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第1章 概论1

1.1航天任务仿真的背景2

1.2国内外研究现状5

1.3分布式交互仿真的发展10

1.4视景仿真技术19

1.4.1 Creator20

1.4.2 Vega Prime23

1.5小结26

参考文献27

第2章 航天任务仿真技术31

2.1航天任务仿真的发展31

2.2航天任务系统仿真33

2.2.1系统、模型与仿真33

2.2.2仿真的一般过程和步骤35

2.3航天任务系统仿真理论38

2.3.1相似理论39

2.3.2建模方法理论40

2.3.3仿真方法理论40

2.3.4支撑系统技术45

2.3.5应用理论46

2.4系统仿真分类47

2.4.1根据仿真对象的特征分类47

2.4.2根据仿真时间和自然时间的比例关系分类47

2.4.3根据仿真系统的结构和实现手段分类48

2.5系统仿真技术在航天领域的应用49

2.6小结50

参考文献52

第3章 航天任务仿真的动力学与数学基础53

3.1常用坐标系53

3.1.1地心赤道惯性坐标系53

3.1.2地心赤道旋转坐标系54

3.1.3航天器轨道坐标系54

3.1.4航天器本体坐标系55

3.2航天器动力学基础56

3.2.1轨道动力学56

3.2.2近距离相对轨道动力学66

3.2.3姿态动力学75

3.3典型变轨理论与模型80

3.3.1远距离变轨理论80

3.3.2近距离变轨理论86

3.4卫星星下点与覆盖区计算模型88

3.4.1卫星的星下点轨迹计算88

3.4.2地面覆盖区数学模型91

3.5小结94

参考文献95

第4章 分布式航天任务仿真框架96

4.1航天任务系统仿真的界定96

4.1.1仿真对象的界定96

4.1.2航天测控系统98

4.1.3航天器系统99

4.1.4航天应用系统102

4.1.5人-机交互功能102

4.2航天任务系统仿真框架的组件化分析103

4.2.1航天任务系统仿真框架的组件化103

4.2.2仿真系统的组合方案107

4.2.3组件间的交互数据分析110

4.3航天任务系统仿真框架111

4.3.1数据处理组件112

4.3.2航天任务仿真系统的组成与分类114

4.3.3复合模块119

4.4基于框架的航天任务仿真系统开发流程119

4.5分布式航天任务仿真中的几个问题122

4.5.1逻辑时间系统122

4.5.2物理时间系统130

4.5.3仿真同步133

4.6小结137

参考文献138

第5章 信息流140

5.1信息流的任务140

5.2确定仿真系统的数据分发机制142

5.2.1维定义144

5.2.2各维的区间划分147

5.3航天任务建模148

5.3.1地面通信149

5.3.2航天器测控150

5.3.3航天器154

5.3.4载荷应用157

5.4联邦对象定义158

5.4.1对象类及其属性158

5.4.2交互类及其参数162

5.5小结164

参考文献165

第6章 时间同步管理168

6.1时间同步管理的概念与目标168

6.1.1分布式科学仿真对时间管理的需求168

6.1.2时间同步管理的目标169

6.2影响仿真系统推进效率的因素171

6.2.1单进程计算与分布式并行计算的对比172

6.2.2无数据传递的情况174

6.2.3单联邦成员组建仿真系统的情况175

6.2.4影响分布式仿真系统推进效率的主要因素175

6.3航天任务仿真系统的时间同步管理179

6.3.1航天任务仿真系统时间推进的特点179

6.3.2步长自适应推进182

6.3.3事件即时处理187

6.3.4成员推进逻辑192

6.4小结196

参考文献198

第7章 航天任务三维视景仿真技术201

7.1三维视景实时应用201

7.1.1三维视景实时应用的软硬件组成201

7.1.2三维视景实时应用的工作原理203

7.1.3视景仿真实时应用程序的开发过程206

7.1.4技术路线207

7.2 MultiGen Creator实体建模208

7.2.1 OpenFlight数据格式介绍208

7.2.2 MultiGen Creator地形建模213

7.2.3高级建模技术218

7.3 Vega Prime视景驱动技术221

7.3.1使用VP和LP221

7.3.2 Vega Prime坐标系转换221

7.3.3 DOF节点控制227

7.3.4自然环境设置227

7.3.5碰撞检测228

7.4基于MFC的三维视景仿真系统框架229

7.4.1基于MFC的VP应用开发方法229

7.4.2三维视景仿真软件框架结构235

7.4.3类设计236

7.5 OpenGL特效制作238

7.5.1 OpenGL介绍238

7.5.2 Vega Prime与OpenGL的混合编程238

7.5.3航天任务特效的OpenGL实现240

7.6小结242

参考文献243

附录 参考博士学位论文目录246