戰場環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據，但距離戰場環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據庫。

3 合成孔徑雷達成像仿真方法實現過程

該方法是在建立場景模型的基礎上，利用場景、目標模型的紋理材料特性數據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模型時，要選擇相應的特征碼和表面材質碼，貼上相應的紋理材質。

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、環境及環境特效、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、極化方式等參數的選擇，SAR圖像輸出方式的選擇，運動補償等。

3.3 建立紋理材質與真實材質的映射

為了對戰場環境進行SAR成像仿真，在建立場景模型的基礎上，需要建立紋理材質與真實材料的映射關系，以便得到紋理材料的物理屬性。當雷達天線的波束輻射到場景中某一區域時，要指定該區域內紋理材料的真實材質，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軟件提供的材質賦予工具，利用它在紋理圖上定義材質特性，生成材質圖片，為紅外探測器、雷達等模塊運行時提供物體的材質屬性。TMM工具并為紋理材料數據庫中的所有紋理分類，通過分類使紋理材料與真實材質建立了映射關系。這些被分類的紋理被用來決定紋理材料數據中的材料屬性。

3.4 圖像模擬

利用模型的紋理材料的物理屬性數據和初始化LynX圖形界面時初始化的一些雷達參數，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值(波束寬度，距離向大小，天線模式，信號處理信息)相結合產生SAR圖像。這充分體現了SAR成像仿真的實時性，即當用戶飛過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，并且相應的修改RCS圖。數據能夠實時地被處理直到掃描區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函數的卷積來完成。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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