1 绪论
1.1 研究背景与意义
可视化主要是一种计算方式，将符号或者数据转换为更加直接的集合图形，从而便于研究人员进行进一步的观察和利用[1]。可视化技术在各行各业中都有相应的应用，方便研究人员对事物的本质有直观的认识，研究人员可以通过其了解物体的大小，运动规律等一些特征，并且能够根据交互的画面感对事物有更加直观的分析。数据可视化作为数据分析应用的重要手段，具有直观揭示数据特征，方便人们总结和理解数据背后隐藏规律的显著优势[2]。数据可视化利用图形学和计算机仿真的一些知识，能够清晰有效地传达不为人知的内涵信息[3]。可视化仿真系统通过模型的三维动态显示使研究人员更直观的观察飞行器的飞行过程[4]。它可以为研究人员提供迅速简洁的结果进行分析和决策。
随着时代的发展，未来战争偏向于信息化，可视化，指挥人员能够合理的去部署安排兵力火力，近年来仿真技术受到越来越多国家的重视，都在对其进行研究。在作战仿真[5-6]中，日常演示、训练是通过仿真系统向指挥系统发送贴近实装的雷达情报数据，作为目标信息来源，指挥系统可以根据目标情况制定相关的作战计划。航迹处理模块可以根据外部多源雷情目标进行融合[7-10]，生成符合作战训练要求的目标航迹或航线。
仿真技术对现代农业发展也有推动作用，目前农业仿真都是以静态模型为主，未来的农业技术朝着数字化，可预测的方向去发展，对土地质量、天气情况、作物密度、作物总类等外界因素进行仿真，达到未雨绸缪，在未来土地资源越来越少的情况下，事先进行仿真，达到对资源合理利用的最大化，获取最好的收益，能够很大程度缓解粮食紧缺问题，但是目前对各种农作物模型的生长过程仿真以及外界条件对农作物生长影响的仿真软件目前还没有普及，本文仿真技术的研究对现代农业仿真技术以及农业信息化方面都有潜在推动作用。
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1.2 相关问题的研究现状
现代仿真技术主要是将数字信息转换为图像信息，随着时间，空间的变化，将图像信息展示出来。仿真技术整体来说发展分如下几个阶段，在上世纪20-30年代，主要还是物理仿真，主要借助真正实物的运行状态为研究基础，即通过真实的研究物体的轨迹来进行数据分析，如1930年美军采用飞行模拟训练器[14-15]来进行。在上世纪40-50年代，仿真技术有了一些进步，从物理仿真发展到模拟仿真，采用模拟/数字混合仿真方法[16-18]。
到了上世纪60-80年代，仿真技术有了很大的提高，不再采用模拟仿真，全部变成了计算机数字仿真[19-23]，通过计算机为工具，采用科学的算法来建立仿真模型，但在整体上还是没有直观的认识。上世纪80年代到现在，随着计算机图形学的发展，仿真技术有了更多的交互性，直观性，先后出现了可视化仿真[24-26]，虚拟现实仿真[27-29]等一系列思想，能够直观的去感受到物体的运动规律。
近些年，为了更加方便有效的模拟真实环境的作战需求，各个国家对作战仿真越来越重视。对运动目标进行仿真与监控有着很大的意义，他们可以对敌人的攻击和来自太空的威胁发出预警[30-32]。美国积极研究分布式协同作战架构[33-34]，一些研究成果包括：聚焦空中分布式作战架构设计的“体系综合技术和试验”(SoSITE) 项目[35]以及跨域海上监视与瞄准 (CDMaST) 项目[36]，分布式作战架构的核心是将大的重的任务分解开来，到每个小型平台去完成，通过协同技术将能够实现更加灵活，低成本的作战仿真，跨域海上监视与瞄准项目主要是一种新型海上作战概念，目标是覆盖广领域的战争链，能够做到快速反击，将各个海域部署的平台进行整合，实现覆盖广领域的作战区域，从而来做到快速决断。美国AGI公司开发出卫星仿真工具STK(Satelite Tool Kit) [37-38]有着强大的功能，能够分析复杂的卫星运动过程，广泛的应用于航天领域，是一款优秀的航天仿真软件。
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2 STK的介绍和技术
2.1 STK简介
STK是一款优秀的分析软件，有着强大的数据计算引擎，STK的核心功能是分析位置和状态数据。STK专业版功能更加强大，包括能够对轨道进行预测，提供预测算法，还能够对一些特定任务进行精确分析等功能。STK目前被许多个组织在使用，它具有以下特点：
（1）标准化，提供标准化的输出接口，方便集成到各个系统，并且能和各种计算软件进行无缝结合。
（2）快速准确性，能够在最短的时间内计算出正确结果，它的响应时间短，并且计算结果准确，其拥有强大的计算引擎。
（3）多领域性，分析领域非常广泛，能够用于雷达分析，轨道分析，覆盖分析等多个领域。
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2.2 STK优点
STK作为一款优秀的分析软件，具有如下优点：
（1）使用相对简单，使用者不需要很强大的专业知识，就能够进行轨道分析，坐标转换，效能评估等工作，并能很容易集成到各个分析软件。
（2）功能强大，能够对轨道进行预测，提供预测算法，还能够对一些特定任务进行精确分析等功能。
（3）扩展性很高，提供多种应用程序接口，如c，c#，java，vb等语言，通过命令方式可与STK进行通讯，分析计算数据，同时能够配合Matlab进行协同仿真，具体的和其他语言集成如下图2.1所示。
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3.1 系统架构............................9
3.1.1 系统结构............................9
3.1.2 系统逻辑视图............................9
4 融合系统模块设计......................29
4.1 系统介绍......................29
4.2 系统架构......................29
5总结.....................50
4 融合系统模块设计
4.1 系统介绍
本模块主要是将多个的雷达收集到的信息进行整合，不同雷达对同一目标探测出的结果会不同，可能源于雷达的精度，雷达本身的误差等原因，需要将仿真软件中各个雷达探测出的数据报文进行整合，将多雷达所获取的信息进行融合，形成更加有意义的航迹。
由于每个雷达有自己的测量误差和定位误差，单雷达探测出的目标航迹不够准确，采用多雷达融合技术后，能够解决许多棘手的问题，例如多源情报的统一问题，不同的情报源探测不同范围的数据，能够解决时空统一问题，同时能够进行校正误差，将模拟出更接近实战效果的雷达数据。
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5 总结
本文首先介绍了基于STK的可视化仿真与融合研究背景与意义及国内外相关技术的研究现状，接着介绍了STK相关的开发技术，然后基于STK相关技术开发可视化仿真系统，最后集成融合模块，对目标进行融合。可以概括为以下2点：
(1)可视化仿真系统的开发，能够实现场景的新建、保存，能够对海上、陆地、空中、天上目标以及雷达的二维和三维的动态显示，能够利用STK的计算能力读取出雷达探测出的航迹点将其以安全的报文发送融合中心，整体功能如下:通过建立场景想定，模拟一个或多个雷达设备对目标进行跟踪并持续输出雷达情报数据，具备剧情生成、仿真推演等功能。同时依据融合中心的接口，提供仿真数据接口格式化输出。
(2)基于netty(网络应用程序框架)数据接收的融合中心的搭建，能够实现对仿真的报文数据进行接收、解析并进行融合。整体功能如下: 首先根据约定的接口接收多雷达上报的雷达情报数据，对收到的雷达情报数据进行分析处理对目标进行编批融合操作，并将对应数据存保存，以便查询。
参考文献（略）