(3)载机运动仿真模块:模拟生成载机运动的航迹。根据飞行器质心运动模型模拟生成载机的飞行航线,根据飞行器的姿态角变化模型模拟生成载机的姿态。
(4)雷达系统仿真模块:用计算机建模仿真雷达的功能状态。
(5)地形数据库模块:利用MultiGen Creat建模工具建立地物场景的三维模型,如河流、山脉、树林、城镇、铁路等,之后用MultiGen的TMM工具为三维模型加表面反射和纹理,最终生成地形纹理配置文件,在地形纹理配置文件中包括了所指定的地形纹理区域的大小和散射截面积。
(6)雷达图像生成模块:根据地形数据库的地景数据,利用Vega软件的RadarWorks模块生成雷达地物回波图像。Vega的Radarworks模块根据材质数据库、地形纹理配置文件及雷达系统参数、载机状态信息等实时的判断各个单元的有效反射面积并计算雷达反射强度,从而提供了基于真实地形的机载雷达的逼真的仿真图像。
(7)成绩管理模块:评估、管理学员模拟训练成绩。以上模块中,载机运动仿真模块和成绩管理模块由教控台计算机运行,教控台计算机和雷达仿真计算机都安装有网络通信模块,其余模块由雷达仿真计算机运行。
系统软件工作流程如下:载机运动仿真模块根据仿真模型和教员的指令生成载机飞行航线,模拟载机按设定的航线和高度进行飞行,实时地将载机运动参数通过网络传送给雷达仿真模块。同时传送给雷达仿真模块的数据还有由数据采集模块采集到的雷达开关、旋钮状态。雷达仿真模块根据雷达当前的开关、旋钮位置确定雷达的工作状态,如距离量程、扫描方式等。雷达仿真模块根据扫描方式确定天线转速,根据载机位置、飞行高度和雷达天线俯仰角度等参数计算雷达的波束擦地角,进而确定当前雷达的距离探测范围。雷达仿真模块将计算到的波束宽度、方位扫描范围、天线俯仰角、距离分辨率、扫描线扫描的增量、扫描速度和载机飞行参数传递给图像生成模块。图像生成模块利用Vega的Ra-darWorks模块,通过设置以上雷达参数并根据载机的当前位置调用地形数据库中的数据,生成仿真的雷达图像。最后由通信模块将雷达视频回波经雷达显示接口板传送给雷达显示器显示。
4 结 语
设计的训练系统采用半实物仿真,单片机控制、虚拟现实技术模拟轰炸瞄准雷达。半实物仿真由于采用真实雷达显示器和与实装雷达一致的操作面板,因此模拟效果比虚拟仿真更真实,尤其适合针对飞行人员的操作训练。通过虚拟现实技术可逼真地模拟飞行中的雷达回波图像,使得雷达画面更加真实。系统在检测练习者的各种操作时,能将雷达画面显示在教控台显示器上,可实时、全程监控训练过程,便于整体教学。