低空飞行辅助引导技术研究

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低空飞行辅助引导技术有保证低空飞行安全,提高低空飞行任务成功率的重要作用。本文对低空飞行辅助引导技术进行了相关研究。针对危险预警技术、地形可视计算方法和任务航迹规划技术三类重点问题,主要开展了以下工作:(1)研究了危险预警技术。针对危险地形预警,对数字地图进行最大坡度限制和最大曲率限制,生成地形安全曲面,提供了基于三维视景的危险地形预警方法。在最大坡度限制和最大曲率限制的算法中,增加了逆向检查的步骤,提高了算法效率。针对危险目标预警,提供了基于二维威胁图的危险目标预警方法。综合考虑低空飞行的危险地形预警和危险目标预警,将危险目标等效成山峰,生成威胁度曲面,叠加在地形安全曲面上,生成综合安全曲面,最后给出基于综合安全曲面的危险范围预警方法。(2)改进了地形可视计算方法。分析了地形可视计算领域的LOS(line ofsight)算法在空间上计算不平衡的问题。提出了一种分层地形可视计算的改进方法。该方法通过对地形区域进行分层,使地形可视计算在空间上相对平衡。通过与增量法的比较,该方法在效率上有了明显提升。(3)研究了一种基于蚁群算法的多目标任务航迹规划技术。不同于寻找从起始点到终止点最优路径的一般航迹规划方法,本文设定多个待侦察的目标区域,将威胁度、目标区域的地形遮挡度和航迹长度作为航迹的性能指标,运用蚁群算法寻找出既能保证飞行安全,又能满足多目标侦察要求的最优任务航迹。(4)设计了低空飞行辅助引导原型系统的总体框架。首先,将原型系统分为五个功能模块:危险预警模块、地形可视计算模块、任务航迹规划模块、模拟飞行模块以及辅助引导模块。然后,分别描述了各个模块的工作流程,分析了模块之间的交互方式。最后,给出了低空飞行辅助引导原型系统的总体框架结构。
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