基于GL Studio的雷達顯示器仿真

1 引言
雷達在現代戰爭中不可或缺。雷達系統的仿真是雷達系統分析設計、模擬訓練的一種重要手段，受到人們越來越多的重視。而雷達顯示器作為整個雷達系統顯示終端和人機交互界面，其仿真實現水平直接影響整個系統的仿真效果。
常見的平面位置顯示器PPI(Plane Position Indicator)仿真和航跡顯示多是基于Visual C++和OpenGl或VB直接開發，工作量大，結果不直觀，開發周期長。而GL Studio是以其為底層，具有豐富的外部程序接口，且支持“照片級”的紋理，在此基礎上進一步開發，可減少工作量，提高效率．所生成的代碼方便移植。
仿真實現的基本思想：在GL Studio開發環境下，對雷達顯示器上所有要顯示的圖形、符號及數字進行建模，融合頂點RGBA值模擬掃描的余輝及目標回波。在此基礎上調用API函數實時顯示航跡點、繪制航跡線，最終實現常規和偏心PPI雷達顯示器的仿真。

2 GL Studio簡介
GL Studio是DISTI公司開發的用于建立實時、三維、照片級的交互圖形顯示界面。用戶可在圖形設計窗口以所見即所得的效果完成所需界面的設計制作。通過代碼編輯器完成課題所需的邏輯仿真。其代碼生成器能將用戶完成的設計自動轉換為C++和OpenGL代碼，這些代碼既可單獨編譯，也可嵌入到其他程序中編譯，避免大量的底層程序開發。圖1為其邏輯結構。

3 雷達PPI顯示器及其仿真方法
3．1 雷達PPI顯示器
雷達顯示器用來直觀顯示雷達所截獲的目標信息和情報。常見的雷達顯示器有：A型顯示器、PPI顯示器、B型顯示器和E型顯示器。其中，A型顯示器通常用在天線不掃描的測量雷達和數據收集雷達中；PPI顯示器在距離和方位角的極坐標下示意出目標的斜距和方位角；B型顯示器通常用于空對空場合，以直角坐標形式反映搜索或監視區域；E型顯示器用于地形跟隨雷達系統中，其橫坐標表示距離，而縱坐標表示俯仰角。
雷達顯示器顯示的一次信息是雷達的原始圖像，包括掃描線和目標回波，采用徑向圓掃描；顯示的二次信息是數據處理機對一次信息進行數字處理后生成的，還包括目標的批號、航跡、速度、航向等。
這里針對使用廣泛且仿真難度較大的PPI顯示器進行了研究，其他類型顯示器均可在GL Studio平臺上進行開發，它們之間的切換是通過定義一個GL Studio的GlsPush-Button或InputDevice及其回調函數操作主界面上的按鍵來完成的。
PPI顯示器的顯示畫面主要由掃描基線、方位基線、距離基線和目標點跡組成。在其他PPI仿真實現方法中，掃描線的實時繪制需采用顯示圖形重畫或“異或” 等方法擦除原來的掃描基線，這將造成畫面抖動或畫面出現斑點等現象。而采用基于GL Studio的仿真實現距離基線、方位基線、掃描線及其余輝的顯示均可在圖形編輯界面根據雷達探測距離和預定顯示器的大小一次完成，而它們的平移、縮放、旋轉也可方便的在GL Studio中實現。設置雷達顯示器底色為黃綠色以增強真實感。