面向测控跟踪训练的火箭飞行仿真系统研究与实现

论文摘要

载人航天工程实施以来,对发射场试验的组织指挥、测试发射操作质量和测量控制能力提出了更为严格苛刻的要求。而对于发射场而言,由于缺少实装设备,因此在没有实际任务时,一直面临无法进行训练的难题,这种情况严重制约了发射场执行核心试验任务能力的提高。基于上述现实需求,本文以发射场测试发射、测量控制训练为目标,采用仿真技术为基本手段,突破实装设备实时无缝连接技术,形成一套融合实装设备和数字仿真系统的火箭飞行仿真系统,为测控跟踪训练提供模拟目标信息源,有效解决了发射场没有实装设备从而难以进行训练的难题,切实提高发射场遂行新时期航天发射任务的能力。具体研究内容有：1、火箭飞行仿真系统总体设计2、建立火箭飞行仿真模型3、构建虚拟现实视景仿真

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景
• 1.3 系统仿真技术的发展历程
• 1.3.1 计算机仿真的发展历史
• 1.3.2 分布式仿真的发展历史
• 1.4 论文的内容和组织
• 1.4.1 论文的内容
• 1.4.2 论文的组织
• 2 基于HLA/RTI的分布式视景仿真体系结构
• 2.1 HLA/RTI平台及关键技术
• 2.1.1 HLA/RTI平台
• 2.1.2 基于HLA的时间管理
• 2.1.3 基于HLA的数据管理
• 2.1.4 基于HLA的数据压缩传输
• 2.1.5 基于HLA的分布仿真支持环境
• 2.1.6 HLA仿真中的通用数据库交互
• 2.2 卫星工具软件包STK及关键技术
• 2.2.1 STK主要模块
• 2.2.2 STK-RTI中间件
• 2.2.3 三维可视化仿真技术
• 3 火箭飞行仿真模型
• 3.1 火箭质心运动方程
• 3.2 火箭绕质心运动方程
• 3.3 四元数在姿态运动方程中的应用
• 3.3.1 四元数描述的运动学方程
• 3.3.2 姿态角与四元数的转换
• 3.3.3 四元数的归一化处理
• 3.4 空气动力学模型
• 3.5 推力矢量控制模型
• 3.6 遥测参数生成
• 3.6.1 动力系统模型
• 3.6.2 外安系统模型
• 3.6.3 利用系统模型
• 4 火箭飞行的虚拟现实视景仿真构建
• 4.1 虚拟现实仿真体系结构
• 4.2 三维实体建模
• 4.3 图形集群显示技术
• 4.4 基于Vega Prime的三维视景框架
• 4.5 飞行视景仿真实现
• 5 仿真系统体系结构设计
• 5.1 系统组成
• 5.2 系统功能
• 5.3 软件设计
• 5.3.1 火箭飞行仿真成员设计
• 5.3.2 STK三维视景仿真成员设计
• 5.4 仿真结果分析
• 6 结束语
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献