1) 作為科研平臺,支持氣象環境仿真算法研究,支持 WXR 探測算法研究,支持其它相關研究。(航太科技指導甲方進行該領域的科學研究,并組織相關科研交流活動)
2) 作為教學平臺,提供氣象環境的動態展示,提供 WXR 原理和功能演示,提供不少于 5 個故障演練項目。
3) 采用計算機硬件半物理仿真技術和軟件技術,提供特定機載氣象雷達設備(如 CollinsWXR-2100 型號)的核心功能、顯示畫面和控制面板等的仿真界面。
4) 當有多個席位時,系統支持多人同時在線培訓。在特定的網絡帶寬下,運行流暢穩定,畫面實時渲染效果良好。
5) 建立交互式 VR 系統,直觀顯示機載氣象雷達及其主要組成設備的工作原理及實踐訓練操作所產生的效應。系統虛擬場景畫面逼真,易于操作。
6) 提供實飛仿真環境和航空氣象條件,動態演示機載氣象雷達的工作狀態和飛行中故障可能引起的后果,能隨操作播放模擬音效、音效逼真。
7) 航空氣象環境仿真模塊提供不小于 1000×1000 公里范圍內風場和云場動態數據及其三維可視化顯示結果,支持湍流、風切變、等特定局部氣象環境仿真。
8) 機載氣象雷達仿真模塊能實時根據飛行位置和狀態生成氣象雷達回波數據及其顯示畫面,其告警信息顯示方式、雷達控制面板功能及界面與現有機載氣象雷達設備一致。實操模擬系統支持良好的教學設計。
9) 飛行控制、氣象仿真和機載氣象雷達仿真模塊能獨立運行,并支持二次開發,便于科研人員在此平臺上進行科學研究和技術探索。
1) 運行環境:工作溫度 15℃~+30℃;相對濕度 40~70%.
2) 仿真誤差:軟件仿真部件外形、位置及顯示參數與仿真對象保持一致; 軟件仿真跳開關外形、 位置及動作與實物仿真對象保持一致。
3) 仿真系統內所有設備平均無故障運行時間: 不小于 2000 小時,系統運行故障率小于 0.5%;
4) 仿真系統滿負載運行時噪音不大于 50 dB;
5) 仿真系統計時精度 1 毫秒
6) 仿真飛行器運動軌跡點更新幀率≥60 幀/秒
7) 仿真系統在最大處理能力下的響應速度<0.5 秒
8) 最多能同時模擬處理的運動目標數>8 個
9) 最多能模擬的氣象條件種類>8 種
10) 視景系統總體水平視角≥90°
11) 視景垂直視角≥33°
12) 仿真系統的刷新率>60 赫茲
13) 顏色深度 32 位
14) 視景刷新幀率>60 幀/秒
15) 視景多采樣反走樣模板≥8 倍
16) 網絡連接速率 1000Mbps
1) 給出基于衛星觀測數據反演的大尺度航空氣象環境實時仿真基礎理論和強對流天氣三維數值模擬的高速并行計算方法, 探明大范圍觀測數據和局部精細氣象數學模型間的耦合關系。
2) 給出帶有大氣微物理和大氣動力學的綜合數學模型, 可用于描述小粒子(云滴、冰晶)和大粒子(雨滴、雪花、霰粒、雹塊等)的形成、轉化和聚合增長的物理規律,對于云和降水粒子形成、增長和轉化過程描述較為精細,可用于局部強對流天氣過程的數值模擬。
3) 針對航空氣象數值模擬建立CPU-GPU異構并行化計算的算法設計框架,充分利用異構平臺上主、從處理器獨立計算的特性,形成一套適合大規模實時仿真模擬的高速并行處理的關鍵技術, 并支持在此基礎之上的進一步科學研究和二次開發。
4) 設定、啟動和編輯航空氣象場景。
5) 通過網絡通信協議對外實時廣播氣象環境數據。
6) 可支持 2 小時以上大范圍三維風場、云場動態仿真。
機載氣象雷達仿真系統支持對氣象雷達系統功能、工作原理、顯示畫面的仿真,適于動態展示相關原理和操作流程,具體功能包括:
1) 提供對氣象雷達的功能與組成的教學演示模塊, 并提供三維動態演示的不同航空氣象環境對飛行安全的影響。
2) 提供軟件仿真氣象雷達基本工作原理展示 (包括但不限于氣象回波顯示、地形顯示、湍流識別、分切變識別和地雜波抑制等),并保證機載氣象雷達設備的仿真原型是國內航空公司現役機型的裝機產品。
3) 提供雷達發射、接收電路的基本工作原理動態展示。
4) 提供雷達天線基礎原理展示 (包括雷達波束、 頻率、 天線外形、伺服機構等部件的三維展示)。
5) 提供雷達顯示器及其相關控制面板的仿真, 并對相關飛行儀表也進行同步顯示。
簡易飛行仿真座艙(飛行控制仿真子系統)通過建立氣動力、地面特性、起落架、質量、運動方程、大氣環境和特殊環境等模型對飛機地面和空中的全包線特性進行仿真,功能包括:
1) 具備良好的人機交互界面, 可通過飛行搖桿等物理設備操縱飛機進行模擬飛行。
2) 提供三維飛行場景顯示, 可模擬飛行員所看到的座艙外部的景象,動態展示飛機的姿態、位置、高度、速度以及天氣等情況。
3) 飛行控制模塊應提供 6 自由度飛行仿真計算, 從而支持動態展示飛機穿越特定氣象環境時的運動狀態。
4) 機外三維飛行場景、 飛機運動狀態須通過網絡通信協議與航空氣象環境仿真軟件保持動態一致。
5) 提供基本的仿真綜合電子儀表系統,顯示位置、顯示內容、顯示方式等均應與特定機型保持一致。