型220
7.7.3 烟雾效果的粒子模型221
第8章 气象环境建模与仿真224
8.1 引言224
8.2 气象对作战的影响225
8.2.1 大气层内气象要素变化对作战的影响225
8.2.2 空间天气对作战的影响226
8.3 气象环境仿真模型228
8.3.1 气象环境数据模型228
8.3.2 气象环境数据库230
8.4 气象环境对作战飞机的影响233
8.4.1 气象环境对操纵性能的影响234
8.4.2 气象环境对态势感知能力的影响234
8.4.3 气象环境对武器系统的影响238
8.5 典型气象效果仿真模型238
8.5.1 云彩效果的粒子模型239
8.5.2 雪效果的粒子模型242
8.5.3 雨效果的粒子模型244
8.5.4 实现过程分析245
8.5.5 闪电仿真245
第9章 三维自然环境的仿真247
9.1 引言247
9.2 自然环境的总体布局247
9.2.1 地理环境248
9.2.2 人文地理环境249
9.2.3 特殊效果环境250
9.2.4 战术目标模型251
9.3 数据的选取与预处理252
9.3.1 地形数据253
9.3.2 纹理数据254
9.4 纹理数据的优化264
9.4.1 图案分类264
9.4.2 图案优化264
9.4.3 大地共性纹理提取组合266
9.5 自然环境数据库的生成268
9.6 大地形的优化271
9.6.1 大地形分级优化272
9.6.2 大地形的等级分级275
9.7 自然环境数据库建模构造过程282
参考文献284
