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| 內容簡介： |
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虚拟试验技术是由系统工程、建模仿真技术、可视化与虚拟现实技术、信息处理技术、现代数学和计算机技术等多种学科交叉应用的新兴技术。虚拟试验技术可以在虚拟的条件下完成对被试品的测试和试验，能够大大缩短设备的研制、测试周期，节约测试经费，因而被广泛应用，已成为系统分析、优化设计、性能评测的强有力工具。 本书针对武器装备虚拟试验的需求，全面、详细地介绍了虚拟环境资源、环境效应模型、虚拟场景显示及虚拟试验体系结构的关键技术。主要内容包括绪论、综合自然环境数据库构建、航空空间虚拟大气环境构建、临近空间虚拟大气环境构建、空间辐射虚拟环境构建、地形环境构建、海洋环境构建、虚拟自然环境集成、电磁波传输环境效应、激光传输环境效应、地形环境通过效应、二维场景显示软件开发、三维场景显示软件开发、虚拟试验验证平台构建。本书根据作者所在课题组多年的研发经验，给出了实际研发的过程和工程实例，重点解决应用设计中的关键技术问题，并解析了虚拟试验验证平台设计中遇到的难点和解决方法。 本书内容丰富新颖，所举实例具有典型性、较强的实用性与指导性，可以作为高等学校测试专业、装备设计专业和计算机仿真专业等高年级本科生及研究生的教学参考书，也可为从事装备设计、虚拟试验验证相关领域的科研人员提供技术参考。
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| 關於作者： |
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许永辉，1976年生，湖北襄阳人。2000年获得哈尔滨工业大学自动化测试与控制专业学士学位，2002年获得哈尔滨工业大学仪器科学与技术学科硕士学位，2001年在攻读硕士学位期间留校工作，2008年获得北京理工大学信号与信息处理专业博士学位。现为哈尔滨工业大学自动化测试与控制系副教授，主要研究方向为自动测试、仿真与实验技术。近五年来，作为技术负责人完成了十余项国防课题，总经费约3000万元，其中的7项已经定型，并装备部队。包括 ”XX导弹通用系统”、”XX半实物仿真实验系统”、”XX虚拟实验支持系统”、”XX线束状态分析设备研制”以及\XX导弹自动测试系统”等。当前研究工作集中自动测试技术、仿真与实验技术。发表论文十余篇，出版教材一本。
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| 目錄：
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第1章 绪论 1
1.1 虚拟试验概述 1
1.2 虚拟环境资源 3
1.2.1 大气环境建模 4
1.2.2 临近空间的大气环境建模 6
1.2.3 辐射空间环境建模 7
1.2.4 地形环境建模 8
1.2.5 海洋环境建模 9
1.2.6 环境数据的表示与交换 12
1.3 环境效应模型 13
1.3.1 电磁波传输环境效应建模 13
1.3.2 激光传输环境效应建模 14
1.3.3 地形通过效应研究 15
1.4 虚拟场景显示 16
1.4.1 二维场景显示软件 16
1.4.2 三维场景显示软件 17
1.5 虚拟试验体系结构 18
1.5.1 试验与训练使能体系结构TENA 19
1.5.2 联合试验支撑框架H-JTP 20
1.5.3 虚拟试验验证平台 20
1.6 本书主要内容 23
第2章 综合自然环境数据库构建 24
2.1 综合环境数据表示与交换规范 24
2.1.1 数据表示模型（DRM） 25
2.1.2 空间参考模型（SRM） 26
2.1.3 环境数据编码规范（EDCS） 27
2.1.4 SEDRIS传输格式（STF） 28
2.1.5 编程接口（API） 28
2.1.6 SEDRIS的运作方式 28
2.2 基于SEDRIS的大气数据表示 29
2.2.1 基于DRM形成大气环境数据表示标准 29
2.2.2 基于SRM提供大气环境数据空间坐标系信息 31
2.2.3 基于EDCS规范大气环境对象属性 32
2.3 基于SEDRIS的地形环境数据表示 33
2.4 基于SEDRIS的海洋环境数据表示 36
2.4.1 海洋环境参数数据结构设计 36
2.4.2 海洋环境参数数据表示实现 39
2.5 基于SEDRIS的综合自然环境的交换 42
2.6 本章小结 44
第3章 航空空间虚拟大气环境构建 45
3.1 虚拟大气环境构建的整体思路 45
3.2 大气数值模式 46
3.3 MM5模式理论介绍 47
3.4 MM5模式及相关辅助软件安装及编译运行过程 49
3.4.1 PC安装基本条件 49
3.4.2 辅助软件 50
3.4.3 多核运算软件 50
3.4.4 可视化软件 50
3.4.5 MM5模式运行 50
3.5 虚拟大气环境资源生成软件 52
3.5.1 大气环境数据高度计算流程 52
3.5.2 需求分析 53
3.5.3 静态模型 54
3.5.4 动态模型 55
3.6 虚拟大气环境资源生成软件测试 56
3.6.1 MM5模式运行结果 56
3.6.2 软件测试结果 58
3.7 本章小结 61
第4章 临近空间虚拟大气环境构建 62
4.1 临近空间虚拟大气环境资源构建方法研究 62
4.1.1 临近空间虚拟大气环境资源构建方案 62
4.1.2 SABER探测数据分析 63
4.1.3 临近空间大气环境数据预处理 66
4.1.4 临近空间大气风场建模及数据插值算法 67
4.2 NRLMSISE-00大气模型研究 70
4.3 临近空间虚拟大气环境资源构建总体方案 71
4.3.1 临近空间虚拟大气环境资源构建总体需求 71
4.3.2 临近空间虚拟大气环境资源构建软件 71
4.4 临近空间虚拟大气环境资源构建软件测试 75
4.5 本章小结 77
第5章 空间辐射虚拟环境构建 78
5.1 空间辐射虚拟环境构建方法研究 78
5.1.1 空间粒子辐射环境分析 78
5.1.2 空间辐射环境建模分析与实现 86
5.1.3 空间辐射环境模型可信度评价 100
5.2 空间辐射虚拟环境生成软件设计与实现 102
5.2.1 设计方案 103
5.2.2 需求分析 104
5.2.3 静态模型设计 106
5.2.4 动态模型设计 108
5.2.5 界面设计 109
5.3 空间辐射虚拟环境生成软件测试 110
5.3.1 空间辐射虚拟环境生成软件功能测试 110
5.3.2 空间辐射虚拟环境生成软件性能测试 112
5.4 本章小结 115
第6章 地形环境构建 116
6.1 地形环境构建方法研究 116
6.1.1 地形环境数据源 116
6.1.2 地形环境数据预处理 117
6.2 地形环境资源的软件实现 119
6.2.1 地形环境建模软件 119
6.2.2 地形环境资源组件 124
6.2.3 地形环境建模软件测试 128
6.2.4 地形环境资源组件测试 133
6.3 本章小结 136
第7章 海洋环境构建 137
7.1 海洋环境参数选择与海洋观测数据集分析 137
7.1.1 海洋环境模型的参数选择 137
7.1.2 海洋观测数据集分析 139
7.1.3 各类海洋环境参数数据的生成方法 142
7.1.4 基于工程模型的海洋环境参数计算方法 145
7.2 基于时空插值的高分辨温盐数据生成方法 148
7.2.1 时空Kriging插值法基本原理 148
7.2.2 多时段数据叠置拟合的时空Kriging插值法 151
7.2.3 基于改进时空Kriging插值法的温盐数据插值 154
7.3 海洋环境软件设计 162
7.3.1 海洋环境建模软件设计 163
7.3.2 观测数据统一表示软件设计 167
7.4 软件运行测试及海洋环境模型验证 171
7.4.1 海洋环境建模软件运行测试 171
7.4.2 观测数据统一表示软件运行测试 175
7.4.3 海洋环境模型验证 178
7.4.4 技术指标分析 182
7.5 本章小结 182
第8章 虚拟自然环境集成 183
8.1 概述 183
8.2 虚拟自然环境想定空间构建方法研究 184
8.3 背景环境数据生成方法研究 186
8.3.1 工程模型生成方法研究 187
8.3.2 数值模型生成方法研究 189
8.4 典型环境数据生成方法研究 191
8.4.1 大气扰动环境数据生成方法研究 191
8.4.2 电磁扰动环境数据生成方法研究 193
8.5 虚拟自然环境数据生成软件设计与开发 195
8.5.1 需求分析 195
8.5.2 静态模型 196
8.5.3 动态模型 198
8.5.4 单元测试 200
8.6 本章小结 206
第9章 电磁波传输环境效应 207
9.1 电磁波传输环境效应模型 207
9.1.1 理想空间环境模型 207
9.1.2 晴天环境模型 208
9.1.3 雾天传输模型 210
9.1.4 雨天传输模型 211
9.1.5 雪天传输模型 212
9.1.6 电磁波传输环境效应模型测试 213
9.2 电磁波传输效应软件设计 215
9.2.1 用例分析 216
9.2.2 概要设计 217
9.2.3 详细设计 218
9.2.4 界面设计 218
9.3 电磁波传输虚拟试验系统 219
9.3.1 系统组成 219
9.3.2 虚拟导弹组件设计 222
9.3.3 虚拟舰船组件设计 231
9.3.4 系统试验 237
9.4 本章小结 241
第10章 激光传输环境效应 242
10.1 激光传输环境效应模型 242
10.1.1 中低散射介质传输效应模型 243
10.1.2 高散射介质传输效应模型 252
10.2 虚拟试验激光传输环境资源的构建 260
10.2.1 激光传输效应组件需求分析 260
10.2.2 激光传输效应组件静态模型 262
10.2.3 激光传输效应组件界面设计 264
10.3 光电对抗虚拟试验 266
10.3.1 试验系统构建 266
10.3.2 光电对抗仿真试验 268
10.4 本章小结 271
第11章 地形环境通过效应 272
11.1 车辆地形通过性分析 272
11.1.1 直线行驶性能分析研究 272
11.1.2 转向行驶性能分析研究 274
11.1.3 稳定性性能分析研究 276
11.1.4 克服垂直壁性能分析研究 277
11.2 路径搜索 278
11.3 地形通过性软件实现 280
11.3.1 地形通过性分析组件 280
11.3.2 地形通过性分析组件测试 286
11.4 本章小结 291
第12章 二维场景显示软件开发 292
12.1 需求分析 292
12.1.1 功能需求 292
12.1.2 用例分析 292
12.2 二维场景显示软件开发关键技术 294
12.2.1 与中间件数据交互技术 294
12.2.2 标注及设备信息绘制技术 296
12.3 软件设计 297
12.3.1 显示方案节点结构及数据结构设计 297
12.3.2 静态模型设计 299
12.3.3 动态模型设计 300
12.3.4 主要界面设计 306
12.4 功能测试 308
12.4.1 二维场景显示软件功能测试 308
12.4.2 在雷达制导导弹虚拟试验系统中验证二维场景显示软件 309
12.4.3 在激光制导导弹虚拟试验系统中验证二维场景显示软件 312
12.5 本章小结 314
第13章 三维场景显示软件开发 315
13.1 需求分析 315
13.1.1 功能需求 315
13.1.2 用例分析 316
13.2 三维场景显示软件开发关键技术 318
13.2.1 用例分析地形文件构建技术 319
13.2.2 模型及观察者视角控制驱动技术 321
13.2.3 天气及特效渲染技术 323
13.3 软件设计 325
13.3.1 显示方案节点结构及数据结构设计 325
13.3.2 静态模型设计 327
13.3.3 动态模型设计 329
13.3.4 主要界面设计 333
13.4 软件测试与验证 334
13.4.1 三维场景显示软件功能测试 335
13.4.2 在雷达制导导弹虚拟试验系统中验证三维场景显示软件 336
13.4.3 在激光制导导弹虚拟试验系统中验证三维场景显示软件 339
13.5 本章小结 343
第14章 虚拟试验验证平台构建 344
14.1 虚拟试验系统支撑软件 344
14.1.1 术语定义 344
14.1.2 软件主界面 345
14.1.3 新建试验成员工程 346
14.1.4 打开试验成员工程 351
14.1.5 编辑试验成员工程 353
14.1.6 运行试验成员工程 360
14.1.7 切换界面风格 361
14.1.8 控制工具栏显示 361
14.2 虚拟试验验证平台方案构建 362
14.2.1 虚拟试验验证平台组成 362
14.2.2 虚拟试验验证平台方案 363
14.2.3 场景显示组件运行效果 366
14.3 本章小结 367
参考文献 368
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