临近空间平台下地形四叉树优化分割算法

提出一种利用四叉树算法生成临近空间平台下动态地形的新方法,并提出了一种新的四叉树递归分割算法的实时优化算法,利用可见性剔除的简化策略和数据简化的存储方式,解决地形绘制的裂缝问题。通过对该算法的实现和优化,在保证一定地形环境的视觉真实程度前提下,达到提高实时渲染速度的目的。实验结果表明:采用本文提出的四叉树算法可以快速对地形数据进行网格剖分,且可得到较好的剖分效果。     

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／ＴＡ＾２）低空突防系统中实时航迹优化的主要信息来源。为简化实时透迹优化算法，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，     

TF／TA^2飞行控制系统设计—问题和方法

综合ＴＦ／ＴＡ＾２飞行控制系统的研究目的就是开发一种飞行控制技术，使飞机可以进行超低空机动飞行，有效地回避山峰，建筑物以及各种威胁，提高飞机的飞行安全和任务生存能力。本文介绍了综合地形跟随／地形回避／威胁回避飞行控制系统的系统框架和主要功能模块讨论在本文２设计过程中遇到的主要理论和技术问题，并阐述了了解决问题的思路和方法。     

地形辅助惯性导航系统研究

介绍了地形辅助惯性导航系统，并对其进行了仿真研究，为了仿真研究的方便，根据地形的统计模型，利用计算机生成了模拟的数字地图，仿真实验验证了用数字地图来辅助惯性导航可以有效地提高导航精度，地形的粗糙度对导航精度有影响。     

综合TF／TA飞行的航迹控制与仿真

在超低空突防过程中．有效的航迹跟踪控制算法是飞行器顺利完成综合地形跟随／地形回避(TF／TA)飞行任务的保证。在综合TF／TA飞行过程中，由于飞行器需作大机动飞行，纵、横向之间存在严重耦合，常规的航迹跟踪控制算法亦不适用。本文将六自由度飞机状态方程描述为纵、横向两个子系统所构成的关联大系统，并在一定的假设条件下将两者之间的耦合成分分别看作纵、横的控制量的一部分，然后利用大系统变结构控制理论，对TF／TA飞行的纵、横向的轨迹控制律进行独立设计，降低了理论研究和工程实现的难度。仿真例子表明这一方法是可行的。     

地形跟随系统的仿真

本文探讨了低空突防地形跟随系统的仿真问题。分为如下几个方面:①低空突防飞行任务的仿真目的与基本要求;②地形跟随系统的主要组成部分及其仿真实现方案;③地形输入的实现方法和地形跟随雷达的仿真;④一个实用的多功能地形跟随系统仿真软件包;⑤一种以系统计算机实现的地形跟随系统实时仿真方案,及其实时控制技术原理;⑥地形跟随数字仿真和半物理实时仿真的仿真结果。     

基于数字地图预处理的实时航迹规划

地形跟随／地形回避，威胁回避（TF／TA2）实时航迹规划是自主式TF／TA2低空突防系统的关键技术之一，本文在数字地图预处理技术的基础上，提出了完全曲面的概念，从而使三维最优航迹规划转化为在安全曲面上的二维规划，降低民规划维数，减少了存储量和计算量，提高了实时航迹规划的速度，使之更适于在机载条件下实现，文中同时提出了对未预知崦由机载传感器实测到的障碍和威胁的处理方法，使最优航迹能有效地回避这些障碍和威胁，仿真结果表明，文中所提出的实时航迹规划算法是有效的。     

直升机最优航迹规划与地形跟踪

研究了直升机贴地飞行地形跟踪/地形回避的最优航迹规划方法。该方法综合考虑地形、威胁和障碍,将直升机的机动约束转化为经平滑处理的地形模型,通过结合地形模型与直升机运动方程,使有约束最优控制问题转化为无约束最优控制问题。另外,本文利用广义预测控制（Generalized predictive control,GPC）方法建立直升机贴地飞行最优航迹跟踪控制模型,通过仿真计算表明,广义预测控制可在纵向平面内精确跟踪最优航迹。     

RANDOM TERRAIN MODEL

在超低空突防技术研究过程中，需要对ＴＦ／ＴＡ算法进行测试。为了解决一个实时测试问题，本文在将地形定义为相关性是指数衰减的随机过程的基础上，给出了一个离散的两维一阶自递归算法产生随机地形数据。对不同的地形情况测试了ＴＦ／ＴＡ优化算法，该算法拥有可调的粗糙度参数。     

一种新的综合TF／TA最优航迹算法

综合ＴＦ／ＴＡ是新一代低空突防技术，ＴＦ／ＴＡ最优航迹的计算是其控制系统的核心。文中提出了一种新的综合ＴＦ／ＴＡ最优航迹算法，它用动态规划和树型搜索相结合的方法，实时计算综合ＴＦ／ＴＡ最优航迹。算法考虑了飞机机动能力的约束，使最优航迹在不需要平滑处理时就是一个可实现航迹。另外还考虑了威胁的影响，使最优航迹能有效地进行威胁回避。计算结果表明，所得的最优航迹具有综合地形跟踪／回避和威胁回避的能力。     

基于网格划分的ADS-B地面站信号覆盖及选址分析

针对通用航空飞行活动的安全监视问题,合理的广播式自动相关监视（Automatic dependent surveillance-broadcast,ADS-B）地面站选址规划能够提高空域的监视范围,基于网格划分分析ADS-B地面站对真实高度的监视信号覆盖范围并进行选址分析。考虑地球曲率和地形遮蔽对信号传播距离的影响,采用数字地理高程数据建立地理模型,将空域网格化处理,用Xdraw算法计算网格覆盖性,确定ADS-B地面站对真实高度的最大理论覆盖范围,构建地面站最大覆盖模型进行空间规划布局。最后,对ADS-B地面站信号覆盖情况进行仿真,并以湖北省为例,计算出满足该区域覆盖需求的地面站布局。为实际工作中的地面站布局规划提供了依据。     

机场终端区障碍物对DME导航台信号覆盖影响分析

针对机场终端区障碍物对DME导航台辐射分布的影响,本文利用可视性分析理论与电磁波传播理论,考虑机场终端区实际地形影响,针对单个DME地面导航台进行信号覆盖范围的研究,提出研究单个DME导航台信号覆盖范围的一种方法。分析机场终端区障碍物对DME导航台电磁波的遮蔽效应,并利用可视化的方法结合数字地形予以呈现,这一研究可以为机场建设导航台的布置,障碍物评估等方面提供理论依据,对于民航机场的安全运营有重要意义。     

低空突防用数字地形的平滑处理

数字地形是自主式 GPS/ MAP地形跟随 /地形回避 (TF/ TA)低空突防系统的主要信息来源之一。考虑到飞行器机动能力的限制和飞行的安全性 ,必须对实际地形进行平滑处理。文中首先提出了一种改进型的曲率限制平滑算法。在此基础上 ,给出了一种综合的坡度曲率限制平滑算法 ,它使平滑后的地形不仅满足飞行器纵向机动能力的限制 ,而且较贴合原地形也较原地形高。从而使得在平滑后的地形上进行实时航迹优化是安全可靠的。同时 ,由于平滑后的地形有坡度的限制 ,使实时航迹优化过程中对飞行器在各个方向的离地间隙的限制转化为只要限制飞行器的纵向垂直离地间隙 ,简化了实时航迹优化算法 ,从而易于工程实现。仿真结果表明 ,该算法是有效的。     

巡航导弹中制导阶段航迹规划算法

巡航导弹作为一种精确打击武器在现代战争中发挥着越来越大的作用。文中总结了飞行器航迹规划算法和地面防空威胁的建模方法,并结合巡航导弹自身特点提出了新的航迹规划算法。该算法在动态规划思想的基础上通过动态调整各个惩罚因素之间的比例关系,解决了巡航导弹在威胁条件下优先规避威胁区域和充分利用局部地形信息寻找地形掩护飞行的要求,生成了满足巡航导弹中制导阶段的要求航迹规划结果。经过实验仿真证明,该算法具有收敛速度快和计算量较小的优点。     

飞行程序设计中地形接近率与近地告警的关系

在地形起伏较大的山区,飞行程序设计符合规范要求,仍会出现近地告警,影响航空器的运行安全。本文结合实例分析了易触发近地告警的情况,揭示了地形变化率与告警阈值之间的关系。通过概率分析论证,提出尽早建立着陆构型且截获盲降信号的优化建议,降低了因地形变化率过大而触发近地告警的概率,保障航空器运行正常。     

基于SuperMap复杂地形下的直升机飞行计划制定方法研究

制定飞行计划是直升机飞行前一项必要的准备工作。面对山区、人工构筑物较多、气象条件恶劣等复杂环境,制定飞行计划时必须考虑直升机性能。本文选定某一航路,针对其复杂地形,利用SuperMap软件绘制目视航图,并根据直升机的性能选择合适的飞行高度,计算燃油量,制定完整的飞行计划。     

适应角法地形跟随飞行控制系统的物理仿真研究

本文系统介绍了用适应角法理论设计的长空无人驾驶飞机地形跟随系统的地面物理仿真。阐述了飞机模型的建立、地形跟随计算机样机的研制,以及为地面物理仿真而专门设计制成的雷达、无线电高度表模拟装置。通过这一大型数模混合仿真试验,可对地形跟随系统的全貌有一个直接的了解,为地形跟随系统的工程实现打下了良好的基础。     

落地过程中的视觉错觉

本对落地过程中容易碰到的视觉错觉的主要类型及其危害了归纳总结，即天气来带来的错觉、跑道和地形坡度错觉、跑道宽度错觉等，并提出了消除视觉错觉带来的危害的措施。     

基于流体力学的复杂地形下机场风场数值模拟

低空风切变是影响进离场飞行器安全的重要因素之一。本文利用流体力学软件构建出复杂地形条件下机场区域的仿真模型,以模拟真实条件下机场范围内的风场结构。模拟结果表明,流体力学软件对机场风场的模拟效果较好,较为真实地反映出机场范围内风场结构及低空风切变多发高度层。     

基于球空间极近距离障碍物的超声检测方法

以机器人工作空间的障碍物检测为研究对象，提出了一种不同于传统的超声测距的新的检测方法——研究球空间极近距离障碍物的超声波测距理论和利用相关算法进行信号处理实现抗多径干扰，提高了超声波测量的精度。利用特殊分布的超声传感器阵列进行超声测距和球面三点定位的原理，不仅可以检测出障碍物的空间距离，还可以检测出障碍物的空间方位。