基于SiPESC平台的卫星编队飞行可视化系统的设计与实现

论文摘要

本文基于SiPESC平台,针对小卫星编队飞行仿真可视化的需求,采用Ogre三维图形渲染引擎,Qt图形用户界面库及XML可扩展性标记语言,设计实现了SiPESC.SatFly可视化系统。该系统能够使用诸如3DS Max等建模工具导出并转化的Ogre模型数据,通过Xml配置文件建立小卫星编队场景,并动态演示小卫星编队飞行状态,为使用者分析、理解数据、形成概念提供了一个强有力的工具。同时,该系统具有良好的可扩展性,通过少量的工作就可以建立其他演示系统。文中详细讲述了SiPESC.SatFly的设计思想,软件框架,及关键技术的实现,并给出了近地球轨道卫星编队飞行和卫星变轨的可视化实例,通过与Matlab绘图工具作对比,展现了该系统具有的形象直观、效果逼真等优点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 可视化仿真及应用
• 1.3 本文主要内容和章节安排
• 2 软件实现的相关技术介绍
• 2.1 SiPESC平台及插件介绍
• 2.2 Ogre面向对象图形渲染引擎介绍
• 2.2.1 Ogre引擎作用概述
• 2.2.2 Ogre引擎模块介绍
• 2.2.3 Ogre引擎执行流程介绍
• 2.3 Qt跨平台C++应用和UI开发库介绍
• 2.4 XML可扩展标记语言介绍
• 3 SiPESC.SatFly视化系统的设计与实现
• 3.1 需求分析
• 3.2 设计目标
• 3.3 系统功能模块
• 3.4 Qt Ogre Frame System模块
• 3.4.1 Qt Ogre Frame System模块可扩展接口介绍
• 3.4.2 多窗口的实现
• 3.5 Entity Management System模块
• 3.5.1 Entity Management System模块可扩展接口介绍
• 3.5.2 Entity Management System模块的具体实现
• 3.6 Camera Control System模块
• 3.7 SiPESC.SatFly系统实现效果展示
• 3.7.1 近地球轨道卫星编队飞行
• 3.7.2 卫星变轨飞行
• 4 SiPESC.Portal界面管理模块的设计与实现
• 4.1 门户界面管理模块的系统分析
• 4.1.1 门户界面管理模块需求分析
• 4.1.2 门户界面管理模块设计目标
• 4.2 门户界面管理模块的系统设计
• 4.2.1 任务对象模型化
• 4.2.2 可扩展的接口设计
• 4.2.3 门户界面配置方式
• 4.3 门户界面插件的应用实例
• 4.3.1 土木工程结构集成分析系统
• 4.3.2 高铁结构数值模拟集成分析系统
• 4.3.3 仿真可视化系统集成示例
• 结论
• 参考文献
• 附录A 近地球轨道卫星编队飞行场景配置
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢