战场环境传感信息的可视化研究

作者：时间：2009-04-28 来源：网络收藏

虽然Vega软件已提供了150多种材料的物理属性数据，但距离战场环境的仿真需要相差甚远，因此为了仿真的需要，有必要建立多种材料的物理属性数据库。

本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/163833.htm

3 合成孔径雷达成像仿真方法实现过程

该方法是在建立场景模型的基础上，利用场景、目标模型的纹理材料特性数据和雷达电磁波的特性(频率、极化)计算雷达散射截面(RCS)，然后利用Vega的传感器模型得到SAR图像。下面具体介绍该方法的实现过程。

3.1 场景建模

场景建模即建立了三维自然地形、人文特征目标等模型，在建立三维自然地形模型时，要在模型上贴上地表纹理。在建立人文特征目标模型时，要选择相应的特征码和表面材质码，贴上相应的纹理材质。

3.2 初始化LynX图形界面

初始化LynX图形界面主要包括窗口、通道、场景、对象物、碰撞检测、环境及环境特效、场景运动体、观察方式的初始化。同时要初始化RadarWorks模块，包括频率、极化方式等参数的选择，SAR图像输出方式的选择，运动补偿等。

3.3 建立纹理材质与真实材质的映射

为了对战场环境进行SAR成像仿真，在建立场景模型的基础上，需要建立纹理材质与真实材料的映射关系，以便得到纹理材料的物理属性。当雷达天线的波束辐射到场景中某一区域时，要指定该区域内纹理材料的真实材质，如指定这种纹理材料是植被，那种纹理材料是金属，如图1所示。对于这一工作，Vega软件中纹理材料图生成器(Texture Material Mapping，TMM)来完成。TMM工具是Vega软件提供的材质赋予工具，利用它在纹理图上定义材质特性，生成材质图片，为红外探测器、雷达等模块运行时提供物体的材质属性。TMM工具并为纹理材料数据库中的所有纹理分类，通过分类使纹理材料与真实材质建立了映射关系。这些被分类的纹理被用来决定纹理材料数据中的材料属性。

3.4 图像模拟

利用模型的纹理材料的物理属性数据和初始化LynX图形界面时初始化的一些雷达参数，从计算电磁场角度计算场景中每一个像素的RCS值，然后利用SAR成像算法，就可以进行SAR成像仿真。当用户飞过Vega场景时，Vega软件中的RadarVision计算每一个像素的RCS值，RadarWorks模块的传感器模型将RadarVision计算的RCS值与用户定义的雷达参数值(波束宽度，距离向大小，天线模式，信号处理信息)相结合产生SAR图像。这充分体现了SAR成像仿真的实时性，即当用户飞过Vega场景时，就可得到场景的SAR图像。RadarWorks也模拟了有效的SAR传感器和处理效果如频率跳动、分辨率、运动补偿，边缘增强，并且相应的修改RCS图。数据能够实时地被处理直到扫描区域一副完整的图被编辑完成。运动补偿通过计算每个像素的方位向和距离向加权函数的卷积来完成。RadarWorks也考虑了地形和人文要素形成的雷达阴影的实时计算，阴影通过IRIS Performer计算，因此要利用SGI硬件。这保证了当用户飞过Vega场景时，每个对象的几何阴影能被实时计算。