0-400km空间辐射虚拟环境生成及显示软件开发

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:flurryzhang
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虚拟试验能够有效减小人力物力损耗,大幅度降低试验费用和开发成本;能够生成任意试验环境,具有复杂环境条件下的产品试验能力,可以实现对被试品全方位的考察。虚拟自然环境作为支撑虚拟试验的重要组成部分,其完善性和可信性直接影响虚拟试验的逼真度。0-400km空间辐射虚拟环境生成及显示软件的开发对于完善虚拟试验验证平台具有理论意义和重要的实际应用价值。  为了生成0-400km空间辐射虚拟环境数据,研究了空间辐射环境构建方法。首先对0-400km空间辐射环境详细地分析,确定了0-400km空间辐射环境的主要辐射类型——银河宇宙线和太阳宇宙线。然后根据现有的空间辐射数据来源,设计了0-400km空间辐射建模方案:基于ACE卫星观测数据建立0-400km空间宇宙线模型,再基于IGRF地球磁场模型计算地磁截止刚度,基于NRLMSISE-00标准大气模型得出大气及核素密度分布,最后根据地磁截止刚度和利用蒙特卡罗仿真得到的大气及核素密度对原初宇宙线能谱的影响,对模型进行修正。为了完成对该空间辐射环境模型的可信度评价,从模型对比验证和数据准确性验证两个角度给出验证结果。为了建立标准化的环境数据,基于综合环境数据表示与交互规范(SEDRIS)对生成的0-400km空间辐射环境数据进行了标准表示与存储。  为了便于数据生成,根据空间辐射环境构建方法开发了0-400km空间辐射虚拟环境生成软件。为了便于用户对空间辐射虚拟环境进行直观理解和便捷分析,研究了空间辐射环境数据的显示处理方法。调研了现阶段常用的可视化工具,分析了各自的特点和适用性。最后结合课题需求选择了ChartDirector作为空间辐射环境数据的可视化工具,开发了0-400km空间辐射虚拟环境二维显示软件。  针对已开发的软件进行了详细的功能测试,测试表明各软件功能正常,且生成的数据满足设计技术指标的要求。最后,利用课题组的H-JTP和某研究所开发的虚拟试验与综合验证技术平台分别进行联合调试和软件的应用验证,验证结果符合预期,能满足实际需求。
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