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，     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

TF／TA飞行航迹控制器设计

提高现代武装飞机的生存能力，基于ＴＦ／ＴＡ的超低空突防能力是飞行控制系统首先要求具备的功能，本文研究了在已知理想航迹的基础上飞机航迹跟踪控制器的设计方法，给出了控制器结构和算法。首先根据理想飞行航迹和实际飞行航迹之间的误差，计算航迹控制指充；然后，为了改善飞机的动态性能，使飞机能跟踪航迹控制指令而完成ＴＦ／ＴＡ飞行，用非线性解耦控制理论设计了飞行控制系统，仿真结果表明，该方法具有较好的航迹跟踪性能     

低空突防中的若干关键技术

近年来的战争显示，低空突防在现代战争中发挥着为越重要的作用，发展低空突防技术已成为我国国防建设的一项重要而紧迫的任务。文中对低空突防飞行器进行“地形跟随／地形回避／威胁回避（ＴＦ／ＴＡ＾２）”机动飞行的若干关键技术，如数字地图、航迹规划、信息融合、地形特征匹配与轨迹跟踪的发展过程、重要的研究方法及主要研究成果进行了系统的总结，指出了低空突防关键技术的不足不之处，对其未来的发展方向作出了展望。这对低     

基于协同进化的复杂低空下多飞行器协同航迹规划方法

由于低空空域环境复杂，威胁通用航空器运行安全。复杂低空多飞行器航迹规划方法是保障安全、提高效率的关键技术。在特定空域范围内，依据地形特点、环境威胁以及飞行器自身物理条件等约束和安全效率等性能指标，为飞行器规划出最优航迹。然而，多飞行器的航迹规划问题存在多约束、强耦合、多目标等难点，现有方法缺乏对问题先验知识的挖掘和利用，导致难以兼顾安全与效率。针对多飞行器航迹规划问题，建立了多飞行器航迹优化 多目标模型。为了进一步提升优化效率，基于启发式算子的自适应差分多目标进化算法，引入多种群协同进化，每个飞行器通过不同种群独立进化，建立合作机制提升种群进化质量，避免陷入极值。最后通过二维与三维仿真实验验证了算法的可行性和有效性。     

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。     

数字地形数据的二维三次卷积插值

由于数字地形数据库是以网格的形式给出网格点上的地形高度信息，在低空突防轨迹优化过程中，往往需要非网格蹼地形的高度信息和地形曲面的导数，这些都是离散的地形数据库所无法提供的。对二维的地形数据进行插值是解决问题的有效手段。本文提出一种二维离散数据的插值方法－－二维三次卷积插值。该插值函数是地形曲面的三次逼近，具有连续的三阶导数，可以非常好地满足低空突防轨迹优化的需要。仿真结果表明，它具有比双线性插值和     

三维航迹的直接优化方法

介绍了用直接方法进行系统优化的基本原理，给出了求解沿航迹的速度序列和控制量序列的方法。与数字地图技术相结合，将这种方法应用到低空突防三维航迹优化之中，用改进的单纯形算法求解直接优化方法中的参数。由于优化参数少，可以实现航迹的实时优化，并且在优化过程中考虑了飞行器性能和推进系统性能的限制，故所优化出的参数航迹是可飞的。     

综合低空突防系统分布式仿真平台的设计与实现

为了满足综合低空空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。，     

一种实用的GPS/电子地图坐标转换算法

在GPS车辆定位导航系统中，需将GPS接收到的定位数据在电子地图中实时地且示出来。GPS定位数据属于WGS—84坐标系，而电子地图坐标系系54北京坐标系的高斯平面投影。本文详细讨论了几种坐标系之间的坐标转换问题，并给出了具体算法，将GPS数据转换为电子地图所需的数据形式，并进行了跑车试验，结果表明，该算法实用有效。