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三维空间飞行信息系统设计与实现

作　者: 周桃虎
导　师: 潘荣江
学　校: 山东大学
专　业: 软件工程
关键词: GIS技术三维可视化数字模型虚拟战场地形
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

近年来,随着GIS和虚拟现实(VR)技术的发展,军事演习和指挥决策在概念上有了新的飞跃,通过建立虚拟作战实验室来进行军事训练和研究。利用基于GIS三维动态可视化仿真技术,场景建模技术和图形图象处理技术,开发出关于某一特定的战场地形区域的真实全面的虚拟战场地形环境系统,使指挥人员有身临其境的体验。随着当前空军军事斗争准备的不断深入,为进一步增强空军航空兵部队组织日常训练及执行重大任务时对战场态势的掌控能力,弥补现有指挥信息系统及训练模拟系统不能显示三维战场态势的不足,结合目前三维数字地图开发应用技术发展状况,我们计划研制一套基于三维数字地图的虚拟空间决策支持平台系统,用于部队日常训练和执行重大任务的模拟演练。同时,通过深化功能,接入警戒雷达、引导雷达和机场着陆雷达情报,逐步向作战指挥信息系统过渡。首先,本文在讨论三维空间飞行信息系统的项目背景和项目目的,对其开发设计所面对问题的基础上,分析了系统的功能需求。在需求分析基础上,我们分析了当前3DGIS在国内外各个行业的发展现状,再根据目前国内军事对3DGIS的需求,对三维空间飞行信息系统架构进行了设计。首先根据系统需求提出系统设计目标和原则,然后分别对系统技术架构和功能架构进行了设计。技术架构主要考虑系统的可扩展性,可维护性以及性能问题,并对各个功能进行了设计分析。在功能架构设计中,讨论了系统各部分的功能组成,最后给出一个动态的系统功能流程。再一步进行三维空间飞行信息系统的详细设计。该部分结合前期在航空兵部队指挥所战勤分队调研情况,并结合当前指挥所使用的系统具备的功能,我们将该系统功能规划为三维立体态势显示、实时空情显示、模拟推演、记录重演、数据安全、资料查询等六个功能模块,并对各个功能模块的设计进行了描述。在系统建模中,为了更加充分考虑各个战勤分队人员的使用习惯对系统进行人性化设计。第三部分,我们在详细设计的基础上,首先对各个功能模块的实现进行了简单介绍,给出了系统的整体效果图和各个部分的实现。然后着重讨论了在该系统中如何实现军事要素在三维地理信息系统中体现出来,如何才能将战场中各类军事要素真实、形象的体现在该系统,并如何才能将战场中的各类信息传达给战勤分队中,让战勤分队人员及时做出判断,并提出解决方案,来完成一次战场部署。在该系统中我们还考虑了如何将指挥所现有的系统接入到该系统中,将现有比较完善,公认的系统得到更加广泛的使用。最后,本文对三维空间飞行信息系统的应用情况作了简单介绍,结合前期试用情况并对系统进一步改进提出了建议。综上所述,我们在分析当前军事演习和指挥决策的基础上,设计并实现了针对空军航空兵部队日常训练和执行重大模拟任务的三维空间飞行系统。

全文目录

目录  4-6
CONTENTS  6-8
摘要  8-10
ABSTRACT  10-13
第1章绪论  13-18
  1.1 三维空间飞行信息系统的开发背景  13-15
  1.2 国内外研究现状  15-16
  1.3 解决的主要问题  16
  1.4 本文的主要工作  16-17
  1.5 论文的组织结构  17-18
第2章系统需求分析  18-21
  2.1 系统概述  18-19
    2.1.1 系统项目背景  18
    2.1.2 系统项目整体概述  18-19
  2.2 系统目标  19-20
  2.3 系统需要解决的主要问题  20-21
第3章系统架构设计  21-26
  3.1 技术架构设计  21-22
    3.1.1 系统物理架构  21-22
  3.2 系统功能架构  22-26
    3.2.1 系统功能组成  22-26
第4章系统详细设计  26-52
  4.1 系统界面布局  26-27
  4.2 系统结构详细设计  27-43
    4.2.1 主框架设计  27-31
    4.2.2 三维窗口包装  31-34
    4.2.3 数据处理  34-36
    4.2.4 MVC模式1  36-43
  4.3 业务功能设计  43-46
    4.3.1 显示和管理雷达(其它军事设施与此类似)  43-44
    4.3.2 实时空情显示  44-45
    4.3.3 历史空情显示  45-46
    4.3.4 航线飞行  46
  4.4 业务数据组织方式及显示  46-48
    4.4.1 显示方式  46-47
    4.4.2 数据录入与修改  47
    4.4.3 军事要素作用域显示与计算  47-48
  4.5 地理信息数据组织方式及显示  48-49
  4.6 业务规则  49-50
  4.7 业务数据库  50-52
    4.7.1 历史空情数据表(AirCase)  50
    4.7.2 航线数据表(FlightTracks)  50-51
    4.7.3 雷达部署及属性  51-52
第5章系统实现与测试  52-56
  5.1 系统总体实现  52-53
  5.2 技术路线  53-54
  5.3 关键技术  54
  5.4 系统测试  54-56
第6章结论  56-57
参考文献  57-59
致谢  59-60
学位论文评阅及答辩情况表  60

三维空间飞行信息系统设计与实现

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