基于貝塞爾曲線和路徑的氣象模式建模仿真

初曉軍　劉宣華

摘 要： 為了更貼近機(jī)載雷達(dá)實(shí)際的工作情況，符合培訓(xùn)人員工作的需求，介紹了機(jī)載雷達(dá)訓(xùn)練模擬器的氣象模式的建模仿真。首先建立了氣象目標(biāo)控制模型，支持對(duì)氣象目標(biāo)顯示的控制和調(diào)整。通過控制臺(tái)向顯控臺(tái)發(fā)送目標(biāo)坐標(biāo)信息，以及對(duì)不同強(qiáng)度的氣象目標(biāo)進(jìn)行不同顏色標(biāo)記，并基于貝塞爾曲線和路徑規(guī)劃成功實(shí)現(xiàn)調(diào)用GDI畫圖來生成不規(guī)則形狀的氣象目標(biāo)。最后在某型機(jī)載雷達(dá)訓(xùn)練模擬器實(shí)現(xiàn)氣象模式的拓展，取得了良好訓(xùn)練效果。

關(guān)鍵詞： 雷達(dá)訓(xùn)練模擬器； 貝塞爾曲線； 路徑規(guī)劃； 氣象模式

中圖分類號(hào)：TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）10?0012?03

Abstract： To get close to the actual work status of airborne radar and meet the need of staff training， the modeling and simulation of weather mode for the airborne radar training simulator are introduced in this paper. The meteorological targets control model was established to support the display controlling and adjustment of weather targets theoretically. The coordinate information of targets is transmitted from control console to the display and control consoles. The different intensities of weather targets are marked with different colours. The GDI pictures are called to generate the meteorological targets with irregular shapes on the basis of Bezier curves and path planning. The development of weather pattern was implemented on a XX airborne radar training simulator， and good results were achieved.

Keywords： radar training simulator； Bezier curve； path planning； weather mode

氣象模式是機(jī)載雷達(dá)的一種工作模式，當(dāng)機(jī)載雷達(dá)工作處于氣象模式時(shí)，它是一部頻率捷變雷達(dá)，主要用來探測雨區(qū)等氣象目標(biāo)并提供等輪廓線顯示。由于氣象目標(biāo)沒有太多的規(guī)律可尋，不規(guī)則，仿真難度大，以前的機(jī)載雷達(dá)訓(xùn)練模擬器沒有對(duì)氣象模式進(jìn)行仿真。通過總結(jié)實(shí)裝氣象模式下的顯示規(guī)律，發(fā)現(xiàn)有如下特點(diǎn)：

（1） 影響氣象顯示的增益、門限可調(diào)，可建立模型。

（2） 氣象目標(biāo)主要有三部分組成：最外層是綠色，第二層是黃色，最內(nèi)層是紅色，顏色顯示與氣象回波強(qiáng)度有關(guān)。

（3） 氣象目標(biāo)形狀各異，很不規(guī)則。

在實(shí)際建模仿真中，所使用的編程工具為VC++ 6.0[1]，通過調(diào)用GDI畫圖工具并以MFC框架為基礎(chǔ)，將貝塞爾曲線融入到畫圖算法中，然后再結(jié)合路徑的創(chuàng)建等方法模擬氣象目標(biāo)的不規(guī)則形狀，達(dá)到了符合與實(shí)際情況較符合的需求[2]。

1 氣象模型的建立及實(shí)現(xiàn)

1.1 氣象模型的建立[3]

2.2 路徑

從視圖系統(tǒng)95/NT這樣的Win32操作系統(tǒng)開始，除了已有的位圖，畫筆，畫刷，字體，調(diào)色板和區(qū)域之外，增加了一個(gè)新的GDI對(duì)象：路徑。路徑是能被填充，畫出輪廓或同時(shí)被畫出輪廓并填充的一個(gè)或多個(gè)圖像。路徑的引入，大大地豐富了視窗系統(tǒng)的圖像功能，使得應(yīng)用程式能方便地建立復(fù)雜區(qū)域，繪制和填充不規(guī)則圖像（這時(shí)的不規(guī)則圖像指由直線和貝塞爾曲線組成的圖像）。

3 仿真圖像實(shí)現(xiàn)

本文完成了對(duì)氣象畫面顯示的初步模擬，通過圖2和圖3對(duì)比可以看出，本文所建模型仿真畫面逼真度高。

4 結(jié) 語

本文介紹了XX雷達(dá)模擬器氣象模塊的實(shí)現(xiàn)方法，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的仿真效果。該方法拓展了雷達(dá)模擬器的工作模式，有效地模擬逼近了實(shí)際情況，并對(duì)該雷達(dá)模擬器在其他工作模式下的設(shè)計(jì)提供了一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃維通，姚瑞霞.Visual C++ 程序設(shè)計(jì)教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2] 高梅國，毛二可.雷達(dá)模擬器[J].電子對(duì)抗，1999（1）：6?12.

[3] 李海華，王旭志，趙炳.氣象探測雷達(dá)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的研制[J].測試技術(shù)學(xué)報(bào)，2003（2）：207?211.

[4] 劉瑞平，沈福民.雨雜波的特性及仿真[J].火控雷達(dá)技術(shù)，2005 （1）：43?47.

[5] 張培昌.雷達(dá)氣象學(xué)[M].北京：氣象出版社，2000.

[6] 李太勇，游志勝，費(fèi)向東，等.一次雷達(dá)氣象數(shù)據(jù)處理研究[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào)，2004（2）：446?448.

[7] 趙震，雷恒池，陳渭民.兩種不同雨滴譜分布的分析[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005（1）：138?143.

[8] 陳寶君，李子華，劉吉成.三類降水云雨滴譜分別模式[J].高原氣象，1999，18（4）：506?512.

[9] FOLEY J D， DAM A V， FEINER S K， et al. Computer graphics：priciple and practice [M]. 3rd Edition. Amazon： [s.n.]， 1992.

[10] SHENE C K. Finding a point on a Bezier curve：decasteljaus algorithm [R/OL]. [2012?06?22]. http：// www.cs.mtu.edu/～shene/COURSES.

摘 要： 為了更貼近機(jī)載雷達(dá)實(shí)際的工作情況，符合培訓(xùn)人員工作的需求，介紹了機(jī)載雷達(dá)訓(xùn)練模擬器的氣象模式的建模仿真。首先建立了氣象目標(biāo)控制模型，支持對(duì)氣象目標(biāo)顯示的控制和調(diào)整。通過控制臺(tái)向顯控臺(tái)發(fā)送目標(biāo)坐標(biāo)信息，以及對(duì)不同強(qiáng)度的氣象目標(biāo)進(jìn)行不同顏色標(biāo)記，并基于貝塞爾曲線和路徑規(guī)劃成功實(shí)現(xiàn)調(diào)用GDI畫圖來生成不規(guī)則形狀的氣象目標(biāo)。最后在某型機(jī)載雷達(dá)訓(xùn)練模擬器實(shí)現(xiàn)氣象模式的拓展，取得了良好訓(xùn)練效果。

關(guān)鍵詞： 雷達(dá)訓(xùn)練模擬器； 貝塞爾曲線； 路徑規(guī)劃； 氣象模式

中圖分類號(hào)：TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）10?0012?03

Abstract： To get close to the actual work status of airborne radar and meet the need of staff training， the modeling and simulation of weather mode for the airborne radar training simulator are introduced in this paper. The meteorological targets control model was established to support the display controlling and adjustment of weather targets theoretically. The coordinate information of targets is transmitted from control console to the display and control consoles. The different intensities of weather targets are marked with different colours. The GDI pictures are called to generate the meteorological targets with irregular shapes on the basis of Bezier curves and path planning. The development of weather pattern was implemented on a XX airborne radar training simulator， and good results were achieved.

Keywords： radar training simulator； Bezier curve； path planning； weather mode

氣象模式是機(jī)載雷達(dá)的一種工作模式，當(dāng)機(jī)載雷達(dá)工作處于氣象模式時(shí)，它是一部頻率捷變雷達(dá)，主要用來探測雨區(qū)等氣象目標(biāo)并提供等輪廓線顯示。由于氣象目標(biāo)沒有太多的規(guī)律可尋，不規(guī)則，仿真難度大，以前的機(jī)載雷達(dá)訓(xùn)練模擬器沒有對(duì)氣象模式進(jìn)行仿真。通過總結(jié)實(shí)裝氣象模式下的顯示規(guī)律，發(fā)現(xiàn)有如下特點(diǎn)：

（1） 影響氣象顯示的增益、門限可調(diào)，可建立模型。

（2） 氣象目標(biāo)主要有三部分組成：最外層是綠色，第二層是黃色，最內(nèi)層是紅色，顏色顯示與氣象回波強(qiáng)度有關(guān)。

（3） 氣象目標(biāo)形狀各異，很不規(guī)則。

在實(shí)際建模仿真中，所使用的編程工具為VC++ 6.0[1]，通過調(diào)用GDI畫圖工具并以MFC框架為基礎(chǔ)，將貝塞爾曲線融入到畫圖算法中，然后再結(jié)合路徑的創(chuàng)建等方法模擬氣象目標(biāo)的不規(guī)則形狀，達(dá)到了符合與實(shí)際情況較符合的需求[2]。

1 氣象模型的建立及實(shí)現(xiàn)

1.1 氣象模型的建立[3]

2.2 路徑

從視圖系統(tǒng)95/NT這樣的Win32操作系統(tǒng)開始，除了已有的位圖，畫筆，畫刷，字體，調(diào)色板和區(qū)域之外，增加了一個(gè)新的GDI對(duì)象：路徑。路徑是能被填充，畫出輪廓或同時(shí)被畫出輪廓并填充的一個(gè)或多個(gè)圖像。路徑的引入，大大地豐富了視窗系統(tǒng)的圖像功能，使得應(yīng)用程式能方便地建立復(fù)雜區(qū)域，繪制和填充不規(guī)則圖像（這時(shí)的不規(guī)則圖像指由直線和貝塞爾曲線組成的圖像）。

3 仿真圖像實(shí)現(xiàn)

本文完成了對(duì)氣象畫面顯示的初步模擬，通過圖2和圖3對(duì)比可以看出，本文所建模型仿真畫面逼真度高。

4 結(jié) 語

本文介紹了XX雷達(dá)模擬器氣象模塊的實(shí)現(xiàn)方法，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的仿真效果。該方法拓展了雷達(dá)模擬器的工作模式，有效地模擬逼近了實(shí)際情況，并對(duì)該雷達(dá)模擬器在其他工作模式下的設(shè)計(jì)提供了一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃維通，姚瑞霞.Visual C++ 程序設(shè)計(jì)教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2] 高梅國，毛二可.雷達(dá)模擬器[J].電子對(duì)抗，1999（1）：6?12.

[3] 李海華，王旭志，趙炳.氣象探測雷達(dá)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的研制[J].測試技術(shù)學(xué)報(bào)，2003（2）：207?211.

[4] 劉瑞平，沈福民.雨雜波的特性及仿真[J].火控雷達(dá)技術(shù)，2005 （1）：43?47.

[5] 張培昌.雷達(dá)氣象學(xué)[M].北京：氣象出版社，2000.

[6] 李太勇，游志勝，費(fèi)向東，等.一次雷達(dá)氣象數(shù)據(jù)處理研究[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào)，2004（2）：446?448.

[7] 趙震，雷恒池，陳渭民.兩種不同雨滴譜分布的分析[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005（1）：138?143.

[8] 陳寶君，李子華，劉吉成.三類降水云雨滴譜分別模式[J].高原氣象，1999，18（4）：506?512.

[9] FOLEY J D， DAM A V， FEINER S K， et al. Computer graphics：priciple and practice [M]. 3rd Edition. Amazon： [s.n.]， 1992.

[10] SHENE C K. Finding a point on a Bezier curve：decasteljaus algorithm [R/OL]. [2012?06?22]. http：// www.cs.mtu.edu/～shene/COURSES.

摘 要： 為了更貼近機(jī)載雷達(dá)實(shí)際的工作情況，符合培訓(xùn)人員工作的需求，介紹了機(jī)載雷達(dá)訓(xùn)練模擬器的氣象模式的建模仿真。首先建立了氣象目標(biāo)控制模型，支持對(duì)氣象目標(biāo)顯示的控制和調(diào)整。通過控制臺(tái)向顯控臺(tái)發(fā)送目標(biāo)坐標(biāo)信息，以及對(duì)不同強(qiáng)度的氣象目標(biāo)進(jìn)行不同顏色標(biāo)記，并基于貝塞爾曲線和路徑規(guī)劃成功實(shí)現(xiàn)調(diào)用GDI畫圖來生成不規(guī)則形狀的氣象目標(biāo)。最后在某型機(jī)載雷達(dá)訓(xùn)練模擬器實(shí)現(xiàn)氣象模式的拓展，取得了良好訓(xùn)練效果。

關(guān)鍵詞： 雷達(dá)訓(xùn)練模擬器； 貝塞爾曲線； 路徑規(guī)劃； 氣象模式

中圖分類號(hào)：TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）10?0012?03

Abstract： To get close to the actual work status of airborne radar and meet the need of staff training， the modeling and simulation of weather mode for the airborne radar training simulator are introduced in this paper. The meteorological targets control model was established to support the display controlling and adjustment of weather targets theoretically. The coordinate information of targets is transmitted from control console to the display and control consoles. The different intensities of weather targets are marked with different colours. The GDI pictures are called to generate the meteorological targets with irregular shapes on the basis of Bezier curves and path planning. The development of weather pattern was implemented on a XX airborne radar training simulator， and good results were achieved.

Keywords： radar training simulator； Bezier curve； path planning； weather mode

氣象模式是機(jī)載雷達(dá)的一種工作模式，當(dāng)機(jī)載雷達(dá)工作處于氣象模式時(shí)，它是一部頻率捷變雷達(dá)，主要用來探測雨區(qū)等氣象目標(biāo)并提供等輪廓線顯示。由于氣象目標(biāo)沒有太多的規(guī)律可尋，不規(guī)則，仿真難度大，以前的機(jī)載雷達(dá)訓(xùn)練模擬器沒有對(duì)氣象模式進(jìn)行仿真。通過總結(jié)實(shí)裝氣象模式下的顯示規(guī)律，發(fā)現(xiàn)有如下特點(diǎn)：

（1） 影響氣象顯示的增益、門限可調(diào)，可建立模型。

（2） 氣象目標(biāo)主要有三部分組成：最外層是綠色，第二層是黃色，最內(nèi)層是紅色，顏色顯示與氣象回波強(qiáng)度有關(guān)。

（3） 氣象目標(biāo)形狀各異，很不規(guī)則。

在實(shí)際建模仿真中，所使用的編程工具為VC++ 6.0[1]，通過調(diào)用GDI畫圖工具并以MFC框架為基礎(chǔ)，將貝塞爾曲線融入到畫圖算法中，然后再結(jié)合路徑的創(chuàng)建等方法模擬氣象目標(biāo)的不規(guī)則形狀，達(dá)到了符合與實(shí)際情況較符合的需求[2]。

1 氣象模型的建立及實(shí)現(xiàn)

1.1 氣象模型的建立[3]

2.2 路徑

從視圖系統(tǒng)95/NT這樣的Win32操作系統(tǒng)開始，除了已有的位圖，畫筆，畫刷，字體，調(diào)色板和區(qū)域之外，增加了一個(gè)新的GDI對(duì)象：路徑。路徑是能被填充，畫出輪廓或同時(shí)被畫出輪廓并填充的一個(gè)或多個(gè)圖像。路徑的引入，大大地豐富了視窗系統(tǒng)的圖像功能，使得應(yīng)用程式能方便地建立復(fù)雜區(qū)域，繪制和填充不規(guī)則圖像（這時(shí)的不規(guī)則圖像指由直線和貝塞爾曲線組成的圖像）。

3 仿真圖像實(shí)現(xiàn)

本文完成了對(duì)氣象畫面顯示的初步模擬，通過圖2和圖3對(duì)比可以看出，本文所建模型仿真畫面逼真度高。

4 結(jié) 語

本文介紹了XX雷達(dá)模擬器氣象模塊的實(shí)現(xiàn)方法，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的仿真效果。該方法拓展了雷達(dá)模擬器的工作模式，有效地模擬逼近了實(shí)際情況，并對(duì)該雷達(dá)模擬器在其他工作模式下的設(shè)計(jì)提供了一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃維通，姚瑞霞.Visual C++ 程序設(shè)計(jì)教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2] 高梅國，毛二可.雷達(dá)模擬器[J].電子對(duì)抗，1999（1）：6?12.

[3] 李海華，王旭志，趙炳.氣象探測雷達(dá)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的研制[J].測試技術(shù)學(xué)報(bào)，2003（2）：207?211.

[4] 劉瑞平，沈福民.雨雜波的特性及仿真[J].火控雷達(dá)技術(shù)，2005 （1）：43?47.

[5] 張培昌.雷達(dá)氣象學(xué)[M].北京：氣象出版社，2000.

[6] 李太勇，游志勝，費(fèi)向東，等.一次雷達(dá)氣象數(shù)據(jù)處理研究[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào)，2004（2）：446?448.

[7] 趙震，雷恒池，陳渭民.兩種不同雨滴譜分布的分析[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005（1）：138?143.

[8] 陳寶君，李子華，劉吉成.三類降水云雨滴譜分別模式[J].高原氣象，1999，18（4）：506?512.

[9] FOLEY J D， DAM A V， FEINER S K， et al. Computer graphics：priciple and practice [M]. 3rd Edition. Amazon： [s.n.]， 1992.

[10] SHENE C K. Finding a point on a Bezier curve：decasteljaus algorithm [R/OL]. [2012?06?22]. http：// www.cs.mtu.edu/～shene/COURSES.