一种三维地形特征提取和匹配方法

针对行星漫游器地形相关导航中的地形匹配问题，提出一套三维地形特征提取匹配方法。该方法通过特征邻域散布矩阵特征值检测凸起和凹陷地形，以特征间距离和方向为元素构成三维特征描述集合，并引入集合相似理论判别特征是否匹配。由于采用特征之间的相对位置关系描述特征，从而提高了稀疏三维点云条件下地形特征的显著性。仿真结果表明，对于激光雷达（LiDAR）获取的三维地形数据，所提方法在特征重复检出率和正确匹配率方面优于现有方法，能够满足行星漫游器导航对地形匹配的要求。     

直升机用地形跟随／地形回避／威胁回避系统

由于敌方空中防御系统的技术水平不断提高，直升机在敌人防线外执行低空突防任务时必须改善它的隐蔽性并降低其可检测性，地形跟随／地形回避／威胁回避系统能提供对飞机的导航和控制。     

基于嫦娥一号卫星获取的DEM研究月球车通信的可达性

月球车通信可达性分析为研究月球车着陆点选择提供了依据。主要通过建立数学模型,将由测高数据获取的数字高程模型(DEM)和地-月轨道参数相结合,来研究我国月球探测首选着陆区虹湾地区和月球极区的通信条件受地形条件的影响。利用"嫦娥一号"探月卫星获取的激光测高数据,得到了全月面高精度的DEM,为本研究的进行提供了精确的数据基础。本研究选取的计算时间为2013年10月1日到2013年10月30日止。计算结果表明:(1)在虹湾地区,测控上海站、昆明站、北京站和乌鲁木齐站与月球车之间的通信条件不受月面地形的影响,通信畅通,这与该地区平坦的地势是一致的;(2)月球极区由于地形的复杂性,通信条件受地形的影响很大。     

基于卫星测高数据的海底地形反演及分析

由于受限于观测条件,海底地形模型在分辨率与精度两方面较陆地和大地水准面模型有很大的差距。传统的海底地形测量是利用声呐船测技术获取水深数据,但该测量方法测量效率低、测量点分布稀疏不均匀。文章详细研究并推导了基于卫星测高数据进行海底地形反演的方法,采用卫星测高重力异常数据和少量船测水深数据,对北太平洋部分区域进行了海底地形反演,得到1′×1′分辨率的海底地形模型,并对反演关系中的非线性项进行了分析。仿真结果验证了此方法的可行性,指出海底地形与重力异常数据在一定波段内以线性关系为主,叠加非线性二次项和三次项可较好地提升反演精度,高于三次项的部分对反演的结果没有明显的作用,可以忽略。     

月球着陆器精确定点及安全着陆技术研究

在未来月球探测中,需要对一些地形复杂的区域进行探测,而在这些区域软着陆,潜在的危险性增加,这就要求着陆时具有较高的定位精度并能够自动避险。当前,由于着陆时定点的误差较大,在小范围安全地域准确着陆很难。研究了一种精确定位、安全的软着陆方式,它在软着陆过程中增加了悬停阶段。在这一阶段中,通过着陆区危险地域的识别、着陆地点位置误差的计算,加上对着陆器横向漂移的控制技术,使着陆地点的精度以及着陆生存率大为提高,能够满足未来月球探测的软着陆要求。     

雷达低角跟踪概述及偏轴单脉冲法误差估算

在现代战争中随着飞行技术的不断发展,敌方飞机越来越多地利用地形作为掩护,采取低空突防的方式对阵地进行攻击,这就对雷达提出了准确地跟踪低空飞行目标的要求.在跟踪低空目标时,雷达通常会遇到两种相互独立的杂波问题,即目标能量通过地面(或海面)反射进入雷达的面杂波或后向散射以及多路径杂波或前向散射.对前者,雷达可利用活动目标存在多普勒频移这一特性,采用动目标选择技术消除其影响,而对后者,由于多     

一种虚拟月表地形建立方法的研究

提出了一种建立虚拟月表地形的方法,对着陆器在虚拟月表地形上的稳定着陆概率进行了仿真计算。在此方法中,采用拉丁超立方抽样法生成地形特征参数,使地形特征参数的抽样值能更好地反映变量的变化区间;同时采用地形分割、重新拼接的方法,可以建立高分辨率、大尺寸的虚拟月表地形,而且建立的虚拟月表地形可以与着陆器模型进行联合仿真,计算稳定着陆概率。     

基于非线性动态逆方法的TF/TA控制器设计

为了增强巡航导弹的低空突防能力，应用非线性动态逆原理设计了具有纵向和侧向解耦能力的TF／TA控制器。这种方法利用了反馈线性化理论，研究通过非线性反馈或动态补偿的方法，将非线性系统变换为线性系统(伪线性系统)，然后再按线性系统理论完成系统的各种控制目标设计。由于巡航导弹模型的复杂非线性，本文提出了一种简化方法。针对其各状态变量的时间响应特性不同，采取了分阶控制的方法，将TF／TA控制器分解为内环、中环和外环三层分别设计，这样大大简化了控制器设计的复杂性。最后以某巡航弹为例进行了全系统仿真，仿真结果表明，用非线性动态逆方法设计的TF／TA控制器具有良好的纵侧向解耦能力和快速响应能力。导弹能够准确地跟踪地形轮廓飞行，而且可以有效地绕过地形中的相对高处，并且系统对参数摄动具有一定的鲁棒性。     

异步滤波及在组合导航中的应用

本文讨论误差数学模型未知而且测量是在若干个采样周期后才进行一次的滤波估计问题，称此为异步滤波。如在地形匹配惯性组合导航系统中，利用典型地形的识别来判断惯性导航系统的误差，典型地形不是依据时间而是依据典型地形的位置，它不是等时间间隔的，更不是惯性导航系统的采样周期。又因陀螺仪加速度计的误差模型难于准确知道，它常是启动一次变化一次，误差数学模型是不确定的。应用卡尔曼滤波或自适应卡尔曼滤波常皆因数学模型不准而发散，加之测量的不等间隔带来的新困难，异步滤波可解决数学模型不确定和不等间隔测量这个双重困难问题，这是一新型的滤波方法。     

虚拟三维地形模型的建模技术研究

三维地形建模技术是视景仿真系统开发的关键因素。为了缩短地形建模时间和提高地形模型的真实性,提出了一种基于Terra Vista的地形建模方法。该方法将获取的数字高程模型（DEM）数据、文化特征数据及其遥感影像数据进行融合,并通过地形转换算法及矢量数据的映射生成比较真实的三维地形模型。测试结果表明,该方法快速、高效地生成了三维地形模型,并为三维地形建模的进一步研究提供了参考和依据。     

基于小波分解与分形内插相结合的地形数据压缩方法

地形匹配制导中需要使用大量的地形数据，因此有效的地形数据压缩技术是非常重要的。传统的地形数据压缩方法主要采用线性内插的方法，但这对于地形起伏较大的山区地形失真太大，不能满足高精度导航的要求。本文基于小波分解与分形内插相结合的方法，提出了一种新的地形数据压缩方法，它具有压缩比高，保真性好，解码快的特点，特别适合山区地形数据的压缩。     

在不同地形条件下的地形辅助导航系统定位精度评估

如何选择合适的地形是卡尔曼连续修正的地形辅助导航系统在实际应用中遇到的难题。本文首先建立系统仿真模型，然后利用ＡＲＣ／ＩＮＦＯ地理信息系统软件进行地形分析。在此基础上，通过大量的计算机仿真试验，对卡尔曼连续修正的地形辅助导航系统在不同地形条件下的定位精度进行了评估。评估结果为系统在实际应用中的地形选择提供了依据。     

雷达系统抑制干扰的性能界

探讨了机载雷达系统的干扰抑制问题，同时考虑了由于干扰源（干扰机等）引起的热杂波（地形散射干扰）和雷达发射机反射而产生的冷杂皮，提出了计算在特定地形状况下观测到的空时协方差矩阵的一种新方法。这种方法考虑了与雷达位置有关的现象学数据以及系统效应，如阵列几何、接收机滤波和系统带宽。这种方法与用采有样数据分析来估计协方差矩阵的普通方法有很大的区别。这种新方法允许对特定的非均匀地形环境直接计算干扰抑制的程度。根据这些结果，我们可以推导出较为严格的性能界，这比热本底限更具意义。     

基于特征点的地形数据存储模型

低空突防在现代战争中发挥着越来越重要的作用，而机载数字地图是现代自主式低空突防系统的一个关键子系统。突防区域内的三维地形数据是数字地图最重要的信息源，故数字地图子系统的成功构筑有赖于在机载环境下有效地存储三维地形数据。本文提出了一种基于地形特征点的三维地形存储模型，其中给出了地形特征点的提取方法及地形特征点的存储编码方式。研究表明，该存储模型可大大减小地形数据的存储空间，并有利于提高三维地形的显示速度。     

地形基准数据库建立技术的探讨

简要介绍了地形基准数据库在地形辅助导航系统（ＴＡＮ系统）中的重要作用，并且给出了地形基准数据库的基本概念和一般的建立方法。最后讨论了一种较为适用、技术可行且方法简便的地形基准数据库的建立技术及其数据库形式和精确度。     

火星着陆地形信息融合分析技术

文章以火星探测任务为背景,介绍了两种用于实时地形安全性评估的基于多敏感器的地形信息融合分析技术。这些技术综合考虑了影响着陆器安全着陆的多种地形特性信息,如地形粗糙度、坡度等,并且计算简单、处理速度快,能够满足火星着陆实时地形安全分析的要求。     

一种基于贝叶斯估计的地形辅助导航

采用基于蒙特卡罗近似的贝叶斯估计算法处理地形辅助导航系统中的估计问题 ,避免了对复杂地形的线性化过程。数字仿真结果表明该方法比传统的基于扩展卡尔曼滤波的SITAN算法有更高的估计精度 ,并能有效克服初始位置误差较大时 ,基于地形线性化方法易出现的滤波发散问题。     

等值线匹配算法的地形适应性研究

地形辅助导航匹配算法的性能直接由地形特征所决定,因此,建立地形特征参数与匹
配算法精度之间的定量关系不仅是判断匹配性能的需要,也是进行航迹规划的基础。本文以
ICCP算法为研究对象,首先,运用聚类和回归分析方法挑选出6个与匹配精度密切相关的参
数;然后,采用多重回归、二项Logistics回归和判别分析等三种方法分别得到匹配精度与
地形特征之间的定量关系,其中多重回归分析得到的是匹配精度与地形特征参数之间的精确
对应关系,而二项Logistics回归和判别分析则是建立误差类别与地形特征参数之间的关系
。仿真结果表明,多重回归预测精度基本与实际匹配精度一致,但在少数样本点偏差较大;
二项Logistics回归和判别分析的正确判断概率均优于90％。
     

一种基于Kalman滤波的双波束复杂地形高度测量方法

针对当前无线电高度表抗干扰能力差、测高精度低、测高范围小、稳定性差等缺点,提出一种基于Kalman滤波的双波束复杂地形高度测量方法。首先采用双波束伪码测距技术获得地形前后两处观测信息,建立地形起伏的一阶近似模型,然后利用Kalman滤波技术实现对地形高程和高程变化率的精确测量,从而提高复杂地形测高的准确性和稳定性。仿真验证结果表明,相对于单波束测高方法,基于Kalman滤波的双波束测高方法可以大大提高测高的准确性和稳定性,具有较高的工程实用价值。     

月球车运动协调控制研究

对六轮摇臂式月球车的运动协调控制进行了研究.采用轮式行星车的地形检测技术,根据测试数据和刚体运动学理论估算月球车各车轮的轮地夹角,获得实际的地形特征.用仿真验证了其有效性.另提出了基于地形特征控制车轮滑转率的月球车运动协调控制规则.定义了协调控制算法的启用、运行和结束准则.规定仅对满足一定条件的崎岖地形才作协调控制,忽略微小的地形起伏,以减少控制系统负担.