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本论文所研究的问题是将惯性导航系统中十分抽象、难以理解的概念、公式,用三维动画的形式形象鲜明而又准确地展现出来,有利于加强学生对基本概念的深刻理解。 本论文重点介绍了惯性导航系统中的坐标系变换和陀螺仪基本工作原理,将计算机图形学、三维动画的相关知识有机地应用于本研究之中,获得了很好的效果。 由于惯性导航系统中对诸如坐标系之间的变换、单自由度陀螺仪运动原理、两自由度陀螺仪运动原理、陀螺仪视运动、陀螺平台运动原理等的描述,都有严格的数学方程或动力学方程,因此不能简单的用动画的形式来表现这些原理。本论文采用Visual C++和OpenGL编程语言,严格按照对象的数学方程或动力学方程进行仿真,用三维的形式展示了惯性导航系统中的概念。由于惯性导航系统中诸如飞机、导弹、地球模型以及它们之间的运动关系比较复杂,因此本论文采用的是3D Studio MAX与OpenGL相结合的办法,即用前者建模用后者进行动力学控制。 本论文最终完成了一套惯性导航系统的三维可视化软件——INSSystem 1.0,可以进行惯性导航系统的三维可视化仿真,实时仿真数据的存储、绘制以及画面和仿真动画的保存。该软件是新世纪本科教育教学改革计划——“惯导系统多媒体辅助教学系统”的重要组成部分。