GPS／MAP实现智能低空突防

低空突防在现代战争中起着十分重要的作用，并向着智能和自主式的方向发展。本文研究了采用全球定位系统（ＧＰＳ）和电子数字地图（ＭＡＰ）实现智能低空突防的几个关键问题。文中首先研究了智能低空突防的定义，给出了采用ＧＰＳ和ＭＡＰ实现智能低空突防的总体方案和工作原理。其次研究了电子数字地图的设计，包括电子数字地图的功能设计、数据库设计及软、硬件设计要求等。再次．研究了ＭＡＰ与ＧＰＳ及自动飞行控制系统（ＡＦＣＳ）的交连，设计出了ＧＰＳ与ＭＡＰ连接器电路图。最后探讨了ＧＰＳ／ＭＡＰ智能低空突防专家系统的设计，给出了专家系统的功能要求及控制逻辑，最优突防路线的设计和突防策略的选取原则等。同传统的采用地形雷达探测技术实现低空突防相比，应用ＧＰＳ和ＭＡＰ实现的智能低空突防系统在性能上和技术上都先进许多。

无人机在河流治理工程中的应用研究

以郁江贵港市宋屋至台岭段治理工程为例,阐述了应用无人机技术提高数字地形测绘效率。根据项目任务特点,结合水利行业规范,分析了无人机的应用过程及其详细技术要求,包括像控点布设、航线规划、飞行技术方案布置及实施、数据采集、外业调绘以及正射影像图(DOM)、数字线划图(DLG)制作等。

综合低空突防系统分布式仿真平台的设计与实现

为了满足综合低空突防系统试飞验证的需要，开发了一套基于局域网（ＬＡＮ）环境的综合低空突防系统分布式仿真平台。该平台将数字地图地面站、ＴＦ／ＴＡ计算机、三维显示图形工作站连接在一起，各自完成相应的功能，并由数字地图地面站作为控制中心监控和协调整个系统的运行，实现了综合低空突防系统的一体化仿真．通过运用Socket编程和ＤＣＯＭ技术，实现了各不同操作系统平台之间的数据通讯和信息传输。整个系统在局域网、跨平台环境下运行良好。

飞行器低空突防中的威胁航线优化技术研究

低空突防中的威胁回避技术是 TF/TA2系统的核心 ,直接关系到低空突防飞行器的任务生存能力。针对威胁回避的特殊要求 ,本文提出了一种基于地形可视性分析的威胁危险指标快速计算方法 ,解决了威胁的量化问题。针对在大范围任务区域内进行威胁航线优化存在计算复杂性和收敛性等问题 ,本文尝试采用遗传算法对威胁航线进行优化处理。该方法得到的威胁航线 ,严格经过出发点和目标点 ,且尽量远离威胁 ,有效提高了飞行器低空突防的任务生存率。

雷达威胁环境下的无人机三维航迹规划

提出了一种雷达威胁环境下应用A*算法进行低空突防三维航迹规划的方法。首先对地形高程数据进行综合平滑处理,建立满足无人机机动性能要求的安全飞行曲面,并结合雷达威胁量化模型,计算出地形遮蔽雷达盲区的范围,最后在满足地形遮蔽雷达盲区的安全飞行曲面上运用A*算法规划出三维飞行航迹。仿真结果显示,该算法能简单、快速地获得三维最优航迹,易于工程实现。

低空突防用数字地图信息的融合处理

数字地图是自主式 GPS/ MAP地形跟踪 /地形回避、威胁回避 (TF/ TA2 )低空突防系统中实时航迹优化的主要信息来源。为简化实时航迹优化算法 ,减少机载数字地图的存储空间 ,文中提出了一种把威胁等效为地形的方法 ,并在此基础上进行了低空突防用数字地图的地形、地物和威胁信息的融合 ,得到了一种综合地形高程数据。在此综合地形高程数据上 ,只需采用地形跟踪 /地形回避 (TF/ TA)最优航迹算法 ,便既可实现地形回避 ,又可实现威胁回避。此外 ,对于孤立的山峰和地物 ,文中采用单独处理并与综合地形高程数据关联存储的方法 。

一种低空突防的雷达地形遮蔽盲区算法研究

利用雷达地形遮蔽盲区进行低空突防对敌人地面目标进行攻击是航迹规划关键技术之一。分析了雷达盲区的生成因素,给出了数字地图的处理方法,并提出了一种建立雷达地形遮蔽盲区的快速构造方法并对该算法进行了仿真验证,仿真结果表明该算法的可行性。

面向低空突防的三维可视化仿真

三维可视化技术是计算机技术发展的热门之一，数字地图与ＧＰＳ相结合的综合ＴＦ／ＴＡ技术是飞行控制领域的一个重要分支。本文在现有技术基础上，实现了对ＴＦ／ＴＡ技术的三维可视化仿真功能。文中首先简要介绍了三维可视化仿真程序Ｔｅｒａｉｎ的主要功能，讨论了飞机与地形的生成与显示原理，然后讨论了三维场景的操纵机制，最后给出了仿真实例。

航迹规划中数字地图的设计与应用

针对低空突防中地形因素和敌方威胁的潜在影响 ,研究了在安全保障前提下 ,飞行最小危险曲面 (SOMR)及该曲面拟合与数字地图生成的方法 ,并通过坐标变换将飞行器的运动方程变换到该曲面上 ,从而将地形和威胁因素引入飞行器运动方程。运用极小值原理 ,提出了飞行时间 -地形遮蔽最优 TF/ TA2 轨迹性能指标。给出了地形数据库加载模型 ,并完成了将高程数据库加载到航迹规划中的仿真。仿真结果表明 ,该算法不仅能紧密跟随地形 ,而且能自动回避威胁和障碍。

基于数字地图预处理的低空突防飞行路线规划

地形跟随 地形规避威胁回避TF TA2 (TerrainFollowing ,TerrainAvoidance ,ThreatAvoidance)路线规划是低空突防研究的关键技术.地形信息存贮在数字地图中.为保证所设计路线对飞行器来说是可实现的,研究了数字地图的预处理,把地形、威胁及飞行器性能等信息融合构造了虚拟的地形表面.预处理包括数据文件压缩、威胁信息转化为地形信息、数据插值、及地形的平滑处理.通过设计综合TF TA2 的指标函数、根据A 算法对其转化,并采用优化方法,可实现三维TF TA2 路线规划.仿真结果证明了算法的有效性.

基于小波变换的数字地图数据压缩技术研究

针对数字地图数据的特点 ,提出了一种基于小波变换的数字地图压缩方法。文中主要研究了小波滤波器的选取、标量量化、自适应算术编码、压缩文件存储格式等问题 ,并就在给定精度要求的前提下如何获得最大压缩比的问题进行了深入研究。文末应用该方法对 5种不同类型的数字地图数据进行了压缩与解压缩测试。结果表明 ,该方法与其他方法相比较 ,能够在相同失真的情况下产生更大的压缩比。

有限干预下的UAV低空突防航迹规划

低空突防航迹规划是实现有人机和无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)编队协同作战的关键技术,针对目前智能算法在求解低空突防航迹规划问题中存在的不足,充分发挥人脑这个超级智能系统来引导飞行航迹求解过程,将基于角度量编码的小生境伪并行自适应遗传算法(niche adaptive pseudo parallel genetic algorithm,NAPPGA)和人有限干预情况下的智能决策结合起来,提出UAV低空突防航迹规划技术。通过大量仿真计算,结果表明,应用该技术预规划和重规划的三维航迹能够有效实现威胁回避、地形回避和地形跟随,满足UAV低空突防要求,具有一定的实用性。

应用PSO算法的无人机三维航迹规划

无人机只有进行精确的三维航迹规划才能提高低空突防的成功率,而三维航迹规划由于搜索空间巨大,一直是航迹规划中的难点。采用粒子群优化(PSO)算法进行无人机的三维航迹规划,以最大水平转弯角、最大爬升/下滑角、最小步长、最小离地高度和最短距离作为适应度函数的评价指标。对算法进行了相应的仿真验证,结果表明该算法所需时间短,占用内存少,有利于工程实现。

基于数字地图预处理的低空突防航迹规划

为保证飞行器能够实现所规划的航迹,研究了将地形及飞行器性能等信息融合构造虚拟地形表面的数字地图预处理方法,包括数据插值具体步骤和地形平滑处理方法。通过设计综合地形跟随、地形回避、威胁回避(TF/TA2)的目标函数,对最小威胁曲面进行转化,提高了实时航迹规划的速度,采用微分进化(DE)优化算法,实现了三维TF/TA2最优实时航迹规划。仿真结果表明,此地图预处理和实时航迹规划算法是有效可行的。

分水岭分割算法的飞行器低空突防航路规划

针对军用飞行器路径规划中存在的规划空间维数爆炸问题,重点研究了一种简化初始路径规划空间的方法。首先将数字高程地图灰度图像化并叠加等效威胁,得到综合威胁地形灰度图像,在此基础上,引入控制标记符对其进行分水岭分割,从而得到初始路径规划空间的无向网络图。针对网络图中存在的很多不相关的分枝,采用了数学形态学的剪枝算法进行剪枝处理;针对网络节点之间可能存在的并行路径问题,以路径最短为原则裁剪较长的并行路径从而实现初始路径规划空间的优化。最后,运用A*算法进行航路寻优,并在飞行器性能约束条件下对所得航路进行拟合修正。仿真结果表明了该方法的可行性。

机(弹)载数字地图在低空突防中的应用

低空突防是实现 (机 )弹有效打击的基本保证 ,而数字地图库的成功生成及加载是实现低空突防的关键技术之一。针对数字地图在低空突防中的应用问题 ,研究了突防飞行器的数学模型 ,建立了最小威胁曲面 ,给出了高程数据库加载的数学模型 ,进行了算法的设计和实现 ,并完成了将高程数据库加载到航迹规划中的仿真。结果有助于地形辅助

基于启发式A＊算法的飞行器三维航路规划

提出了一种基于启发式A*算法的三维航路规划方法并进行了仿真验证。首先对地形的高程栅格数据进行综合平滑处理,建立满足飞行器机动性能的安全飞行曲面,结合威胁数据的量化模型,采用改进的A*算法在安全飞行曲面上规划出三维飞行航路,并对搜索出的航路进行了优化和平滑处理。仿真结果显示,算法简单快速,能满足飞行器执行不同任务的需要,易于工程实现。

固定翼无人机低空航摄数字化地形测量方法研究

在地形测量过程中地面分辨率冗余性较高,从而增加影像数据量,导致地形测量效果较差,为此设计一种固定翼无人机低空航摄数字化地形测量方法。结合固定翼无人机航空摄影的规范要求,确定数字影像的覆盖宽度,增加影像数据量,获取地形影像作业,对航测像片旋转处理与图像空三加密,并对图像中关键点方向分配,通过计算得到的位置、尺度和方向信息的关键点,输出地形测量的关键点,以此完成固定翼无人机低空航摄数字化地形测量。实验通过测量投入人数与测量时间两个指标衡量测量效率,结果表明,此次设计的固定翼无人机低空航摄数字化地形测量方法比传统两种方法耗费人力少,并且输出的正摄影像分辨率高,证明此次设计的方法不仅能够减少测量过程中的人员投入,还能够提高测量图像的分辨率。

无人机航测应用于沙漠地区1∶2000地形测图

无人机低空航测摄影技术已成为目前最重要的测绘手段,其具有快速获取信息、地面分辨率高的优势。本文根据沙漠地形地貌的特点,选取飞前布控野外地标点的方案来进行空三解算与正射纠正,提高了影像的几何精度。利用点云地形点采集方法便捷高效的生成等高线,使最终地形图的平面和高程精度达到了1∶2000地形图的要求,为无人机在沙漠地形测量中的应用提供了一套完整的解决方案。

基于数字地图的高速无人机低空航线控制系统设计

为解决高速无人机低空突防高度控制精度问题、搭载高精度传感器使用成本问题及地形位置信息存储、运算问题,文章设计了一种基于数字地图的高速无人机低空航线控制系统,通过对预设航线飞行区域的数字地图高度信息拾取、处理并规划调整航线,通过引入GPS垂速并结合无人机自身飞行性能调整飞行控制参数解决高度跟随控制精度问题,在提高精度的同时完成对成本的控制,具有较强的工程使用价值。