天空背景与卫星目标的动态仿真技术研究

发布时间：2017-09-01 19:16

  本文关键词：天空背景与卫星目标的动态仿真技术研究

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【摘要】：卫星与天空场景的实时动态仿真对于航空航天、军事国防等领域有着重要意义。论文采取数字图像处理技术,结合天文学、大气物理学与大气光学的知识,设计并实现了远场天空背景及卫星目标的动态模拟训练系统,系统能够输出不同天空背景和卫星目标的连续动态图像,模拟复杂环境下的场景,并投射至跟踪望远镜中,用于目标的发现、捕获、跟踪和干扰等方面训练。在卫星目标动态仿真方面:论文根据卫星的亮度与运动特征,对不同等级星生成方法、星运动轨道与运动速度进行研究。并根据目标跟踪瞄准的训练要求,提出了星亮度模型、星运动轨迹模型与星位置模型,实现了不同星等、不同轨迹的卫星仿真。在卫星目标与天空背景动态仿真方面:提出了常见天空背景的仿真方法,建立了相应的天空背景图片数据库供训练系统选择与调用。并在此基础上提出时间函数与矩形图片采集窗相结合的方法,对卫星目标与天空背景进行动态模拟。其次对卫星目标与天空背景进行真实感融合,提出了星亮度和背景特性模型,仿真复杂背景环境(包括薄、厚云遮挡,进入太阳强光等)下星亮度的变化情形,实验结果表明仿真获得的场景可以满足训练环境的多样性需求且具有较高的真实感。在星空场景模拟训练系统的设计方面:硬件部分设计了详细的系统硬件搭建方案,并创新性的实现了有信号源触发运行与场景多屏输出的功能;软件部分则基于VS2010开发平台,进行软件界面的规划与软件功能的设计,同时创新性的实现了加速绘图与参数自检功能,最终完成星空场景模拟训练系统的设计。
【关键词】：动态仿真 天空背景 卫星模型 真实感合成 图像处理
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V411.8;TP391.9
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 课题来源及研究意义9-10
• 1.2 航天仿真的发展概述和存在问题10-12
• 1.2.1 国内外研究和应用现状10-11
• 1.2.2 存在的问题11-12
• 1.3 本文的工作安排12-13
• 第二章 卫星目标的动态仿真13-25
• 2.1 引言13
• 2.2 卫星目标仿真的基本框架13-14
• 2.3 卫星亮度模型的建立14-16
• 2.3.1 卫星亮度的计算14
• 2.3.2 不同等级卫星生成方法14-16
• 2.4 卫星轨道模型的建立16-21
• 2.4.1 卫星轨道的计算16-18
• 2.4.2 卫星轨道模型的生成方法18-21
• 2.5 卫星位置模型的建立21-24
• 2.5.1 卫星速度的计算21-23
• 2.5.2 卫星位置模型的生成方法23-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第三章 卫星目标与天空背景的动态仿真25-50
• 3.1 引言25
• 3.2 天空背景的仿真25-39
• 3.2.1 白天无云背景仿真25-27
• 3.2.2 太阳强光区仿真27-31
• 3.2.3 有云背景仿真31-34
• 3.2.4 星空背景仿真34-39
• 3.3 卫星目标的动态特性仿真39-42
• 3.4 卫星目标与天空背景的合成方法42-49
• 3.4.1 卫星目标亮度的计算42-45
• 3.4.2 卫星目标在天空背景下的真实感处理45-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第四章 星空场景模拟训练系统的设计50-60
• 4.1 引言50
• 4.2 硬件环境的搭建50-52
• 4.3 软件开发环境的搭建52-53
• 4.4 软件界面设计及输入参数说明53-56
• 4.4.1 软件界面设计53-54
• 4.4.2 参数设置及输入方式说明54-56
• 4.5 软件功能的编程实现56-59
• 4.5.1 场景绘图模块设计56
• 4.5.2 触发运行模块设计56-58
• 4.5.3 参数自检模块设计58
• 4.5.4 多屏显示模块设计58-59
• 4.6 本章小结59-60
• 第五章 总结与展望60-62
• 5.1 工作总结60-61
• 5.2 今后工作展望61-62
• 参考文献62-67
• 攻读硕士学位期间所发表的论文67-68
• 致谢68-69

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 吴峰;沈为民;周建康;陈新华;;星敏感器光学系统星场成像仿真的设计和实现[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

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本文编号：773915