基于GL Studio的雷達顯示器仿真

1 引言
雷達在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中不可或缺。雷達系統(tǒng)的仿真是雷達系統(tǒng)分析設(shè)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(tǒng)顯示終端和人機交互界面，其仿真實現(xiàn)水平直接影響整個系統(tǒng)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(fā)，工作量大，結(jié)果不直觀，開發(fā)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(chǔ)上進一步開發(fā)，可減少工作量，提高效率．所生成的代碼方便移植。
仿真實現(xiàn)的基本思想：在GL Studio開發(fā)環(huán)境下，對雷達顯示器上所有要顯示的圖形、符號及數(shù)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(chǔ)上調(diào)用API函數(shù)實時顯示航跡點、繪制航跡線，最終實現(xiàn)常規(guī)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(fā)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(shè)計窗口以所見即所得的效果完成所需界面的設(shè)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(shè)計自動轉(zhuǎn)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(fā)。圖1為其邏輯結(jié)構(gòu)。

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(shù)據(jù)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(jiān)視區(qū)域；E型顯示器用于地形跟隨雷達系統(tǒng)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(shù)據(jù)處理機對一次信息進行數(shù)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(fā)，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(diào)函數(shù)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(xiàn)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(xiàn)斑點等現(xiàn)象。而采用基于GL Studio的仿真實現(xiàn)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(jù)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(zhuǎn)也可方便的在GL Studio中實現(xiàn)。設(shè)置雷達顯示器底色為黃綠色以增強真實感。