摘要：針對雷達(dá)模擬器航跡模擬的需要，采用一種基于目標(biāo)運動方程的航跡模擬方法，建立了仿真目標(biāo)直線型、水平圓周型和垂直圓周型3種典型雷達(dá)航跡模型。利用Visual C#語言，在嵌入式系統(tǒng)上對3種模型進(jìn)行了仿真。同時，借助于GDI+技術(shù)，在PPI模擬顯示界面上實現(xiàn)了對航跡坐標(biāo)點的動態(tài)模擬及其圖形化顯示。實踐證明，所述模型較為簡單，可操作性強，可以滿足仿真平臺的要求。
關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；運動方程；航跡仿真；動態(tài)模擬

O 引言
在各種雷達(dá)訓(xùn)練和信號模擬器中，都需要進(jìn)行航跡模擬及航跡顯示，以便于為仿真平臺提供信號源。對于便攜式雷達(dá)模擬器來說，無法使用PC，需用嵌入式系統(tǒng)來實現(xiàn)人機(jī)交互及信號處理。但當(dāng)前絕大部分的航跡模擬均建立在PC機(jī)上，雖然功能強大，但航跡模型較為復(fù)雜，計算量較大，不易于在嵌入式設(shè)備設(shè)備上實現(xiàn)。針對上述問題，在嵌入式系統(tǒng)內(nèi)，采用雙緩沖技術(shù)，并通過“背景復(fù)制”的方法對3種典型雷達(dá)航跡模型進(jìn)行了模擬仿真，解決了嵌入式系統(tǒng)在進(jìn)行仿真時內(nèi)存處理速度與繪圖資源消耗較大的矛盾，實現(xiàn)了對典型雷達(dá)航跡的圖形化顯示和航跡點坐標(biāo)的實時動態(tài)模擬。

1 典型航跡模型
所謂航跡是指飛行物的雷達(dá)測量時間序列，它是反映目標(biāo)飛行航線、航速，乃至飛行目的的重要參數(shù)。直線型航跡、水平圓周型航跡和垂直圓周型航跡是3種典型的空中航跡模型，對3種典型航跡進(jìn)行組合，可有效地模擬出空中各種復(fù)雜航跡。
1．1 坐標(biāo)系的建立
雷達(dá)系統(tǒng)常用坐標(biāo)系有直角坐標(biāo)系和極坐標(biāo)系。二者均以雷達(dá)作為坐標(biāo)系的原點且原點重合。在直角坐標(biāo)系內(nèi)，以y軸正方向為正北方，正東為x軸的正方向，與水平垂直且向上的方向為h軸正方向；極坐標(biāo)系內(nèi)，從觀測點到目標(biāo)點連線的延長線方向為目標(biāo)的斜距離D的正方向。
1．2 航跡模型的建立
1. 2．1 直線型航跡
空間直線型航跡較為簡單，是最常用到的一種航跡模型。在直角坐標(biāo)系內(nèi)其運動學(xué)方程可以由其初始速度v0，加速度a，飛行俯仰角θ，航向角φ以及航跡時間t來表示，△t內(nèi)有如下關(guān)系成立：

1．2．2 水平圓周型航跡
水平圓周型航跡主要分為左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)2種類型。在直角坐標(biāo)系內(nèi)，單位時間增量△t內(nèi)其運動方程如下：

式中：s=2Rsin(△φ／2)，用來表示圓周運動起始點到終止點的直線距離；R為半徑；φ為初始航向角，△φ=(v△t)／R為航向角增量(方位角變化量)。當(dāng)目標(biāo)左轉(zhuǎn)時，F(xiàn)=1，右轉(zhuǎn)時，F(xiàn)=-1。
1．2．3 垂直圓周型航跡
垂直圓周段航跡指的是目標(biāo)在與水平面垂直的平面里做恒向心加速度圓周運動，其特點是飛行方位角保持不變。假設(shè)單位時間增量△t內(nèi)，由目標(biāo)運動起始點到終止點的直線距離為s，則s在x軸上的投影為△z，在xoy平面上的投影為△L，可以得到如下關(guān)系：

式中：R為半徑；θ為初始飛行俯仰角；φ為初始航向角。俯仰角增量△θ=(v△t)／R。如圖1所示，若目標(biāo)由A點運動到C點，則當(dāng)目標(biāo)從A點運動到B點時，F(xiàn)=1，而當(dāng)目標(biāo)在BC段運動時，F(xiàn)=-1。