戰(zhàn)場環(huán)境傳感信息的可視化研究

雖然Vega軟件已提供了150多種材料的物理屬性數(shù)據(jù)，但距離戰(zhàn)場環(huán)境的仿真需要相差甚遠，因此為了仿真的需要，有必要建立多種材料的物理屬性數(shù)據(jù)庫。

3 合成孔徑雷達成像仿真方法實現(xiàn)過程

該方法是在建立場景模型的基礎(chǔ)上，利用場景、目標(biāo)模型的紋理材料特性數(shù)據(jù)和雷達電磁波的特性(頻率、極化)計算雷達散射截面(RCS)，然后利用Vega的傳感器模型得到SAR圖像。下面具體介紹該方法的實現(xiàn)過程。

3.1 場景建模

場景建模即建立了三維自然地形、人文特征目標(biāo)等模型，在建立三維自然地形模型時，要在模型上貼上地表紋理。在建立人文特征目標(biāo)模型時，要選擇相應(yīng)的特征碼和表面材質(zhì)碼，貼上相應(yīng)的紋理材質(zhì)。

3.2 初始化LynX圖形界面

初始化LynX圖形界面主要包括窗口、通道、場景、對象物、碰撞檢測、環(huán)境及環(huán)境特效、場景運動體、觀察方式的初始化。同時要初始化RadarWorks模塊，包括頻率、極化方式等參數(shù)的選擇，SAR圖像輸出方式的選擇，運動補償?shù)取?/p>

3.3 建立紋理材質(zhì)與真實材質(zhì)的映射

為了對戰(zhàn)場環(huán)境進行SAR成像仿真，在建立場景模型的基礎(chǔ)上，需要建立紋理材質(zhì)與真實材料的映射關(guān)系，以便得到紋理材料的物理屬性。當(dāng)雷達天線的波束輻射到場景中某一區(qū)域時，要指定該區(qū)域內(nèi)紋理材料的真實材質(zhì)，如指定這種紋理材料是植被，那種紋理材料是金屬，如圖1所示。對于這一工作，Vega軟件中紋理材料圖生成器(Texture Material Mapping，TMM)來完成。TMM工具是Vega軟件提供的材質(zhì)賦予工具，利用它在紋理圖上定義材質(zhì)特性，生成材質(zhì)圖片，為紅外探測器、雷達等模塊運行時提供物體的材質(zhì)屬性。TMM工具并為紋理材料數(shù)據(jù)庫中的所有紋理分類，通過分類使紋理材料與真實材質(zhì)建立了映射關(guān)系。這些被分類的紋理被用來決定紋理材料數(shù)據(jù)中的材料屬性。

3.4 圖像模擬

利用模型的紋理材料的物理屬性數(shù)據(jù)和初始化LynX圖形界面時初始化的一些雷達參數(shù)，從計算電磁場角度計算場景中每一個像素的RCS值，然后利用SAR成像算法，就可以進行SAR成像仿真。當(dāng)用戶飛過Vega場景時，Vega軟件中的RadarVision計算每一個像素的RCS值，RadarWorks模塊的傳感器模型將RadarVision計算的RCS值與用戶定義的雷達參數(shù)值(波束寬度，距離向大小，天線模式，信號處理信息)相結(jié)合產(chǎn)生SAR圖像。這充分體現(xiàn)了SAR成像仿真的實時性，即當(dāng)用戶飛過Vega場景時，就可得到場景的SAR圖像。RadarWorks也模擬了有效的SAR傳感器和處理效果如頻率跳動、分辨率、運動補償，邊緣增強，并且相應(yīng)的修改RCS圖。數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r地被處理直到掃描區(qū)域一副完整的圖被編輯完成。運動補償通過計算每個像素的方位向和距離向加權(quán)函數(shù)的卷積來完成。RadarWorks也考慮了地形和人文要素形成的雷達陰影的實時計算，陰影通過IRIS Performer計算，因此要利用SGI硬件。這保證了當(dāng)用戶飛過Vega場景時，每個對象的幾何陰影能被實時計算。

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