王学良

（江南机电设计研究所，贵州贵阳，550000）

一种基于OpenGL的重合航迹处理方法

王学良

（江南机电设计研究所，贵州贵阳，550000）

本文通过对模拟航迹仿真，表明该方法能够正确显示重叠航迹、临近航迹信息，相比传统显示处理方法，航迹信息辨识度及航迹信息的显示效率均有明显提高。本文方法思路简单、清晰，易于编程实现，具有较高的工程应用价值。

重合点迹；OpenGL；中间处理层

0 引言

OpenGL的全称为Open Graphics Library，中文名称为开放式图形库，它为程序的图形显示提供了一个图形硬件接口，是一个功能强大、调用方便的底层图形函数库。并具有兼容各类主流操作系统、适用于不同计算机环境、体积小、使用简单等特点。这些特点使其在C3I系统显控软件的开发中得到了广泛的应用。

本文主要根据OpenGL的显示原理，提出一种对显示区域内有效像素进行多目标航迹重合判定的处理方法，提高C3I系统对目标航迹显示的辨识效果，降低显示系统对于大批次、全航迹目标显示处理的资源消耗。

1 多信息源航迹信息在显示坐标系下的处理

1.1 多信息源目标位置坐标系转换处理

在C3I系统中，目标的航迹信息可能来源于处于不同测量位置的多种探测与跟踪设备。这些设备所提供的目标航迹信息，最终需要汇总并在C3I系统中的统一坐标平面内进行显示。不同信息源产生的目标位置信息通过通信网络向地面防空C3I系统传输时，主要包含目标、导弹位置在大地球坐标系下的斜距、方位角、高低角参数及测量站经度、纬度、海拔高度信息。为了将不同测量点提供的目标信息统一到以本地目标探测传感器为中心的大地球坐标系下，需要将进行坐标变换。

首先，假设目标所在地的经纬度坐标分别为：经度cJ、纬度Wc和海拔高度Hc，本地目标探测传感器所在地的经纬度坐标分别为：经度zJ、纬度zW和海拔高度zH，目标在外部测量设备中的大地球坐标为：斜距mtiR，方位角mtiβ和高低角mtiε。则该目标在地心直角坐标系下的坐标为计算公式如下：

1.2 目标位置在显示坐标系的映射

多源目标信息经过1.1条处理后，已经装换为以C3I系统所在地为中心的目标航迹极坐标信息。但是，这些以信息并不能直接在OpenGL绘图区域显示。为了在显示器上显示场景中的二维航迹信息，需要把航迹信息投影到二维观察平面上。

显示器上显示的信息内容以像素为基本单位，每一个目标的位置、航迹信息都需要与屏幕上的像素点一一映射才能完成绘制。因此，需要获得屏幕上显示区域所包含的像素点个数。假设空情态势显示圆形区域，显示坐标系定义为正北方向为Y轴正方向、正东为X轴正方向。符号P表示显示圆盘半径表示范围用，符号n表示圆盘半径长度对应的像素点个数，则目标在显示坐标系下的参数按公式（8）、公式（9）得到：

若显示圆盘半径表示范围为P=600km，对应像素点个数为n=600，则两个像素对应的目标数值范围为1km，如图2所示。常规飞行器的飞行速度在150m/s～720m/s之间，以1s为周期的刷新频率下，通过逐点绘制的目标航迹不会出现跨多个像素点的不连续现象，能够保证航迹信息的连续、平滑显示。

2 航迹信息复合处理

2.1 显示区域像素点复合处理方法

根据OpenGL显示原理，无论空情态势显示区域内显示的目标数量有多少，构成航迹的点的数量有多大，最终投影在有效显示区域内的像素点的个数恒定不变。

假设空情显示区域半径P=600km，对应像素点个数为n=600，则显示矩形区域内共有像素点360000个。但是，在实际使用中，目标的飞行轨迹相对集中，目标间保持着一定的安全距离，大量像素点无实际的显示内容。为了提高软件运行效率，设置显示区域像素点复合处理数据集为动态数据集，其大小可以根据有效（需要进行显示）像素点个数进行调整。将新增有效像素点增加到动态数据集中；检测丢失目标航迹对应的像素点是否有其他目标航迹复用，如果没有则将该像素点从动态数据集中删除。最后，根据显示区域像素点复合处理数据集中的像素点的属性进行颜色设备并输出，经过复合处理后，就能够快捷的分辨出两条航迹的起始位置与重合情况。

2.2 应用举例

在空情显示软件中，设置初始航迹一致，飞行途中分别转向不同方向的两个目标，在禁用软件显示区域像素点复合处理功能进行显示时，两个不同目标间的重合部分对操作人员而言是难以分辨的。在相同飞行航迹条件下，启用显示区域像素点复合处理功能进行显示时，操作人员可清晰的分辨出两个目标的航迹重合部分,显示处理结果与预期目标一致。

3 结束语

本文提出的基于OpenGL的重合航迹处理方法，从C3I系统对航迹信息显示的实际需求出发，对多源航迹信息进行显示区域像素点复合处理,通过建立显示区显示点复合处理数据集，将航迹信息与显示像素点形成映射关系，检测每条航迹对像素点的复用情况，对复用的像素点采用标示重叠航迹的颜色进行表示。

[1] 李军,徐波.OpenGL编程指南[M].北京：机械工业出版社.2010.

[2]杨柏林,陈根浪,徐静.OpenGL编程精粹[M].北京：机械工业出版社.2010.

An OpenGL parallel track approach

Wang Xueliang
(Jiangnan mechanical and electrical design institute,Guiyang Guizhou,550000)

This article through to simulate the track simulation, it shows that the method can correctly display overlap track, near the track information, compared with the traditional display processing method, tracking information identification and tracking information display efficiency are improved obviously. The method is simple, clear, easy to program and has high engineering application value.

overlap points;OpenGL;intermediate processing layer