一种基于嵌入式环境的海量DEM数据快速绘制算法

采用海量数字高程模型(DEM)数据的地景模型在军事与民用领域具有非常重要的作用,其快速绘制问题是三维真实地形信息可视化的一个关键问题。提出了动态数据子块的概念,通过经纬度和飞行参数索引快速实现数据子块的装载,再通过有效数据组织和改进四叉树方法实现地形快速绘制。新算法在嵌入式环境中实现了海量DEM数据的实时绘制,而且画面流畅,无滞后现象。     

虚拟战场地形重构技术研究

在虚拟战场的大地形的建模中,因地形数据过大和计算机技术所限,一直没有很好的解决方案满足军事视景仿真系统的需要。文中根据战场环境地形建模的实际需求,提出了数据对称拟合的算法,可以有效地简化地形DEM数据,解决地形数据过大的问题,同时提出了基于双三次B-样条的地形重构算法,根据地形区域关注程度不同,而采用不同的地形分辨率,对地形进行细化重构,可有效地降低计算机的负荷。实践结果表明,满足了大规模虚拟战场环境三维地形视景仿真的需要。     

机场地势设计中高程值提取方法研究

本文提出了一种利用MapInfo开发工具，在数字地面模型（DTM）基础上直接生成数字高程模型（DEM），自动提取地面点高程值的方法，并在机场地势优化设计工作中应用。与传统利用离散点生成DEM的方法比较．这种方法不需要在栅格数据和矢量数据之间进行转换．减小了DEM对地形模拟的误差，提高机场地势优化设计要求的精度，并具有计算速度快、节省内存等优点。     

三维地形的计算机模拟生成技术

三维地形的生成是许多模拟器中的一项关键技术。文中给出了地形基准数据库的基本概念和一般的建立方法,并给出了形成计算机模拟三维地形的统计特性和产生方法。最后通过大量的计算仿真试验,对三维地形在不同地形条件下的变化进行了仿真评估。仿真结果为三维地形技术在实际的模拟器中的应用提供了依据。     

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。     

MultiGen视景仿真中大地形与航迹生成方法研究

基于MultiGen进行视景仿真时,为生成大规模地形,可以采用MultiGenVega中的大地形数据库管理模块LADBM在仿真时将多块连续的小地形动态装载,也可以将多块数字高程模型(DEM)或数字高程数据(DED)合并成一个大的DED地形,再利用MultiGenCreator将其转换成OpenFlight模型。大地形中航迹采用点绘方法来生成。     

地形数据获取在飞行程序设计中的应用与研究

正数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)是一定范围内规则格网点的平面坐标(X,Y)及其高程(Z)的数据集,主要是描述区域地貌形态的空间分布,是通过等高线或相似立体模型进行数据采集,然后进行数据内插而形成的。DEM是针对地形的数字建模过程,它利用有限的高程数据实现对复杂地球表面的近似模拟,是对地貌形态的虚拟表示,可派生出等高线、坡度图等信息。目前,可以免费获取覆盖全球的DEM数据方法有很多种,包括     

XNA中的一种无限大地形生成方法

三维真实感地形是虚拟场景中的基础部分,其绘制的速度与质量是构建三维虚拟场景成败的关键。利用Visual Studio 2008和c#语言,以XNA为工具,用中点偏移算法（Midpoint Displace-ment）生成的值与高程数据之间建立相应的映射关系,建立标准的地形高程数据组快速生成了三维网格地形。在渲染过程中利用本方法可以模拟随海拔高度而各异的生态现象。实践证明,用该方法能在普通的PC机上生成有真实感的无限大地形,并能方便的应用到虚拟现实系统中。     

基于谷歌地球的仪表飞行程序

在Google Earth的三维地形数据的基础上,建立了完整的计算机辅助仪表飞行程序设计系统,在GoogleEarth上绘制出飞行程序保护区。并建立机场数据库,存储机场数据以及保护区各重要位置点数据,导入AUTOCAD,完成AUTO CAD出图。实现计算机辅助飞行程序设计。     

一种地形轮廓特征的立体视觉三维重建方法

针对自然地形轮廓特征的三维数据测量问题,提出了一种基于区域分割的立体视觉三维重建方法。先通过分水岭变换进行图像分割,根据分割区域边界确定图像中场景的轮廓边缘。轮廓边缘按所属区域分组进行立体匹配,根据分割区域相互邻接的全局特征和各区域的位置、尺寸、灰度值局部特征建立区域约束,并根据区域边缘像素点梯度分布特点建立梯度方向约束,以减小立体匹配的搜索空间、优化匹配顺序、提高匹配精度。进而根据双目立体视觉的成像模型计算匹配边缘点的三维坐标,实现地形轮廓边缘的三维重建。实验结果表明,该方法能够快速有效地重建出体现地形三维结构特征的轮廓边缘,并具有较高的立体匹配正确率和重建精度。     

一种基于最优控制的航路规划方法

阐述了一种与地形紧密结合的基于最优控制理论的航路规划方法。该方法利用二维三次卷积插值法构造地形函数,采用三维的航路规划进行地形跟随,地形回避和威胁回避,并对俯仰角进行ＰＤ（比例微分）控制。该方法计算量小,大大减小了规划时间,提高了规划结果的实时性,最优控制理论结合ＰＤ控制使得航路的三维规划鲁棒性好,有效地抑帛最振荡和发散,为低空突防的飞行器提供了很好的参考飞行航路。     

基于分形迭代的地形模拟算法研究

三维地形是虚拟自然环境中不可或缺的因素,文中对现有的基于分形迭代的地形生成算法模型进行了分析,对各种构网方式下的地形生成算法的视觉效果、计算效率、fBm特性等进行了分析比较,最后分析了分形地形模拟中产生“折痕”的原因,并通过对现有的地形生成算法进行改进有效地克服了“折痕”问题。     

基于3D Zernike矩的巡检器与空间站的相对导航算法

针对航天器相对导航问题,以空间站表面为"特殊地形",提出一种基于大型航天器表面巡检的相对导航算法。首先,运用巡检飞行器上的TOF （Time of Flight）相机测量空间站表面局部点云数据,以该点云数据为实时图,以空间站表面先验点云数据为基准图。然后,利用3D Zernike矩与三维地形间的一一对应关系,将三维地形匹配转化为基于3D Zernike矩的特征向量匹配。在此基础上求解实时图与匹配上的基准图间的相对位置、相对姿态,从而确定两航天器间的相对导航参数,并通过实验分析了匹配精度及速度的主要影响因素。最后,将该相对导航参数与惯性系统推算的相对导航参数在扩展卡尔曼滤波器的框架下实现信息融合,估计了巡检飞行器与空间站间的相对位置、相对姿态,实验结果表明,相对位置精度优于0.002 m,相对姿态精度优于0.1°。     

基于近海海面观测的台风黑格比风特性研究

根据在博贺海洋观测站测得的0814台风黑格比三维风速时程,首先探讨了实测数据质量的判别准则及处理方法,进而研究了平均风场特性:风剖面、风攻角、梯度风高度以及脉动风场特性:湍流强度、阵风因子、时间尺度、积分尺度、脉动风速谱等。研究结果表明:近海海面指数律风剖面指数a远小于建筑结构荷载规范推荐值;台风风场结构本身存在3°～7°正攻角;在近海海面上阵风因子均值为1.23;顺风向湍流强度平均值为0.10,三向湍流强度的比值为1∶0.80∶0.43;水平向时间尺度基本上均小于30s,竖向时间尺度均小于10s;纵向和横向积分尺度较为接近,大于竖向积分尺度;不同区域的实测风速谱与各经验风速谱均存在一定差异,与von Karman谱吻合相对较好。     

地形可视化系统关键技术研究与实现

研究了地形可视化领域的关键技术,并将其应用于地形可视化系统的开发。系统使用四叉树结构对地形数据进行组织和管理,基于LOD思想,生成了连续多分辨率地形网格模型。在此基础上,综合应用了裂缝消除改进算法和视景体裁剪技术,实现了视点相关的地形可视化系统,在保证较高视觉效果的同时,提高了渲染速度。     

跨音速机翼采用鼓包主动减阻技术研究

对二维、三维鼓包进行激波控制减阻,并在大型客机的机翼上进行了对比研究。在研究鼓包减阻的机理时,采用了超临界翼型,鼓包的几何形状及鼓包位置的优化也进行了研究。研究结果表明,鼓包位置、形状及串列式分布对机翼的减阻影响较大。最后把得到的研究结果应用到大型飞机的激波减阻上,结果表明,该方法能较大程度地减小激波阻力,进而提高飞机的升阻比,提高飞机的气动效率。     

Analysis of single-platform passive emitter location with terraindata

Frequency measurements made at a moving platform can be used to locate an emitter. An error ellipsoid analysis is used to compare the performance under three levels of a priori information on the emitter's altitude: (1) no knowledge, (2) terrain data, and (3) complete knowledge of the emitter's altitude. The analysis is performed for two simple platform paths that provide frequency measurements that are approximately time reversed versions of one another. When no a priori knowledge is available there is little difference between the performance when the platform maneuvers on a concave circular path or on a convex circular path and the performance depends very Little on the platform altitude. However, when some a priori altitude information is available the performance is markedly different on the two paths and is highly dependent on the platform altitude. Thus, this analysis provides the unexpected result that for seemingly similar platform paths, the performance can vary markedly when the emitter altitude is assumed known. Also, an interesting result is that for some cases it is possible to achieve better x-y accuracy when using terrain data than when the emitter's z location is known, because the terrain data provides terrain slope information. These cases are characterized in terms of the terrain slope at the emitter     

An overview of a Global Positioning System Mission Plannerimplemented on a personal computer

The Global Positioning System (GPS) Mission Planner (GMP) program, which has been implemented on an IBM PC, is described in terms of its features and architecture, and sample outputs are presented. The GMP was written to permit operational units to plan missions and to accomplish survivability and navigation assessments based on realistic trajectories, GPS almanac data, broadband jammer specifications, and digital terrain elevation data (DTED). GMP supports trajectory generation for generic air, land, or naval vehicles and has `sanity' checks for altitude acceleration, terrain slope, and velocity limits. A survivability measure is computed based on exposure time to various threat types. Yuma-type almanac data are used to support the GMP to define GPS satellite orbits. Jammers, threats, and trajectory wavepoints may be defined by either keyboard entry (e.g. longitude, latitude, and altitude) or via mouse and cursor on a displayed pseudo-color DTED map on the PC monitor. Satellite visibility and best dilution-of-precision (DOP) are computed using DTED. jammer visibility and power levels at the vehicle are similarly computed. A realistic body masking and antenna gain model is used to compute carrier-to-noise densities for each visible satellite. A navigation assessment program emulates a multichannel receiver to generate position and velocity measurement uncertainties. An integrated Kalman filter generates position and velocity navigation estimates. Results are graphically displayed to the operator     

基于MECT软件包的DMIS软件接口设计

论述了基于MECT软件包的DMIS标准化的软件接口设计.该软件接口通过面向对象编程技术可实现DMIS格式数据与MECT软件包的动态数据通信,完成DMIS程序控制下的自动化测量.提供了一个对现有坐标测量软件进行升级使之符合DMIS规范的实例,对尺寸测量软件的DMIS标准化具有很好的借鉴意义.