数字地图和GPS构成的无源地形跟随（TF）系统

能提供足够精度的飞机位置、速度和航向的全球定位系统（ＧＰＳ）与提供航线周围的地形数据的数字地图系统结合，能产生地形跟随飞行所需的ＴＦ控制指令．数字地图和ＧＰＳ构成的地形跟随系统是一个无源系统，它从根本上消除了由子发射电磁波而暴露的可能性。     

数字地图系统及其应用

本文介绍数字地图在航空电子方面的应用。数字地图存贮数字化航图、地形高程数据、地形特征分析数据,任务数据、导航数据、威胁情报等数据。在机载环境下实时检索重建存储的地图信息,产生响应飞机飞行运行的彩色活动数字地图,为驾驶员导航及环境评估提供信息。数字地图与先进的航空电子系统相结合,可以实现地形参考导航、地形跟随、地形回避、威胁回避等功能,大大地提高任务的有效性及自身的生存力。数字地图在航空电子的应用方面具有非常广阔的前景。     

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／ＴＡ＾２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,     

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。     

现代飞机自动地形跟随系统控制律的研究

自动地形跟随系统是现代飞机低空突防系统的一个重要组成部分,在利用地形遮蔽以提高飞机生存能力的军事领域具有重要的意义.本文以飞机纵向地形跟随控制系统为研究对象,应用适应角法设计了飞机纵向地形跟随控制律,并建立了相应的结构图和仿真验证模型.结果表明,设计的控制系统得到了良好的地形跟随效果.     

非线性PD控制在自动地形跟随系统中的应用

提出了一种非线性PD控制方法，并将其应用在自动地形跟随系统飞行控制律的设计中。对采用常规PI控制与非线性PD控制的飞行控制系统进行了鲁棒性仿真比较以及典型地形跟随误差仿真比较。结果表明，采用非线性PD控制方法设计的控制律具有良好的鲁棒性与跟随性能。     

总能量控制原理在地形跟随飞行控制中的应用

应用总能量控制原理设计了控制飞行高度的地形跟随飞行控制系统,并通过引入飞行高度和飞行速度的偏差控制,基本消除了总能量控制系统存在的稳态误差;引入俯仰角和俯仰角速率反馈回路以增加阻尼,消除俯仰角振荡,最后对该系统进行了解耦性能和地形跟随仿真。结果表明,用总能量原理设计的地形跟随飞行控制系统体现了飞机升降舵和油门杆一体化设计的思想,可实现飞行速度/航迹角的解耦控制,对给定地形可达到良好的跟随效果。     

三次样条最佳地形跟随系统的研究

 本文用线性规划法取代二次规划法以实现三次样条最佳航迹的计算,简化了约束条件,且能在原有飞行自动控制系统基础上设计航迹自动跟踪系统,从而大大地减少计算工作量,使得原来无法实现的Funk及Kelly等人的三次样条最佳地形跟随方案十分接近于实时实现条件。混合仿真结果表明。6370m长的最佳航迹可于14.6 s内算完,而飞机飞过这段航迹要用20 s,且这种算法可以保证飞过高度变化范围达1000 m的地形,地形跟随系统的实际高度与参考值的误差不超过10 m,最大法向过载在0～3 g之闻,满足了当前地形跟随系统的基本技术要求。     

导航吊舱测距系统设计

夜间低空导航吊舱的核心是地形跟随雷达，其测距系统准确地完成地形跟踪和测距；从而保证歼击机能够超低空飞行，完成其作战任务。文章详细介绍了为导航吊舱系统配置的测距系统．论述了其系统结构、测距原理和定时系统的设计。     

地形跟随适应角控制方法

(1)综述了国内外地形跟随技术的发展与应用概况;(2)详细介绍了地形跟随适应角控制方法的原理、技术改进及其控制指令算法;(3)将适应角法与另一经典控制方法——样板法进行了比较。通过一条零指令线,说明了两者本质上的一致性;(4)从航迹优化的角度,给出三次样条肮迹的基本模型,讨论了适应角法的参数优化设计问题,给出了一种可行的设计方法;(5)以适应角法为基础构成地形跟随控制系统,分析了系统的基本要求和系统基本组成,研究了其飞行控制系统的设计原则与方法;(6)以某型飞机作为研究对象,进行了地形跟随系统的数字仿真,给出了框图及仿真结果。最后通过分析比较,说明适应角法地形跟随系统的控制方案是可行的。     

数字高程模型在地形跟随飞行试验中的应用

以某型吊舱的试飞为例，简要介绍了地形跟随飞行试验的特点，并根据其特点提出了一种新的试飞方法，即利用机载GPS和试飞航线上地形的数字高程模型进行地形跟随飞行性能的评估。该方法较好地解决了地形跟随飞行试验中的关键问题。对今后的试飞工作具有一定的借鉴作用。     

最佳轨迹地形跟随系统的预测控制

 本文采用输出预测算法,为最佳轨迹地形跟随系统设计了控制器,从而简便、有效地将跟踪误差减小到一个很小的数量级,并明显缩短了轨迹重构的计算时间,给最佳轨迹地形跟随系统的实时处理带来了希望。     

数字地图中的地形预处理

阐述了数字地图中地形预处理的必要性和基本思想。以二维三次卷积插值为基础,修正各地形栅格点高度使得栅格点的曲率满足飞行器动力学特性要求。仿真结果表明预处理后的地形改善了原始地形的曲率特性,有利于航路规划的实现。     

一种高效的数字地图高程数据存储格式

分析了DMA的DTED和USGS的DEM高程数据存储格式，比较了其异同，提出了一种高效的数字地图高程数据的存储格式并实现了存取算法。实验表明，该存储格式结构简单、便于扩展、容易实现，是一种Windows下进行数字地图数据交换的有效的文件存储格式，已经被用于数字地图三维可视化软件Terrain和新近开发的综合低空突防系统分布式仿真平台中作为数字地图数据的交换格式。     

用圆弧样条计算地形跟随技术中的期望航迹

从地形外形的采样数据设计飞机贴地飞行的期望航迹,然后由相应的最优控制器使飞机按此航迹飞行,这一地形跟随技术中的最优控制算法,日益得到重视和发展,并应用在综合地形跟随/回避技术中。 本文提出了采用圆弧样条计算期望航迹的方法,在几十种地形情况下进行了对比研究,证明是可行的。明显地减少了期望航迹计算的工作量,增加了系统实时计算的可能性。     

基于地形特征的简易地形模拟算法

通过对地形特征进行分析,阐述了地形特征与航迹规划性能指标之间的关系,在一系列基础地形模型的基础上,建立了基于地形特征的组合模拟算法,并根据实际的地形信息进行了地形模拟,实现了对样例地形轮廓的重现,可满足在无数字地图区域计算安全走廊和参考轨迹的需要。     

一种采用新型抑制函数的地形跟随控制技术

提出了一种采用新型抑制函数的地形跟随控制技术,并以某电传操纵飞机为例,设计了航迹倾角(γ)控制律,同时通过地形跟随六自由度仿真计算,比较了不同抑制函数对地形跟随性能的影响。仿真结果表明,采用该新型抑制函数后,飞机的地形跟随飞行性能得到了大大提高。     

航空航天技术与产品

有益于飞行员状态感知的航空电子组件尤尼弗塞尔电子公司推出了一种称作system—1的新型航空电子组件，它能在辅助飞行员提高飞行中的状态感知的同时，改善飞行的信息流。地形感知和告警系统（TAWS）设计用来帮助防止可控飞行进人地形事故，能提供3种当前视景并预测飞机位置。每一种视景都包括飞行计划、与飞行航迹相关的周围地形显示以及取自飞行管理系统大气数据计算机、无线电高度表和仪表着陆系统的数据。TAWS将与存在快闪存储器中的全球地形数据库数据比较飞机所在位置。系统显示采用触敏式屏幕，该屏幕为780×1024像素，重约2千克…     

地形跟随系统中最优飞行参考轨迹的线性规划算法

结合飞机地形跟随的实际,首先提出了在构造最优期望的地形跟随飞行轨迹时确定地形模型包线的方法。然后通过引入松驰变量,剩余变量和人工变量,构造辅助目标函数Z1,以及应用换基运算,对线性规划问题进行了必要的简化,使参考轨迹的计算更简便。航迹角修正法的采用,进一步修正了规划出的飞行轨迹,从而获得了理想的飞行参考轨迹。最后,以随机地形为例对规划出的最优飞行参考轨迹进行了数字仿真,其结果符合地形跟随时最优参考飞行轨迹的要求。     

地形辅助导航系统卡尔曼滤波算法仿真研究

惯性-地形辅助导航(BITAN)算法是一种基于地形线性化的扩展卡尔曼滤波的导航算法。本文根据基本卡尔曼滤波算法、Moref&Kaitt(MK)平方根滤波算法及U-D分解法在算法模型上的特点,分别应用在地形辅助导航(TAN)中,在实际数字地图上进行了仿真研究。结果表明U-D分解算法综合性能较好,适于实际应用。同时对噪声及地形线性化方法给系统性能的影响也做了仿真研究。1　TAN系统模型及滤波算法比较设飞行器在“东北天”直角坐标系中的三维位置分别为x,y,h(绝对高度);vx,vy为东向及北向速度。为简便起见,INS基本状态取为X=[xyhvx,vy]　　δX=…