地月圈层空间立体网格技术及其编码转换方法

论述了建立地月圈层空间立体网格所需的时空基准,对涉及的空间坐标转换进行研究。根据地球空间、月球空间及人类活动需求,选定地球、月球基准圈层面,满足地月圈层空间立体网格新特性。深入研究了地月圈层空间立体网格编码转换模型,提出了基于等角度、等径向间距和等体积3种转换准则的编码转换方法,分析了其转换前后空间粒度变化和效率。

考虑地形遮蔽影响的电磁传播算法与可视化研究

采用规则格网数据(DEM)建立虚拟地理环境,并设定研究平面和电磁设备的空间位置,通过三角图元求交算法确定电磁波与地形是否存在遮蔽情况,从而计算得到受地形遮蔽影响的电磁场数据;采用颜色混合技术和优化处理的体绘制技术,将抽象的电磁场数据映射到可见的不同颜色值,形成直观、形象的可视化效果。

月球圈层空间立体网格技术研究

选定月固坐标系为月球圈层空间网格的坐标基础,根据月球结构及其人造月球卫星轨道分布情况划分月球基准圈层面,采用剖分曲线l和b对月球圈层面进行层次细分,实现对圈层面层次细分。然后,结合圈层径等距细分对月球圈层体进行层次细分,实现对圈层体层次细分,建立月球圈层空间立体网格模型。采用Hilbert曲线填充算法,实现对月球圈层网格统一编码,编码效率较高,为网格数据组织奠定基础。

虚拟地理环境中空天环境仿真技术研究

论述空天环境仿真时间和空间基准,并对利用JPL历表计算行星位置和速度的方法进行详细阐述;对空天环境仿真关键技术进行深入研究,从空天环境仿真内容方面将其分为星空背景仿真、行星仿真和空天环境要素仿真3个方面,并分别进行研究加以实现。仿真效果逼真、实时性强,为研究和利用空天环境提供参考依据。

虚拟战场环境中三维非规则军标技术研究

采用贝塞尔曲线插值的方法实现了非规则军标的绘制,并结合虚拟三维战场环境特点,通过Overlay技术和颜色融合技术设计并实现了遮盖式和挤出式两种配置方式,为在三维虚拟战场环境中表现非规则军标提供有效的配置方法。实验结果证明,采用本文生成和配置技术生成非规则军标速度快,能很好地满足军事应用需求。

三维虚拟战场环境符号的视觉变量研究

虚拟现实技术使传统二维的、静态的地图表示向三维的、动态的场景表示方向发展,传统的二维符号视觉变量已不适应三维虚拟战场环境的需要。本文结合三维虚拟环境的特点,提出了一套基本适应三维虚拟战场环境的三维符号视觉变量。

紧致的Hilbert曲线Gray码索引算法

Hilbert曲线具有良好的聚簇性,使其成为设计全球立体网格多维数据索引的重要工具。但当数据集在不同维度上的分布密度存在较大差异时,常规Hilbert曲线索引会出现大量的冗余。对此,本文基于Gray码推导分析了Hilbert曲线索引的构造特点,进而设计实现了紧致Hilbert曲线索引算法,在保持Hilbert曲线良好聚簇性的同时,避免了数据维度分布差异带来的索引冗余问题。试验结果表明,相比常规Hilbert索引,紧致Hilbert曲线索引计算复杂度相当,在实例数据测试中编码耗时减少约40%,索引存储空间减少约46%,排序速度约为Hilbert排序的4.3倍。

战场电磁态势3维可视化技术

科学直观地显示战场电磁态势,有助于电子战指挥员对战场电磁态势的准确判断,从而科学决策、合理部署电子对抗力量。根据3维符号多视觉变量的特点,设计并实现了适合于电磁态势表达的电磁态势3维仿真符号。重点解决了表达电磁目标间交互事件的动态仿真符号、表达电磁装备工作状态的序列图像符号以及表达红外箔条干扰的粒子特效符号。为战场电磁态势提供了一套基于3维符号的表示方法。

Hilbert曲线层级演进关系

网格编码代数是当前全球空间网格研究中的难点,也是推动全球空间网格从数据组织管理框架发展成为新一代空间分析模型的理论基础。Hilbert曲线是设计全球空间网格单元编码的重要工具。本文以Hilbert曲线序列码作为八叉树立体网格单元的唯一编码,由Hilbert曲线数学性质推导得到网格单元Hilbert码的层级演进关系表,进而设计了用于网格编码代数运算的若干操作算子,为构建全球空间网格分析理论与方法提供参考。

3维电子地图打印输出技术研究

3维电子地图的打印输出是3维地理信息系统的基本功能之一,针对3维场景的大幅面、高质量输出问题,设计了大场景分块输出、序列图像自动拼接的打印输出算法。全面阐述了提高3维电子地图打印输出幅面和图像质量的方法和步骤,介绍了打印输出的3维电子地图图面整饰内容,解决了大范围多分辨率3维电子地图打印输出问题。

基于地理信息网格的仿真实体连通性计算方法

地理信息网格不仅可以管理地理空间数据,也可以管理空间分布的三维仿真实体。采用地理信息网格技术将全球划分为不同分辨率的系列地理网格,根据仿真实体的地理坐标和技战术指标进行网格注册,建立仿真实体间的空间位置关系,通过基于地理网格仿真实体预筛除,可提高仿真实体连通性测试的计算效率。

基于局部体样条函数的海洋盐度场建模

海洋盐度是海洋水文要素的重要组成部分,是海洋战场环境研究的重点。在介绍海水盐度数据特点的基础上,采用局部体样条函数法对散乱的大规模盐度场标量数据进行建模,并利用遗传算法和非线性规划相结合的方法解决体样条函数法的区域划分问题。通过一组实测数据进行建模实验并将得到的数据场进行可视化,表明该方法适用于大规模散乱数据场的建模,可为海洋战场环境的数据分析和场景构建提供建模手段。

基于锚定传感器的水面WSN强栅栏覆盖算法仿真

针对水面无线传感器位置不稳导致构建WSN强栅栏困难的问题,本文提出了一种锚定传感器水面WSN强栅栏覆盖算法。首先在无线传感器节点上用缆绳捆绑一个锚点,锚点能限制无线节点在水面的漂移范围;其次,采用随机漂移和非随机漂移两种方法来模拟水面节点的有限漂移现象;然后建立水面WSN节点间的邻接矩阵,利用Floyd算法求出网络中的强栅栏覆盖。最后为该算法设置一个时钟,循环监测水面的强栅栏覆盖,一旦栅栏失效即刻修复。仿真实验显示,该算法能够有效克服水面无线节点受风浪等外力作用随机漂移的困难,实现了水面的WSN强栅栏覆盖,但该算法没有考虑水下陆地不平坦对水面强栅栏构建的影响,这将是下一步研究的问题。