深空目标中段飞行仿真中的航迹生成软件的开发(2)
相比于主动段和再入段，弹道导弹的中段飞行时间较长，占整个弹道时间的80%以上，而且由于在几近真空的环境中飞行，没有助推力和空气阻力的影响，只依靠地心引力进行飞行，故其轨道比较单一，容易计算。因此在对目标运动学仿真的过程当中，对中段的运动学仿真尤为重要，对弹道导弹中段轨迹的计算与仿真能够为我方对目标的跟踪与拦截提供重要数据，从而提高弹道导弹防御系统的防御能力。
本文主要针对深空目标的中段飞行，对中段飞行轨迹的计算与运动学仿真进行了深入研究。
1.2 国内研究现状
1.3 本文主要内容及现实意义
本文的主要内容包括：
介绍了论文的研究意义和背景以及国内外的研究现状，分析了对于深空目标中段轨迹仿真在导弹防御中的重要性，提出了中段防御作为导弹防御的重点，对弹道导弹中段轨迹的计算与仿真能够为中段防御提供重要数据，从而提高弹道导弹防御系统的防御能力。
第二章介绍了基于OSG的三文可视化技术，简单介绍了场景图形的组织结构，以及OSG三文渲染引擎的层次结构，组成模块，从多个角度介绍了使用OSG三文渲染引擎的优势。第三章在分析系统需求的基础上，对整个系统架构做了简单介绍，包括系统的模块、系统的操作运行流程和系统中用到的类，对类的设计进行了详细说明。为了完成深空目标轨迹的相关计算，并用OSG描绘出轨迹，定义了一些在程序中用到的相关的坐标系。第四章主要介绍了在OSG中通过基本的矩阵变换完成目标的平移，缩放和旋转操作，以及投影变换视口变换等；在分析了解开普勒方程方法的弊端的基础上，提出了通过递推法来计算目标的轨迹，详细介绍了该算法的执行过程，并对该算法的精度做出评估，在能够满足系统仿真精度的情况下，采用递推法能够降低计算复杂度。最后对系统的运行做出演示，总结了课题开发的基本情况和对系统进一步开发的展望。
本文依托某深空目标探测仿真项目，在掌握深空飞行器弹道计算原理的基础上，基于三文仿真环境实现中段飞行过程的航迹生成和动态仿真。能够为弹道导弹中段防御提供重要数据。
2 基于OSG的三文可视化技术
2.1场景图形
场景图形，是一种计算机游戏和图形学相关软件的常用的数据结构设计方法。比较主流的应用场景图形概念的软件包括AutoCAD、CoreIDRAW以及我们接下来要用到的OpenSceneGrap。场景图形一般可使用数组或者链表的结构来实现它，但是效率非常低下，因为有时候需要逐个依次访问遍历数组或者链表来得到场景的节点，所以我们一般并不采用这种组织方式。而真正面向实际应用的，能够管理大规模场景图形的结构，往往都采用一种自顶向下的分层树状数据结构，来提升渲染的速度。如下图2.1一个简单的街道场景，场景中有房子，车子，和树木，这时场景图就可以描述为图2.2所示。
图2.1一个简单的街道场景 图2.2 节点树结构
通过图2.2可以看到，场景图形中的顶层是一个根节点，通常代表了整个虚拟场景。从根节点向下逐层分布，包括了多个内部的组节点Group以及多个末端的叶节点，根节点root和组节点Group负责搭建个场景的树的层次以及实现一些特定的功能，而叶节点则包含了某一个或者几个可绘制对象的几何信息和渲染状态信息。从图中可以看出叶节点没有子节点，而组节点可以有一个或者多个子节点。
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