Details

Работа посвящена разработке отечественного программного комплекса для моделирования и анализа радиолокационных характеристик объектов сложной геометрической формы с применением методов физической оптики, современным пользовательским интерфейсом и технологиями трехмерной визуализации. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Анализ существующих методов и программных решений; 2. Проектирование архитектуры клиентского приложения на основе паттернов <<MVC>> и <<Observer>> с использованием C++ и Qt; 3. Разработка модуля обработки трехмерных моделей с поддержкой формата OBJ и реализация системы трехмерной визуализации на OpenGL; 4. Создание механизмов оптимизации моделей для повышения производительности вычислений; 5. Разработка системы визуализации результатов с поддержкой радиолокационных портретов и реализация клиент-серверного взаимодействия через WebSocket; 6. Создание системы управления проектами с сохранением состояния сессии и системой уведомлений. По результатам работы создано полнофункциональное клиентское приложение с современным графическим интерфейсом, обеспечивающее загрузку и визуализацию трехмерных моделей, настройку параметров радиолокационного моделирования, взаимодействие с вычислительным сервером и комплексную визуализацию результатов расчетов.

This work is devoted to the development of a domestic software complex for modeling and analyzing radar characteristics of objects with complex geometric shapes using physical optics methods, modern user interface, and three-dimensional visualization technologies. The research set the following goals: 1. Analysis of existing methods and software solutions and identification of their limitations; 2. Design of client application architecture based on «MVC» and «Observer» patterns using C++ and Qt technologies; 3. Development of a three-dimensional model processing module with OBJ format support and implementation of a three-dimensional visualization system using OpenGL; 4. Creation of model optimization mechanisms to improve computational performance; 5. Development of a results visualization system with radar signature support and implementation of client-server interaction via WebSocket; 6. Creation of a project management system with session state preservation and notification system. Based on the results of the work, a fully functional client application with a modern graphical interface has been created, providing loading and visualization of three-dimensional models, configuration of radar modeling parameters, interaction with the computational server, and comprehensive visualization of calculation results.

• Список обозначений и сокращений
• Введение
• Глава 1. Анализ предметной области
  • Обзор предметной области
    • Основы радиолокации
    • Эффективная площадь рассеяния
    • Радиолокационные портреты объектов
    • Поляризационные характеристики
    • Влияние подстилающей поверхности
    • Частотные диапазоны
    • Методы расчета радиолокационных характеристик
  • Сравнительный анализ аналогов
  • Анализ результатов сравнения
  • Формирование требований к программному обеспечению клиентской части
  • Выводы по главе
• Глава 2. Выбор технологий
  • Анализ и выбор технологий для разработки
    • Обоснование выбора языка программирования
    • Выбор фреймворка для графического интерфейса
    • Выбор технологии 3D-визуализации
    • Выбор средств для реализации клиент-серверного взаимодействия
    • Выбор формата данных для обмена между клиентом и сервером
  • Выводы по главе
• Глава 3. Реализация программного продукта
  • Основные модули клиентской части
    • Классы модели данных
    • Модуль обработки трехмерных моделей
    • Контроллер управления моделью
    • Модуль трехмерной визуализации
    • Механизмы оптимизации моделей
    • Модуль пользовательского интерфейса
    • Система уведомлений
    • Система управления проектами
    • Модули визуализации результатов
    • Модуль клиент-серверного взаимодействия
  • Реализация серверной части
    • Методы решения задач рассеяния электромагнитных волн
    • Формирование радиолокационных портретов
    • Математическое описание объектов локации
    • Метод физической оптики для треугольных фасетов
    • Рассеяние плоской волны треугольным элементом
    • Вычисление интеграла рассеяния для треугольной области
    • Алгоритм вычисления эффективной площади рассеяния
    • Учет подстилающей поверхности
    • Архитектура серверного приложения
    • Система управления подключениями
    • Обработка данных геометрической модели
    • Вычислительное ядро
    • Система мониторинга выполнения задач
    • Алгоритм быстрого преобразования Фурье
    • Формирование результирующих данных
    • Система управления вычислительными задачами
  • Выводы по главе
• Глава 4. Тестирование и результаты
  • Тестирование клиентской части
    • Тест-кейсы пользовательского интерфейса
    • Тест-кейсы работы с 3D-моделями
    • Тест-кейсы визуализации и взаимодействия
    • Тест-кейсы оптимизации моделей
    • Количественная оценка эффективности алгоритмов оптимизации
    • Тест-кейсы клиент-серверного взаимодействия
    • Тест-кейсы управления проектами
    • Тест-кейсы визуализации результатов
    • Заключение по верификации клиентской части
  • Тестирование серверной части
    • Зависимость радиолокационного портрета от угла падения
    • Верификация результатов расчетов
  • Выводы по главе
• Заключение
• Список использованных источников
• Приложение. Исходный код программного комплекса