基于OSG的运载器与航天器飞行仿真系统研究
发布时间：2021-05-07 13:47
在深空探索和航天新技术研发中,利用仿真技术对运载器和航天器运行过程和飞行状况实时再现,可以为航天科技的研究提供直观有效的分析方法。本文利用OSG（OpenSceneGraph）建立了高清数字地球、日、月、星空等系统基础背景,在实现时空统一的前提下,设计了一套集运载器发射分离、航天器在轨飞行、航天器高低轨变化于一体的运载器与航天器飞行仿真系统。论文主要工作如下:1.构建高清数字地球,实现时空统一。地理信息系统是高清数字地球的核心,首先通过对海量影像和高程数据的管理调度来构建地理信息系统。然后利用影像分块和地形分割技术划分数据,并采用高斯金字塔算法建立金字塔模型管理海量地理数据,提高数据处理效率和地球渲染效率。最后结合地球基础模型完成对地球的高分辨率模拟,并将高清数字地球、星空背景与时间关联起来,保证时空统一。2.建立物理模型模拟运载器尾焰。根据运载器尾焰的特征建立尾焰物理模型,构建N-S方程并利用有限差分法求解。同时将物理模型与粒子系统结合实现尾焰的动态模拟,提高场景的逼真效果和沉浸感。3.设计并实现运载器与航天器飞行仿真系统。根据仿真系统的总体设计方案对系统进行模块化设计,实现利用时间...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文主要研究内容
1.4 本文的结构安排
2 运载器与航天器飞行仿真系统总体方案设计
2.1 系统功能分析
2.1.1 运载器与航天器飞行仿真系统工作原理
2.1.2 系统功能分析与模块划分
2.2 系统开发环境
2.3 本章小结
3 可视化模型与高清数字地球建模
3.1 可视化模型的构建
3.2 数字地球球体模型的建立
3.3 基于金字塔算法的高清数字地球的构建
3.3.1 影像分块
3.3.2 LOD技术
3.3.3 地形分割和存储
3.3.4 重采样方法
3.3.5 金字塔算法
3.3.6 基于高斯金字塔的地理信息系统构建
3.4 时空统一
3.5 本章小结
4 基于粒子系统和物理模型的运载器尾焰模拟
4.1 OSG粒子系统
4.1.1 粒子系统基本原理
4.1.2 粒子系统基本模型
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方程的构建
4.2.3 N-S方程的求解
4.3 运载器尾焰的实现
4.4 本章小结
5 运载器与航天器飞行仿真系统的实现
5.1 系统界面设计
5.2 仿真系统的实现
5.2.1 时间驱动运载器发射
5.2.2 基于路径动画的航天器在轨飞行
5.2.3 星下点的绘制
5.2.4 航天器高低轨变化
5.3 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]运载火箭发射场测试操作质量控制方法[J]. 季明刚,宋雄杰,刘己平. 航天工业管理. 2018(01)
[2]基于四叉树算法优化检索效率的三维建模技术[J]. 卢鹏飞,黄轲,龙奎,魏文刚,潘声勇,杨其菠,江君. 地质灾害与环境保护. 2017(02)
[3]海量遥感影像分块逆映射快速坐标转换[J]. 范铀,伍超云,王琨,范冲. 测绘通报. 2017(04)
[4]osgEarth在三维GIS开发中的研究与应用[J]. 韩哲,刘玉明,管文艳,王雷. 现代防御技术. 2017(02)
[5]钱学森问我们:你们准备怎么做 我国第一枚运载火箭长征一号研制纪实[J]. 陈寿椿. 国资报告. 2017(04)
[6]中标麒麟环境下基于Qt的神通数据库编程浅析[J]. 姜家文,许荣胜,胡振宇. 软件工程. 2017(03)
[7]采用拉格朗日法与欧拉法模拟旋风筒内气固两相流的对比研究[J]. 毛娅,陈家乐,陈作炳,刘宁,吕银雷. 硅酸盐通报. 2017(02)
[8]基于拉普拉斯金字塔的图像融合算法研究[J]. 余美晨,孙玉秋,王超. 长江大学学报(自科版). 2016(34)
[9]基于四叉树包围球和屏幕误差的LOD算法[J]. 王倩,高保禄,高锐军,阴桂梅. 微电子学与计算机. 2016(05)
[10]基于HLA的载人航天器飞行任务仿真平台研究与实现[J]. 石小林,栾文博. 航天器环境工程. 2016(01)
博士论文
[1]影像金字塔的生成、压缩与存储模型研究[D]. 张云舟.太原理工大学 2016
[2]半隐式半拉格朗日非静力数值天气预报谱模式动力框架若干关键技术研究[D]. 杨锦辉.国防科学技术大学 2015
硕士论文
[1]车牌识别算法及其在QT平台上的实现[D]. 张庆.北方工业大学 2017
[2]月球探测三维可视化仿真系统的设计与实现[D]. 徐校君.浙江大学 2017
[3]分布式虚拟现实交互仿真系统研究[D]. 谢敬伟.浙江大学 2017
[4]基于重采样的交互式图像编辑技术研究[D]. 卢子彬.华南农业大学 2016
[5]基于小波变换和重采样的医学图像配准方法研究[D]. 蔺成新.东北石油大学 2016
[6]基于HDFS的影像数据金字塔构建及存储技术研究[D]. 林峰.东北林业大学 2016
[7]面向多视点加深度编码的视频重采样方法研究[D]. 柯小林.杭州电子科技大学 2016
[8]基于OSG的航天任务三维仿真系统研究与实现[D]. 赵小丹.重庆大学 2015
[9]流体仿真在火灾场景模拟中的研究与实现[D]. 宋高.电子科技大学 2015
[10]VR技术在船舶舱室火灾处理中的应用研究[D]. 苌占星.大连海事大学 2015
本文编号：3173500
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文主要研究内容
1.4 本文的结构安排
2 运载器与航天器飞行仿真系统总体方案设计
2.1 系统功能分析
2.1.1 运载器与航天器飞行仿真系统工作原理
2.1.2 系统功能分析与模块划分
2.2 系统开发环境
2.3 本章小结
3 可视化模型与高清数字地球建模
3.1 可视化模型的构建
3.2 数字地球球体模型的建立
3.3 基于金字塔算法的高清数字地球的构建
3.3.1 影像分块
3.3.2 LOD技术
3.3.3 地形分割和存储
3.3.4 重采样方法
3.3.5 金字塔算法
3.3.6 基于高斯金字塔的地理信息系统构建
3.4 时空统一
3.5 本章小结
4 基于粒子系统和物理模型的运载器尾焰模拟
4.1 OSG粒子系统
4.1.1 粒子系统基本原理
4.1.2 粒子系统基本模型
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方程的构建
4.2.3 N-S方程的求解
4.3 运载器尾焰的实现
4.4 本章小结
5 运载器与航天器飞行仿真系统的实现
5.1 系统界面设计
5.2 仿真系统的实现
5.2.1 时间驱动运载器发射
5.2.2 基于路径动画的航天器在轨飞行
5.2.3 星下点的绘制
5.2.4 航天器高低轨变化
5.3 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]运载火箭发射场测试操作质量控制方法[J]. 季明刚,宋雄杰,刘己平. 航天工业管理. 2018(01)
[2]基于四叉树算法优化检索效率的三维建模技术[J]. 卢鹏飞,黄轲,龙奎,魏文刚,潘声勇,杨其菠,江君. 地质灾害与环境保护. 2017(02)
[3]海量遥感影像分块逆映射快速坐标转换[J]. 范铀,伍超云,王琨,范冲. 测绘通报. 2017(04)
[4]osgEarth在三维GIS开发中的研究与应用[J]. 韩哲,刘玉明,管文艳,王雷. 现代防御技术. 2017(02)
[5]钱学森问我们:你们准备怎么做 我国第一枚运载火箭长征一号研制纪实[J]. 陈寿椿. 国资报告. 2017(04)
[6]中标麒麟环境下基于Qt的神通数据库编程浅析[J]. 姜家文,许荣胜,胡振宇. 软件工程. 2017(03)
[7]采用拉格朗日法与欧拉法模拟旋风筒内气固两相流的对比研究[J]. 毛娅,陈家乐,陈作炳,刘宁,吕银雷. 硅酸盐通报. 2017(02)
[8]基于拉普拉斯金字塔的图像融合算法研究[J]. 余美晨,孙玉秋,王超. 长江大学学报(自科版). 2016(34)
[9]基于四叉树包围球和屏幕误差的LOD算法[J]. 王倩,高保禄,高锐军,阴桂梅. 微电子学与计算机. 2016(05)
[10]基于HLA的载人航天器飞行任务仿真平台研究与实现[J]. 石小林,栾文博. 航天器环境工程. 2016(01)
博士论文
[1]影像金字塔的生成、压缩与存储模型研究[D]. 张云舟.太原理工大学 2016
[2]半隐式半拉格朗日非静力数值天气预报谱模式动力框架若干关键技术研究[D]. 杨锦辉.国防科学技术大学 2015
硕士论文
[1]车牌识别算法及其在QT平台上的实现[D]. 张庆.北方工业大学 2017
[2]月球探测三维可视化仿真系统的设计与实现[D]. 徐校君.浙江大学 2017
[3]分布式虚拟现实交互仿真系统研究[D]. 谢敬伟.浙江大学 2017
[4]基于重采样的交互式图像编辑技术研究[D]. 卢子彬.华南农业大学 2016
[5]基于小波变换和重采样的医学图像配准方法研究[D]. 蔺成新.东北石油大学 2016
[6]基于HDFS的影像数据金字塔构建及存储技术研究[D]. 林峰.东北林业大学 2016
[7]面向多视点加深度编码的视频重采样方法研究[D]. 柯小林.杭州电子科技大学 2016
[8]基于OSG的航天任务三维仿真系统研究与实现[D]. 赵小丹.重庆大学 2015
[9]流体仿真在火灾场景模拟中的研究与实现[D]. 宋高.电子科技大学 2015
[10]VR技术在船舶舱室火灾处理中的应用研究[D]. 苌占星.大连海事大学 2015
本文编号：3173500
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3173500.html
