基于Vega的无人机雷达载荷视景仿真应用研究

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1、第28卷第l期计算机仿真2011年1月文章编号：1006—9348(2011)O卜0063一05基于Vega的无人机雷达载荷视景仿真应用研究万红坡1，席庆彪h2，刘慧霞2，田雪涛2(1．西北工业大学自动化学院．陕西西安71006l；2．西北工业大学第365研究所，陕西西安710065)擒要：针对实现某型无人机雷达任务载荷的特性分析，为增强雷达侦察能力，利用实时视景仿真软件Vega进行无人机视景仿真的基础上．提出运用依赖物理参数生成真实雷达仿真的Rad”works模块解决无人机雷达载荷仿真模型问题，采用分布式Vega地面站雷达终端实时显示功能，给出了具体实现方法，并进行仿真。试验结果表明

2、，提出的方法能够生成真实的雷达侦察图像和实时显示于地面站雷达终端，并可以应用于无人机多任务载荷仿真中，在某型无人机的仿真训练中得到了初步应用。关键词：无人机；雷达载荷；视景仿真中图分类号：1他73文献标识码：AResearchonVisualSimulationofaRadarSensorofUAVBasedonVegaWANHong—p01，XIQing_bia01，UUHuixia2，1'IANXue—ta02(CollageofAuto眦tion，Northw∞tPol”echnicalUnive瑁时，)【i’蚰SI姗)【i710061，Chim；No．365Re神archIns

3、titute，NorthwestPol”echnicalUnive娼it)r，Xi’锄Skm】【i7l0065，Chi腿)ABSlRACT：T0reaJizethesimu㈨0noftheRad盯sen帅rforU姗枷edAemvehicIe(uAV)，adesi印ofracIarsimulationisproposedinthispaper，whichrealizesthe谢盯imagesimulationbyrealphysicalpa咖舶te璐b鹬ed佣Vega’sR且darWo^splug—in蒯ule，柚dsolv鹤tIleradarte咖inaldisplaypmblemi

4、ntllegroundcontrolgtati佣bytlleDistributedVega．neexperimentalresuItsshowthattIledesi印oftIlispaperc锄他∞lveauproble脚i吖olved，beapPljedintheUAV’smuJti￡硝k一糟dar—simula￡i伽锄dpro“dean州me￡hod衙uAV’8simul鲥彻．KEYWoRDS：UAV；Rad缸sensor；Visualsimulation1引言目前对于无人机的典型载荷的仿真研究主要是光电／红外成像载荷和雷达载荷，光电／红外成像载荷的研究比较完善¨J，通过无人飞行

5、器的中远红外视觉系统实现了无人飞行器全天候自动着陆。而无人机雷达载荷的研究比较少，但是雷达载荷却具有其它载荷所不具备的优点，如具备恶劣的气候中的侦察能力，能够穿透云雨等障碍，对目标进行连续不间断的侦察；具备对敌方雷达系统进行干扰和压制能力等等。因此，对雷达载荷的仿真研究的是十分有意义的。目前有关机载雷达的仿真应用研究已经实现了机载脉冲多普勒雷达(PulseD叩plerRadar—PD雷达)的仿真旧。和机载sAR雷达的仿真口1，此仿真的结果直接显示于仿真视景中，因此可以用于有人驾驶飞机的仪表显示，进行有人驾驶飞机的机载火控雷达的侦察仿真、搜索仿真、攻击仿真。但是，无人机雷达载荷仿真与直接

6、显示于仿真视景中的雷达仿真不同，其仿真的侦察图像需要通过数据链路下载到地面站收稿日期：2009一08—24修回日期：2009—1l一30进行显示，因此文献[2][3]中的仿真方法不适用于无人机雷达载荷仿真。为了解决无人机雷达载荷的仿真以及无人机地面站获得侦察数据的问题，本文提出了采用Vega视景仿真软件的扩展模块R且d“wod【s和分布式的Vega实现无人机的飞行环境仿真和雷达侦察仿真。2无人机雷达载荷工作原理一J本文所讨论的雷达为脉冲多普勒雷达，即利用具有不同脉冲重复频率的相干脉冲串，在频域内对运动目标进行无模糊的速度分辨和单根谱线提取，在时域对运动目标进行无模糊测距的雷达。这种雷达

7、多用在机载预警、机载火控等领域，其中机载预警最能发挥多普勒技术的优越性，因为机载的雷达视距大，探测距离远，并且具有下视能力。一个典型的全相参脉冲多普勒雷达的简化原理图如图I。一63—调制脉冲普勒频率／：f有密切的关系。图1PD雷达原理图Z图2PD雷达与杂波单元几何关系图r假设地球表面为无限延伸的平面(如图2)，p点为杂波单元△s在D—xy平面的几何中心，并且飞机在D—yz平面运动，其速度为w，俯冲角为6，飞行高度为H，飞机到杂波单元厶的斜距为尺