空间环境虚拟试验平台构建简介，目录书摘

本书全面、详细地介绍了空间环境虚拟试验验证平台构建的关键技术。内容包括综合自然环境数据库构建、航空空间虚拟大气环境构建、临近空间虚拟大气环境构建、空间辐射虚拟环境构建、虚拟场景显示软件开发以及以联合试验平台为核心的虚拟试验验证平台构建等。本书根据作者多年的研发经验，给出了实际研发的过程和工程实例，重点解决应用设计中的关键技术问题，并解析了虚拟试验验证平台设计中遇到的难点和解决方法。

本书结主要介绍虚拟试验的基础知识、空间环境虚拟试验平台构建的关键技术。全书共分7章，包括虚拟试验的概念、航空空间虚拟大气环境资源构建方法、临近空间虚拟大气环境环境构建方法、空间辐射环境资源构建方法，综合环境数据表示与交换规范、虚拟场景显示软件开发与虚拟试验系统支撑软件平台构建等关键技术。

许永辉，2000年获得哈尔滨工业大学自动化测试与控制专业学士学位，2002年获得哈尔滨工业大学仪器科学与技术学科硕士学位，2008年获得北京理工大学信号与信息处理专业博士学位。现为哈尔滨工业大学自动化测试与控制系讲师，主要研究方向为自动测试、仿真与实验技术。发表论文十余篇，出版教材一本。

第1章  绪论 1
1．1  虚拟试验技术概述 1
1．2  虚拟试验的基础和支撑框架 2
1．2．1  试验与训练使能框架TENA 2
1．2．2  联合试验支撑框架H-JTP 3
1．3  虚拟试验空间环境资源 4
1．3．1  大气环境建模与仿真 5
1．3．2  临近空间的大气环境建模 6
1．3．3  辐射空间环境建模 7
1．3．4  环境数据的表示与交互 8
1．4  虚拟试验场景显示 9
1．4．1  二维场景显示软件 9
1．4．2  三维场景显示软件 10
1．5  虚拟试验验证平台 11
1．6  本书主要内容 13
第2章  综合自然环境数据库构建 14
2．1  综合环境数据表示与交互规范 14
2．1．1  数据表示模型DRM 16
2．1．2  空间参考模型SRM 16
2．1．3  空间参考模型SRM 17
2．1．4  SEDRIS传输格式STF 18
2．1．5  编程接口API 18
2．1．6  SEDRIS的运作方式 18
2．2  基于SEDRIS的大气数据表示 19
2．2．1  基于DRM形成大气环境数据表示标准 19
2．2．2  基于SRM提供大气环境数据空间坐标系信息 21
2．2．3  基于EDCS规范大气环境对象属性 21
2．3  基于SEDRIS的综合自然环境的交互 22
2．4  本章小结 24
第3章  航空空间虚拟大气环境构建 25
3．1  虚拟大气环境构建的整体思路 25
3．2  大气数值模式 26
3．3  MM5模式理论介绍 27
3．4  MM5模式及相关辅助软件安装及编译运行过程 29
3．4．1  PC安装基本条件 29
3．4．2  辅助软件 29
3．4．3  多核运算软件 29
3．4．4  可视化软件 29
3．4．5  MM5模式运行 30
3．4．6  MM5模式的自动化运行 32
3．5  虚拟大气环境资源生成软件 32
3．5．1  大气环境数据高度计算流程 33
3．5．2  需求分析 34
3．5．3  静态模型 35
3．5．4  动态模型 35
3．6  虚拟大气环境资源生成软件测试 36
3．6．1  MM5模式运行结果 37
3．6．2  软件测试结果 39
3．7  本章小结 42
第4章  临近空间虚拟大气环境构建 43
4．1  临近空间虚拟大气环境资源构建方法研究 43
4．1．1  临近空间虚拟大气环境资源构建方案 43
4．1．2  SABER探测数据分析 43
4．1．3  临近空间大气环境数据预处理 46
4．1．4  临近空间风场建模及数据插值算法 48
4．2  NRLMSISE-00大气模型研究 50
4．3  临近空间虚拟大气环境资源构建总体方案 51
4．3．1  虚拟大气环境资源构建总体需求 51
4．3．2  临近空间虚拟大气环境资源构建软件 53
4．4  临近空间虚拟大气环境资源构建软件测试 55
4．5  本章小结 57
第5章  空间辐射虚拟环境构建 58
5．1  空间辐射环境构建方法研究 58
5．1．1  空间粒子辐射环境分析 58
5．1．3  空间辐射建模分析与实现 65
5．1．4  空间辐射环境模型可信度评价 78
5．2  空间辐射虚拟环境生成软件设计与实现 81
5．2．1  设计方案 81
5．2．2  需求分析 81
5．2．3  静态模型设计 83
5．2．4  动态模型设计 86
5．2．5  界面设计 88
5．3  空间辐射虚拟环境生成软件测试 88
5．3．1  空间辐射环境生成软件功能测试 88
5．3．2  空间辐射环境生成软件性能测试 91
5．4  本章小结 93
第6章  虚拟自然环境集成 94
6．1  概述 94
6．2  虚拟自然环境想定空间构建方法研究 95
6．3  背景环境数据生成方法研究 97
6．3．1  工程模型生成方法研究 100
6．3．2  数值模型生成方法研究 101
6．4  典型环境数据生成方法研究 101
6．4．1  大气扰动环境数据生成方法研究 101
6．4．2  电磁扰动环境数据生成方法研究 104
6．5  虚拟自然环境数据生成软件设计与开发 105
6．5．1  需求分析 105
6．5．2  静态模型 106
6．5．3  动态模型 107
6．5．4  单元测试 109
6．6  本章小结 116
第7章  二维场景显示软件开发 117
7．1  需求分析 117
7．1．1  功能需求 117
7．1．2  用例分析 117
7．2  二维场景显示软件开发关键技术 119
7．2．1  与中间件数据交互技术 119
7．2．1  标注及设备信息绘制技术 120
7．3  软件设计 122
7．3．1  显示方案节点结构及数据结构设计 122
7．3．2  静态模型设计 123
7．3．3 动态模型设计 125
7．3．4 主要界面设计 130
7．4  功能测试 131
7．4．1  二维场景显示软件功能测试 131
7．4．2  在雷达制导导弹虚拟试验系统验证 132
7．4．3  在激光制导导弹虚拟试验系统系统验证 135
7．5  本章小结 137
第8章　三维场景显示软件开发 138
8．1  需求分析 138
8．1．1  功能需求 138
8．1．2  用例分析 138
8．2  三维场景显示软件开发关键技术 140
8．2．1  用例分析地形文件构建技术 141
8．2．2  模型及观察者视角控制驱动技术 143
8．2．3  天气及特效渲染技术 145
8．3　软件设计 147
8．3．1　显示方案节点结构及数据结构设计 147
8．3．2　静态模型设计 149
8．3．3  动态模型设计 151
8．3．4　主要界面设计 155
8．4　软件测试与验证 156
8．4．1　三维场景显示软件功能测试 157
8．4．2　在雷达制导导弹虚拟试验系统验证 158
8．4．3　在激光制导导弹虚拟试验系统验证 161
8．5　本章小结 165
第9章  虚拟试验验证平台构建 166
9．1  虚拟试验系统支撑软件 166
9．1．1  术语定义 166
9．1．2  软件主界面 166
9．1．3  新建试验成员工程 167
9．1．4  打开试验成员工程 173
9．1．5  编辑试验成员工程 175
9．1．6  运行试验成员工程 182
9．1．7  切换界面风格 182
9．1．8  控制工具栏显示 183
9．2  虚拟试验验证平台方案构建 183
9．2．1  虚拟试验验证平台组成 183
9．2．2  虚拟试验验证平台方案 184
9．2．3  场景显示组件运行效果 187
9．5  本章小结 188
参考文献 189