临近空间高超声速目标飞行动态特性STK仿真
基于STK的预警飞机场景仿真研究
关 键词 ： 卫星工具包 ； 预警飞机 ； 传感器
中图 分类号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ９
文献 标识 码 ： Ａ
文 章编 号 ： Ｃ Ｎ ３ ２ — １ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ — ０ ０ ６ ２ — ０ ４
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｎｔ ｏ Ｓ ｃ ｅ ｎａ ｒ ｉ ｏ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｅａ ｒ ｌ ｙ — ｗａ ｒ ｎｉ ｎｇ Ａｉ ｒ ｐ ｌ ａ ｎｅ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｓ ＴＫ
２ ０ １ ４年 ８月
舰 船 电 子 对 抗
Ｓ ＨＩ ＰＢ ＯＡＲＤ ＥＬ ＥＣＴＲＯＮＩ Ｃ ＣＯＵＮＴＥ ＲＭ ＥＡＳ ＵＲＥ
Ａｕｇ ．２ ０ １ ４
Ｖｏ ｌ ＿ ３ ７ Ｎｏ ． ４
第３ ７卷第 ４期
基于 Ｓ Ｔ Ｋ 的预 警 飞机 场 景仿 真研 究
陆 奎 ， 朱志 国， 涂 小 波
探测 、 跟踪 空 中的飞行 器 ， 可是 由于 电磁波 只能 沿直 线传播， 这 就使 安装 在 地 面上 的雷 达 因受 地 球 曲率
和地 形高低 起伏 的影 响 ， 而 经常 形 成 一些 雷 达 探 测 不 到 的盲 区口 ］ ， 因此 为 了克 服和 弥 补雷 达 的这 一 缺
陷， 根 据“ 站得高， 看得远” 的原 理 ， 人 们 产生 了把 雷
０ 引 言
Ｓ ＴＫ是 由美 国 ＡＧＩ 公 司开 发 的专 门用 于航 天 领 域 的专业 软件 ， 其 在航 空航 天 方 面有 很 强 的适 用 性 。利 用 Ｓ ＴＫ 的任务 前仿真 预演 ， 使 飞行员增 强对 关 键任 务 时间和 任务 序 列 以及地 面 态 势 的理 解 ， 可 以将 飞机 的实 时位置 数据 传递 给 Ｓ ＴＫ， 使 指挥 中心 获得 飞行 编队逼 真 的 三维 场 景 ， 从 而 根据 任 务 需 求 来完 成海 、 陆、 空等 多样 化 的战 役 演 习 和 战术 训 练 。 而预 警机发 展 到现 在 ， 其 在 军事 领 域 的 作用 已经 从 单纯 的远程 预警 探 测扩 展 到 空 中指 挥 引 导 、 信 息 传 递等 多个方 面 。本文 通过 一个模 拟预 警机 飞行实 例 来介 绍 Ｓ ＴＫ 在具体 的航 空领 域 的应 用 。
临近空间高超声速飞行器载雷达目标检测方法研究
靠近空间杰出声速飞行器载雷达目标检测方法探究摘要：随着航空航天技术的不息进步，靠近空间杰出声速飞行器已成为将来航空航天领域的重要探究对象。
在靠近空间杰出声速飞行器的安全和控制方面，雷达目标检测方法起着重要作用。
本文通过对靠近空间杰出声速飞行器载雷达目标检测方法的探究进行探讨，旨在提供更加有效、准确的目标检测方法，以提升靠近空间杰出声速飞行器的安全性和控制性能。
一、引言靠近空间杰出声速飞行器是指飞行速度大于5马赫（即6,174千米/时）的航空器。
靠近空间杰出声速飞行器具有高速、高温、高压等特点，面临着浩繁挑战和难题。
目标检测是杰出声速飞行器安全和控制的关键环节，而雷达目标检测方法则是其中一种重要手段。
二、靠近空间杰出声速飞行器目标检测技术现状靠近空间杰出声速飞行器目标检测技术现状总结了目前常用的目标检测方法，包括传统的雷达目标检测方法、光学目标检测方法和深度进修目标检测方法。
传统的雷达目标检测方法主要基于雷达信号的特征分析和处理，包括目标的回波特性、多普勒频率和散射截面等。
这类方法可以对目标进行准确的位置和速度预估，但对于特殊外形和材料的目标检测效果不佳。
光学目标检测方法主要利用杰出声速飞行器四周的光辐射信号进行目标检测。
通过分析目标的光谱特性和变化规律，可以有效识别目标。
但在杰出声速环境下，光学目标检测技术受到热辐射的干扰，检测效果不稳定。
深度进修目标检测方法是近年来兴起的一种目标检测技术。
通过构建深度神经网络模型，可以进修目标的特征和规律，实现高效准确的目标检测。
然而，深度进修方法对大量的训练数据和计算资源的需求较高，难以满足实际应用需求。
三、1. 目标特征提取目标特征提取是目标检测的核心环节。
对于靠近空间杰出声速飞行器，其目标特征包括目标的外形、散射特性和多普勒频率等。
通过对雷达信号进行预处理和特征提取，可以得到目标的特征向量，用于目标检测和跟踪。
2. 目标分类与识别目标分类与识别是目标检测的重要任务。
高超声速飞行器气动热力特性分析与仿真
高超声速飞行器气动热力特性分析与仿真高超声速飞行器是一种具有超过5倍音速的飞行速度的飞行器。
在高超声速飞行器的研发过程中，气动热力特性的分析与仿真是至关重要的一步。
本文将围绕这个任务名称展开，从高超声速飞行器的气动与热力特性、分析方法以及仿真技术三个方面进行详细讨论。
首先，探讨高超声速飞行器的气动与热力特性。
高超声速飞行器的气动特性是其在高速飞行时与周围空气相互作用的结果，包括气动力、升力和阻力等。
同时，高超声速飞行器还面临着强烈的气动热力环境，高速飞行时会产生巨大的气动热流，并且飞行器表面会受到高温的冲击和环境气压变化的影响。
因此，对高超声速飞行器的气动和热力特性进行准确的分析和仿真是确保其安全和性能的关键。
其次，介绍高超声速飞行器气动热力特性的分析方法。
首先，利用数值模拟方法可以进行高超声速飞行器的气动分析，其中常用的方法包括雷诺平均N-S方程、雷诺平均N-S方程和湍流模型以及非平衡化学反应等。
这些方法可以准确地预测高超声速飞行器在不同飞行状态下的气动特性。
同时，还可以利用风洞实验进行对热力特性的研究，通过模型进行试验来验证数值模拟结果的准确性。
另外，还可以通过理论分析和经验公式等方法进行初步的估算和预测。
最后，讨论高超声速飞行器气动热力特性的仿真技术。
目前，高超声速飞行器的仿真技术主要采用计算机数值模拟方法。
通过在计算机中构建高超声速飞行器的模型，并运用流体力学和热力学等相关方程，模拟高超声速飞行器在不同飞行条件下的气动和热力特性。
其中，常用的数值模拟软件包括FLUENT、STAR-CCM+和COMSOL等。
利用这些软件，可以对高超声速飞行器在各个飞行阶段的气动和热力特性进行全面的仿真分析，为进一步优化设计和改进性能提供科学依据。
总结起来，高超声速飞行器的气动热力特性分析与仿真是其研发过程中不可或缺的一部分。
通过对高超声速飞行器的气动和热力特性进行准确的分析与仿真，可以为其飞行安全性和性能提供重要参考。
近空间高超声速飞行器运动控制仿真方法
近空间高超声速飞行器运动控制仿真方法1.引言1.1 概述近空间高超声速飞行器是指能在接近地球表面或低高度飞行并达到超声速的飞行器。
近年来，随着科技的发展和空间探索的深入，近空间高超声速飞行器的研究成为了航空领域的热点之一。
这种飞行器具有很高的飞行速度和机动性，具备广泛的应用前景，包括军事侦察、气象观测、地球探测等领域。
然而，近空间高超声速飞行器的运动控制是一个相对复杂的问题。
由于其高速飞行和复杂的飞行环境，需要使用先进的控制方法来确保飞行器的稳定性和安全性。
因此，针对近空间高超声速飞行器运动控制的仿真方法的研究变得十分重要。
本文将介绍近空间高超声速飞行器运动控制仿真方法的研究进展。
首先，我们将概述该研究的背景和意义，并介绍本文的结构安排。
然后，我们将详细介绍两种不同的运动控制方法，并通过仿真实验来验证其有效性。
最后，对本文的研究进行总结，并展望未来的研究方向。
通过对近空间高超声速飞行器运动控制仿真方法的研究，我们可以深入理解飞行器在不同空间环境下的动力学行为，为飞行器的设计和控制提供参考。
同时，通过仿真实验，我们可以评估不同控制方法在不同工况下的性能，为工程实践提供指导。
本文的研究成果具有理论和应用的双重意义，对于推动近空间高超声速飞行器的发展具有重要的促进作用。
在接下来的章节中，我们将详细介绍近空间高超声速飞行器运动控制方法一和方法二的要点。
同时，我们将详细描述仿真实验的方法和结果，并进行相应的数据分析和讨论。
最后，在结论部分，我们将对本文的研究结果进行总结，并对未来的研究方向进行展望。
通过本文的研究，我们希望能为近空间高超声速飞行器的运动控制提供新的思路和方法，并为该领域的发展做出重要的贡献。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要介绍近空间高超声速飞行器的运动控制仿真方法。
整篇文章分为三个部分进行展开。
具体的章节安排如下：2. 正文部分2.1 近空间高超声速飞行器运动控制方法一2.1.1 要点1在这一部分，将会详细介绍近空间高超声速飞行器运动控制的第一个方法，包括其原理、实现过程、控制策略等相关内容。
临近空间高超声速飞行器红外特性建模仿真
三维 几何 模型
１ ｒ
确定模型材 质属性 与边 界条件
模型的格式 转换
外特性 仿真
与 渲 染
１ ｒ
网格模 型
确定计算过程 中的 各控制 条件
—
—
—
—
—
Hale Waihona Puke ｊ Ｌ— 一 一 １ ｒ
初始化并进 行计算
～ ’ ［ 二 二 二二
数 据 后 处 理
ＮＩ 。为 了应 对 临近 空 间 高超 声速 武器 的威 胁 ，必
（ 中 国 空 空 导 弹研 究 院 ，河 南 洛 阳 ４ ７ １ ０ ０ ９ ）
摘要： 本文针对临近 空间高超声速 飞行器的红外特性进行建模仿真与分析。以美国 Ｘ 一 ５ １ Ａ的飞行器 模 型 为 例 ， 综 合 考 虑 目标 的 运 动状 态 、 大 气 环 境 等 的 影 响 作 用 ，使 用 Ｆ Ｌ Ｕ Ｅ Ｎ Ｔ 软 件 和 Ｓ Ｅ ． ＷＯ Ｒ Ｋ Ｂ Ｅ ＮＣ Ｈ ． Ｅ Ｏ软件建 立目标三维温度场模型和红外特性模型，并分析其红外特性。 关键词 ：临近 空间；高超声速飞行器 ；红外仿真；红外特性 中图 分类 号 ：Ｔ Ｎ ２ １ ６ 文 献标 识码 ：Ａ 文 章编 号 ：１ ０ ０ １ ． ８ ８ ９ １ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ８ — ０ ７ ４ ６ — ０ ５
STK在飞行器仿真试验与数据分析中的应用
STK在飞行器仿真试验与数据分析中的应用STK（Systems Tool Kit）是一款专业的飞行器仿真软件，被广泛应用于航天器、卫星、导弹等飞行器的仿真试验和数据分析中。
STK具有强大的功能和用户友好的界面，能够帮助工程师和研究人员进行复杂的飞行器仿真试验以及对仿真数据进行深入的分析。
在飞行器仿真试验中，STK可以模拟飞行器在各种环境条件下的飞行轨迹、姿态、动力学和性能。
用户可以通过STK的图形界面来设置仿真场景，包括仿真飞行器的起飞、飞行、起降、姿态调整等过程，还可以设定不同的环境条件和任务要求，如气候条件、地形地貌、通信连通性等。
通过STK的仿真模块，用户可以实时仿真飞行器的运行状态，观察飞行器在不同环境条件下的性能表现，及时发现潜在问题并作出调整。
此外，在飞行器仿真试验中，STK还能够模拟飞行器与其他物体（如卫星、地面站等）之间的相互作用，实现复杂的多体动力学仿真。
用户可以通过STK的多体动力学仿真模块建立不同飞行器和物体之间的关系，并模拟它们之间的相互作用，包括碰撞、对接、轨道交会等。
通过这些仿真试验，用户可以评估飞行器的操作性能、安全性能以及与其他物体的互动效果，为实际飞行器的设计和操作提供重要参考。
在飞行器仿真数据分析方面，STK具有先进的数据处理和可视化功能，能够帮助用户对仿真数据进行深入分析和挖掘。
用户可以通过STK的数据处理模块导入、处理和管理仿真数据，包括轨道数据、姿态数据、动力学数据等。
STK还提供了丰富的数据可视化工具，用户可以通过图表、曲线、动画等形式展现仿真数据的变化趋势和关联关系，深入了解飞行器仿真试验的结果和影响因素。
在实际应用中，STK在飞行器仿真试验和数据分析中发挥了重要作用。
首先，STK可以帮助用户进行全面的飞行器仿真试验，评估飞行器性能和安全性，提高飞行器设计的精度和可靠性。
其次，STK可以帮助用户分析仿真数据，挖掘数据背后的规律和信息，为决策提供科学依据。
临近空间高超声速飞行器目标特性及突防威胁分析
•工程应用*航天电子对抗2019年第6期临近空间高超声速飞行器目标特性及突防威胁分析余协正，陈宁，陈萍萍，陈亮，刘国生，杨梅森（中国航天科工集团8511研究所，江苏南京210007）摘要：通过选取美国HTV-2和X-51A两种典型体制临近空间高超声速飞行器进行对比，分析了不同体制临近空间高超声速飞行器在弹道特性、飞行特性、雷达散射特性和红外辐射特性等主要目标特性及其与传统弹道导弹和巡航导弹的差异，并对临近空间高超声速飞行器当前及将来可能面临的突防威胁进行梳理与分析$结果表明，随着探测系统和拦截弹的升级，以及传统突防措施在临近空间使用受到限制，未来临近空间高超声速飞行器突防威胁不容小觑$在开展临近空间高超声速飞行器研制过程中，必须同步考虑适用于临近空间高超声速飞行器的突防技术措施和突防装备$关键词：临近空间；高超声速；目标特性；突防中图分类号：TN971+.1文献标识码：ATarget characteristics and penetration threats analysis ofhypersonic vehicle in the near-spaceYu Xiezheng&Chen Ning,Chen Pingping&Chen Liang&Liu Guosheng&Yang Meisen(No.8511Research Institute of CASIC,Nanjing210007,Jiangsu,China)Abstract:By selecting two typical near-space hypersonic vehicles HTV-2and X-51A for comparative anal-ysis,the maintargetcharacteristicsofnear-spacehypersonicvehiclesunderdiferentsystems,suchasbalisticcharacteristics,flightcharacteristics,radarcharacteristicsandinfraredcharacteristicsandsoon,andthedifer-encesbetweenbalisticmissilesandcruisemissilesareanalyzed.Thepresentandfuturepenetrationthreatsofnear-spacehypersonicvehiclesareanalyzed.Theresultsshowthat,withtheupgradingofdetectionsystemandinterceptortechnology,andtheuseoftraditionalpenetration measuresinnear-spaceislimited.Simultaneousconsideration mustbegiventothedevelopmentofpenetrationtechnologiesandpenetrationequipmentsuitableforadjacentspace.Key words:near-space；hypersonic；target characteristics；penetrationo引言临近空间一般是指距地面20〜100km的空间区域，主要包括大气的平流层大部、中间层全部和部分热层，处于现有飞机的最高飞行高度和卫星的最低轨道高度之间#能够以高超声速（Ma数＞5）在临近空间高度进行持续飞行且能完成指定任务的飞行器，称为临近空间高超声速飞行器.1/。
临近空间目标光谱特性建模及仿真
临近空间目标光谱特性建模及仿真
赵阳生;杜小平
【期刊名称】《装备学院学报》
【年(卷),期】2013(000)006
【摘要】针对临近空间飞行器提出了一种建立目标光谱特性模型的实用方法。
通过对目标进行几何建模，提取面元参数；采用建立面元坐标系的方法计算各面元的方位坐标参数；基于电磁理论，分别采用 Davies 模型和 Planck 黑体辐射公式分析了目标面元的散射和辐射特性，从而建立了目标在可见光和近红外谱段的光谱特性模型。
研究结果表明，该方法具有较好的有效性和适用性，其结论能够为观测谱段的选择提供数据支持。
【总页数】5页(P83-87)
【作者】赵阳生;杜小平
【作者单位】装备学院研究生管理大队，北京 101416;装备学院航天指挥系，北京 101416
【正文语种】中文
【中图分类】O432
【相关文献】
1.基于STK的空间目标可见光散射特性建模与仿真 [J], 李艳杰;金光;钟兴
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3.临近空间高超声速飞行器红外特性建模仿真 [J], 周方方;张二磊;陈宜峰
4.空间目标的可见光散射特性建模与仿真研究 [J], 吴英;杨玲;范剑英;王洋;吴岩;王长劲
5.基于TracePro的空间目标光学散射特性建模与仿真 [J], 孙成明;赵飞;张泽因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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“高超声速”（Hypersonic）一词由我国著名科学家钱学森于1964年首次提出，实际上高超声速飞行器技术的发展起步于20世纪50年代的超声速燃烧及超声速燃烧冲压发动机（简称超燃冲压发动机）的研究，至今已经历了近70年的历史。
2013年5月美国X−51A第四次飞行试验，实现了以碳氢燃料超燃冲压发动机为动力的临近空间飞行器飞行速度和飞行距离的历史性突破，以吸气式高超声速飞行器为代表的临近空间和空天飞行器技术再次成为航空航天领域的热点，其技术难度极高，机遇和挑战并存。
高超声速飞行器技术的发展最终是要实现高超声速飞行器的飞行和应用。
高超声速飞行器是指最大飞行速度大于等于5倍声速、在大气层内或跨大气层长时间机动飞行的飞行器，其主要应用形式包括高超声速巡航导弹、高超声速滑翔飞行器、高超声速飞行平台（包括有人/无人高超声速飞机等）以及空天飞行器等具有战略威慑作用的武器装备和具有广泛用途的航天空间飞行器。
按照飞行器主级有/无动力分类，可分为高超声速有动力飞行器（例如X−51A，巡航级为主级，动力装置采用超燃冲压发动机）和高超声速无动力飞行器（例如HTV−2，滑翔体为主级，无动力滑翔飞行）等。
本文以HTV-2高超声速无动力滑翔导弹为研究对象，重点研究导弹在滑翔段和再入段的飞行过程，并利用卫星工具软件STK(Satellite Tool Kit，STK)的三维可视化仿真技术，将纯数字形式的弹道转换为立体的可视化弹道，以动画的形式呈现出来，本文的研究方向是将高超声速导弹弹道进行三维可视化。
1.2 国内外研究现状1.2.1 高超声速飞行器发展状况美国航空宇航局(NASA) 已经研究高超声速飞行器将近70 年. 2004年 3 月, NASA 成功试飞了X-43 验证机, 标志着高超声速飞行器研究领域取得阶段性成果。
一般认为, 大于 5 倍声速的速度称为高超声速。
美国自20 世纪50 年代开始研究吸气式高超声速技术。
到2004 年, 以超然冲压发动机为动力的X-43A 已经能以7 马赫到10 马赫的速度飞行. 它是吸气式高超声速推进器走向实际应用中极为重要的一步, 从20 世纪60 年代开始，以火箭为动力的高超声速技术已广泛应用于各类导弹和空间飞行器，目前世界各国正在积极发展另一类以吸气式发动机为推进系统的高超声速飞行器技术，它的结构重量更轻、航程更远、性能更优越。
2004 年以超然冲压发动机为动力的X-43A 的超声速飞行迎来了吸气式高超声速飞行的时代。
现在, 世界各国都在竞相研制高超声速飞行器。
美国在高超声速飞行器领域居领先地位。
2010 年 4 月, 美国研制的人类首架太空战斗机X-37B 成功发射升空。
紧接着, 2010 年5 月美国空军”乘波器”X-51A 型超音速巡航导弹试射成功，这意味着美军已经初步具备”全球快速打击”能力。
在美国大力构建全球即时打击网的同时, 俄罗斯力争采用新设计赶超美国，长期以来俄罗斯以及前苏联都在高超声速飞行技术领域开展了大量研究。
同美国一样,俄罗斯高超音速飞行器也处在试验阶段，俄罗斯公开展示的有”针”式和”射手”两种型号高超音速飞行器。
此外, 俄罗斯还有鹰计划和彩虹计划。
除了美国、俄罗斯之外, 澳大利亚、法国、德国、日本、印度等国长期以来也一直致力于高超声速飞行技术的研究工作, 并取得了一些阶段性的成果。
中国也把高超声速飞行器作为未来航空技术发展的主要方向。
最近公开材料显示, 中国已建设了亚洲规模最大、功能最完备的风洞群, 开始了高超声速的气动试验研究。
2010 年, 近空间飞行器的关键基础科学问题被列为重大研究研究计划，高超声速飞行器及其控制理论的研究在国内获得了广泛的关注。
1.2.2 弹道可视化仿真技术可视化仿真技术最早起源于军事仿真领域，随着计算机技术、计算机图形学、图形生成等技术的发展，可视化仿真技术已经在许多领域得到了广泛的应用，例如军事训练、武器系统研制和验证、城市规划、交互式娱乐仿真、教育训练、大型工程漫游、心理学治疗等等，可视化仿真技术已经成为当前研究的热点，并得到了广泛应用。
可视化仿真的基础是系统仿真，单纯的系统仿真擅长于实现系统仿真过程和辅助决策，对仿真过程和结果的直观性和逼真性表示方面却存在不足，可视化仿真恰好弥补了系统仿真的这一劣势，能大大提高仿真的逼真性。
可视化仿真技术特别适用于军事领域的作战训练、武器研制和评估等方面，利用可视化仿真技术，完整再现导弹飞行的全过程，对于导弹飞行过程研究、导弹战术的演练和军事人员训练具有重要的价值。
和一些发达国家相比，国内的可视化仿真技术还有一定的差距，国内弹道导弹可视化仿真的研究起步较晚，随着高精尖武器系统的研制和发展，军用仿真技术在国防科技领域得到越来越广泛的应用，但是用于战略导弹部队作战训练的弹道导弹分析仿真系统也正处于起步阶段，尚未进入大规模实用阶段。
目前弹道导弹可视化仿真中所采用的仿真平台主要有Vega、STK、OpenGL 等，本文基于STK仿真软件对高超声速飞行器弹道进行三维可视化仿真。
STK 具有轨道预报算法，具备准确预报和计算轨道目标运行轨迹的能力，且具有三维可视化模块，能逼真地显示图形，釆用进行弹道导弹可视化仿真，方便地分析复杂情况下航空和航天任务，能表现导弹飞行的全过程以及飞行过程中的飞行姿态等细节。
1.3 课题研究的目的和意义本论文以HTV-2高超声速无动力滑翔导弹为参考，以导弹在临近空间飞行过程中三自由度建模为基础，研究和分析导弹在飞行中的运动特征，根据导弹飞行原理和控制原理，模拟导弹在滑翔段和再入段飞行的全过程，并完成了导弹飞行过程的可视化仿真，建立了一个基于的可视化弹道导弹可视化仿真系统。
本文目的在于改变传统的弹道数据的呈现方式，课题研究导弹在滑翔段和再入段的飞行过程，每一段都有与之对应的数学模型，通过求解各段的微分方程组，从而得到最终的弹道数据，但是纯数字形式的弹道数据的呈现方式存有很多弊端，导弹在飞行过程在出现的问题不能及时直观的被发现，并且纯数字形式的弹道数据不够简洁形象。
所以，进行弹道的可视化仿真具有重要意义。
其次，研究高超声速导弹具有重要意义，高超声速飞行器兼有航天器和航空器的优点，融合了人类诸多航空航天领域的新技术，是未来飞行器的重要发展方向，既可应用于军事领域，也可造福于民用行业。
随着高超声速飞行器技术的发展，人类进入太空的方式也将发生巨大改变，人类自由进出空间实现太空旅行不再是梦想。
因此研究高超声速飞行器具有重要的战略意义和极高的应用价值，成为21世纪航空航天领域的研究热点，得到世界范围的广泛关注。
最后，在作战仿真方面，对于推演作战方案、验证作战概念、优化作战系统等，采取运用可视化仿真实验来推演战争过程具有很大的优越性，所以，将弹道数据三维化、形象化，可以生动形象地展现弹道的各个阶段，对于作战仿真具有重要的意义。
1.4 论文的组织结构第一章绪论。
简要介绍了本文研究背景和国内外研究现状，然后介绍了本文的研究目的和意义，最后介绍了本文的组织结构。
第二章为HTV-2飞行器简介。
首先介绍HTV-2飞行器的发展背景，然后详细说明该飞行器的气动特性、弹道以及基本参数等情况，最后介绍关于HTV-2模型的创建，以及与STK的格式转换方法与过程。
第三章为飞行器动力学模型构建与仿真。
首先，分别构建导弹质心运动所受到各种外力的模型。
其次，对导弹运动仿真结果进行详细的分析，总结导弹的飞行动态特性。
最后，介绍了本文导弹可视化仿真中常用的坐标系，并介绍了相关坐标系的转换方法。
第四章为飞行器三维可视化仿真的设计与实现。
首先，介绍了STK卫星工具软件功能与特点，分析进行导弹飞行仿真使用STK的优势，并介绍其中的相关模块以及STK与Matlab互联等。
其次，基于STK进行弹道可视化仿真，包含创建仿真场景与导入模型的介绍，最后介绍基于STK进行导弹的二维和三维弹道飞行仿真。
第五章为本文的工作总结与展望。
首先，详细总结了本文的研究工作。
然后提出本文存在的不足之处与后续工作展望。
2 HTV-2飞行器简介2.1 发展背景HTV-2是美国空军在“猎鹰”计划下重点发展的高超声速技术飞行器，主要用于验证无动力的高超声速滑翔技术，进而研究一种区别于传统弹道导弹，可在临近空间作长时间高速滑翔、机动飞行的新型武器装备，也是未来执行常规快速全球打击任务的重要武器方案。
HTV-2原计划于2009年和2010年进行两次飞行试验验证，但由于种种原因，这两次试验一直推迟到2010年4月和2011年8月才得以进行。
HTV-2是猎鹰计划最初规划的一系列高超声速技术飞行器中仅存的验证机，它的成功对整个计划的顺利开展至关重要。
因为HTV-1和HTV-2是两种一次性试验飞行器，而HTV-3X及未来的HCV 均为可重复使用的飞行器，原计划在HTV-2对高升阻比等气动关键技术取得重大进展后才对后续可重复使用的飞行器进行深入研究与验证，但由于预算大幅缩减，原计划于2012年进行首次飞行试验的HTV-3X已于2008年10月宣布终止研究。
HTV-2被定位在支持“打击/持久作战能力”这一类，定义为高超声速机动滑翔飞行器，要求支持助推滑翔高超声速武器精确打击固定目标和深埋目标。
通过HTV-2 进行验证的是:高升阻比高超声速气动布局研究、气动热力学分析技术(含低成本外形稳定的材料) 、自适应制导和控制技术及高超声速机动滑翔飞行器中武器载荷配置技术。
2.2 基本介绍迄今，HTV-2详细的气动布局尚未对外公布。
从一些公开发表的文献及网络资料可知，HTV-2气动布局具有乘波体与升力体相结合的特征。
图2.1为HTV-2 正面、底部和后部的气动外形图，由图可见，它具有尖前缘、大后掠的特征，后缘布置有扩张式体襟翼与RCS控制机构。
该气动布局具有非常高的升阻比，使其在弹道下降段有较长的航程，且横向机动范围较大。
HTV-2由米诺陶Ⅳ运载火箭运送到临近空间，与火箭实现分离后再入大气层，以马赫数20的速度进行无动力滑翔飞行。
整个飞行过程包括发射、再入方向调整、再入、拉起、滑翔、机动飞行、末端控制降落等几个阶段。
HTV-2大部分时间在大气层内飞行，最大飞行高度低于150km。
图2.2为HTV-2飞行弹道与传统弹道导弹飞行弹道的对比。
本文重点研究HTV-2导弹在空中滑翔、机动飞行、末端控制降落几个飞行阶段。
与传统的弹道导弹不同，由于HTV-2要在大气层内进行长时间的滑翔飞行，累积的热载荷要求其气动布局充分考虑热环境。
查阅相关资料，初步得到HTV-2一些特征参数，如表1。
STK的模型可以采用以下两种方式创建：（1）使用文本编辑软件编辑现有模型的文件，创建类似的模型。
（2）采用三维建模软件3D MAX、Lightwave、Maya等软件创建三维模型，然后使用LwConvert软件转换为mdl文件格式。