一种基于最小平均距离的测量飞机航迹规划算法

以测量飞机对单个低空飞行器跟踪为研究对象,根据大地坐标系统和椭球几何学基本原理,结合机载测量设备的作用范围,提出一种基于最小平均距离的测量飞机航迹规划算法.分析预定的低空飞行器飞行路线,提取低空飞行器飞行关键点,划分出低空飞行器水平飞行阶段和转弯飞行阶段,按阶段分别规划出测量飞机的航迹,保证对低空飞行器全程连续稳定跟踪的同时,使测量飞机与低空飞行器的平均距离最小,以提高测量质量,并模拟低空飞行器3种飞行路线,规划了相应的测量飞机航迹,经Mat-lab仿真分析,规划结果满足设计要求,验证了算法的有效性.     

中期冲突探测算法的研究与设计

综合考虑飞机实际飞行中存在多个航路转弯点及空中交通管制辅助系统需满足实时准确性的要求,设计了一种改进型的中期冲突探测算法.以雷达获取的飞机的当前位置和速度矢量作为初始状态,再结合航路飞行意图信息和转弯后的航迹误差积累方法,计算整合后的各航路分段冲突发生的概率来预测冲突发生的可能性.仿真实验结果表明,该算法能有效地用于中期冲突探测.     

基于Google Earth的三维航迹监视及六自由度飞行仿真

提出了一种利用Google Earth二次开发能力实现飞机三维航迹监视和六自由度飞行仿真的新方法.使用KML语言描述飞机三维航迹和飞行姿态,通过Google Earth提供的可扩展接口引入飞机监视数据得到Google Earth上的飞机实时三维航迹及六自由度飞行仿真.系统采用B/S架构,客户端采用Google Earth 浏览器,全部开发都在服务器端.提出了一种用飞机前后两个位置点空间连线矢量提取飞行姿态算法.用这种方式得到三维航迹简单直观,既可以用于三维航迹研究分析、实时航迹监视、六自由度飞行仿真,还可以作为一种新的航班动态查询工具.     

基于机动动作库的飞机航路飞行仿真研究

研究飞机的航路飞行仿真技术,在空战对抗仿真中有着广泛应用.针对当前飞机动力学模型的仿真方法实时性较差以及航迹组合的仿真方法精度较低,且不能提供实时姿态信息等缺点,在航迹组合方法的基础上应用飞机动力学模型在典型状态下的简化形式,提出了一种基于机动动作库的飞机航路飞行仿真方法.仿真结果表明,可以更真实地模拟飞机航路飞行航迹,同时飞机的姿态信息也得到了实时展现.因此,能够满足空战对抗仿真在仿真精度和可视化方面的需求.     

基于航迹可飞性改善的A*算法

针对利用传统A*算法规划航迹时可飞性不好的问题,提出了一种可改善航迹可飞性的改进A*算法。在算法中采用逆序A*算法,获得代价最小的初始航迹,结合迭代算法对影响航迹可飞性的航点进行处理,保证了航迹的可飞性最优。通过模拟飞机CGF的飞行环境,进行两次航迹规划试验,其结果表明该方法在改善航迹可飞性方面具有良好效果。     

低可探测性飞机威胁建模及航迹规划仿真研究

提出了一种利用低可探测性(隐身性)飞机RCS变化特性的航迹规划算法.根据目标RCS与雷达作用距离的关系以及简化的固定翼飞机RCS变化率模型,为以雷达为探测手段的防空系统建立威胁杀伤模型,在综合考虑生存概率和路径距离后给出新的航路威胁代价计算函数,最后采用Dijkstra算法在满足飞行约束条件下对隐身性飞机的航迹规划方法进行了大量的仿真.仿真结果表明隐身性作战飞机结合有效的航迹规划算法可以充分发挥自身低可探测性优势而达到隐蔽突防的目的.     

民用飞机一发失效离场航迹仿真计算关键方法

传统飞机失效离场轨迹计算方法的轨迹转弯约束分类不准确,导致方法的准确性差、适用范围窄等问题.提出新的民用飞机一发失效离场航迹仿真计算方法.计算EOSID航迹适用场合,对飞机航迹水平剖面内转弯机动时的主要约束进行归纳分类,通过所设计的工具系统得到所需坐标及数据.根据数据模拟飞机空中运动的轨迹路线,完成一发失效离场航迹计算.仿真结果证明,所提方法适用范围广、准确性高,为航空运营人提供可靠的一发失效离场性能仿真计算软件.     

飞机飞行轨迹仿真系统设计与实现

捷联惯导软件测试中,一般难以得到真实的航迹数据和飞行器的各种参数,针对要获得飞行轨迹数据和惯性器件输出参数,设计飞行轨迹仿真系统利用LabVIEW虚拟平台,将战斗机各种典型的飞行动作进行模块化处理,自由组合成一条飞行轨迹用于实时仿真测试.系统中的轨迹建模以几何算法为主,避免了采用差分算法时产生的计算误差,实现飞行航迹各参数的实时动态显示.对飞行中空气阻力对轨迹的影响进行了分析,加入空气阻力并建立新的模型,得到误差曲线.实验结果表明,系统能够实现轨迹的动态特性,同时空气阻力的影响也与理论相符,可以得到有用测试数据.     

机动性约束下低空突防航迹规划算法研究

研究飞行器多目标优化问题,为了寻求安全突防的飞行轨迹,结合低空突防中对飞行器实际飞行轨迹的要求,对航迹规划算法进行了研究.针对改善目前航迹规划过程中所存在的几何建模困难和所得轨迹不能符合实际可飞的问题,提出了一种新的垂直面轨迹规划方法.方法在水平面规划的基础上重点分析了飞行器垂直面内的运动状态,结合过载、航迹倾角等机动性约束条件对垂直面内的运动轨迹进行研究,将实际复杂的飞行轨迹简化为由直线段和圆弧段衔接而成的轨迹模型,针对简化模型进行轨迹规划.仿真结果表明,能够得到满足约束条件,并符合实际飞行的航迹.     

多目标优化下智能飞行器三维航迹快速规划

针对智能飞行器在复杂的飞行环境下不能精确定位校正而无法到达目的 地的问题,提出了一种飞行器定位误差校正策略和飞行器转弯控制策略.当校正点集合存在问题校正点时,在保证成功到达概率的前提下,尽可能减少校正次数和路程,提出了一种概率参数优化策略,通过采用蒙特卡罗算法和NSGA2遗传算法来计算真实概率和航迹路线;为满足实际应用,建立了以飞行器航迹最短和校正次数最少的多目标优化的数学模型,并设计了一种圆环形包络面的数据预处理算法以提高模型的求解效率,最后进行了仿真计算和代码优化,仿真结果表明,提出的策略和算法能够有效地给出更为满意的航迹规划路线.     

空战战法训练系统目标机飞行轨迹实现

空战战法训练系统是运用仿真手段对指挥员和飞行员进行空战战法训练的虚拟系统,在该系统中,目标飞机的运动及其飞行轨迹生成是关系到系统成败的关键环节。首先分析确定了生成基于现有战法的目标飞机飞行轨迹的步骤;然后针对敌方飞机数据缺乏的实际状况,结合训练系统设计,在保证系统要求的前提下给出了考虑飞行极限参数的简化目标机仿真模型;根据现代空战特点选定了空战机动动作集,并设计了动作库;最后给出了根据时间步长推算的飞行轨迹简化计算模型。经实际检验,该模型可以有效地满足空战战法训练系统的需要。     

飞行仿真系统数据可视化设计与实现

研究飞行仿真系统结果数据可视化,为验证分析飞行仿真系统结果的正确性,需要对仿真系统输出的飞行性能数据进行实时在线观测并与标准数据进行对比分析。针对飞行仿真系统对飞机飞行数据实时观测的需求,设计了一种可实时观测的飞行仿真数据可视化方案。在建立仿真系统模型的基础上,为了提高系统的可靠性和优化数据结构,提出了新的数据结构和曲线生成算法绘制实时曲线,实现了数据的可视化观测,避免了实时绘制过程屏幕的闪烁和曲线出现的锯齿。并结合飞行仿真特点,利用MapX组件技术加载了具有导航台的全国地图,对传统的电子地图显示进行了改进,实现了飞机在地图上的实时航迹观测。仿真结果表明,系统能够实时观测仿真结果并分析系统误差,实现飞行仿真数据的可视化,并可验证飞行仿真系统的正确性。     

指北式捷联惯导系统软件的仿真与测试

传统测试用飞行轨迹侧重于模拟飞机真实的飞行轨迹,其导航算法的局限性使得即使出现大的误差也可能无法察觉.改进了一种解析式测试用飞行轨迹的生成方法,设计了一条飞行仿真轨迹,并对轨迹进行了性能分析,指出了方法与传统的飞行轨迹设计方法的优劣.在指北式捷联惯导系统中,对惯性器件进行了建模并设计了惯导系统仿真软件.用所生成的飞行仿真轨迹对导航系统软件进行了测试.通过仿真比较,有效地验证了导航软件的正确性和可靠性.     

基于FlightGear的A-SMGCS场面活动三维仿真

针对A-SMGCS系统场面活动三维仿真问题,提出一种以开源模拟飞行器FlightGear为场景仿真平台,以实时ADS-B监视数据为驱动,以Linux为操作平台的机场场面活动三维仿真系统设计新方法。仿真系统按照实际机场模型进行机场布局设计,飞机、航站楼、塔台三维建模,地形数据生成,对真实机场环境进行了完整建模。由于ADS-B监视数据缺少飞机姿态信息,提出一种根据位置数据推算出姿态信息的新方法。首先把ADS-B监视数据进行航迹卡尔曼滤波,然后根据飞机前后两个位置的空间连线矢量计算飞行姿态。通过FlightGear多机网络数据接口导入飞机定位数据与姿态数据驱动飞机模型运动,实现了对飞机运动的六自由度仿真。仿真结果表明,该系统能逼真、准确再现真实机场飞机实时活动情况。由于完全基于开源软件设计,该系统低成本实现了对场面活动的实时三维仿真。     

一种新的导航系统仿真轨迹设计方法

飞行轨迹动态参数是验证捷联惯导系统、组合导航系统等算法有效性的重要依据。利用飞行控制原理设计了一种通用的飞机飞行仿真轨迹,并在Visual Studio 2005开发环境下设计了飞行轨迹仿真软件。该仿真软件产生的数据有效地测试了某型导航系统导航参数的误差精度,验证了捷联惯导算法的正确性。     

D-P算法的改进及其在飞行轨迹回放中的应用

飞行参数记录了飞行器飞过的位置、姿态和飞行状态,飞行结束后,对飞行参数进行可视化回放,无论是实际的飞行训练中,还是飞行仿真中都是必不可少的,但在回放时,如果逐点显示这些数据,将会消耗大量的系统资源.本文提出一种基于限定俯仰角和航向角变化率的道格拉斯—普克(Douglas-Poiker,D-P)压缩算法对将要显示的轨迹点进行压缩,并对算法进行了验证,效果良好.     

基于改进蚁群算法的直升机航迹规划仿真

提出了基于改进蚁群算法的直升机航迹规划仿真过程,直升机在执行任务的过程中,有效地利用地形以躲避雷达扫描是直升机提高其生存能力的关键手段。利用真实地形的DEM数字高程建立真实地形;根据目标与雷达的交会几何关系,推算出雷达在真实地形中扫描的盲区;并针对传统的蚁群算法缺点,提出一种改进的蚁群算法仿真飞机飞行通过雷达区域,为其选择一条安全的飞行路线,使直升机从起始点到目的点的路径最优,从而达到提高战斗效率的目的。     

基于某型雷达的着陆航迹纠偏监控研究

为了减少飞机着陆阶段的飞行事故,基于某型精密进场雷达设计了飞机着陆航迹纠偏监控设备;通过研究某型雷达的回波数据格式和传输要求,在Windows环境下,采用Microsoft Visual Studio 10.0开发工具,用C#语言开发了着陆航迹纠偏监控软件;该软件能实时、自动监控加入着陆航线的多批次飞机的着陆航迹数据,对超出安全着陆要求的飞机按不同着陆等级设置三类告警门限,在超限事件引发严重事故之前,实时提醒地面人员指挥引导飞机切入安全合适的下滑道进行着陆,解决了某型雷达完全依赖人工监视飞机着陆状态的缺陷;同时,软件可对雷达数据包进行实时采集和误差分析,以作为日常飞行训练质量的辅助分析手段和飞行事故的调查依据。     

捷联惯导系统测试中仿真轨迹的设计与分析

由于很难获得全面真实的导航飞行轨迹数据,而各类导航系统性能测试又必须要有飞行轨迹数据和惯性器件的输出参数.针对捷联惯性导航系统进行测试的飞机仿真飞行轨迹的设计方法.方法将飞行轨迹分解成若干任务段,根据实际需要,通过自由组合这些任务段,得到一条完整的飞行轨迹.据此设计了一条仿真轨迹并对该轨迹进行了性能分析,结果表明设计方法不仅能够较好的模拟飞机的实际飞行状态,更能有效的检验捷联惯性导航算法的精确性和可靠性,应用效果令人满意.     

基于模糊控制的无人机大气数据模拟系统研究

大气数据系统可为飞机提供高度、高度速率（升降速度）、空速和马赫数等飞机飞行状态的重要信息,并应用于飞控和导航系统中。为满足无人机半物理仿真研究的需求,提出了一种新颖的大气数据系统模拟方案,建立了由微分方程组描述的大气数据模拟系统的变结构非线性近似模型,并在此基础上进行了斜坡输入模糊控制器设计和数字仿真。仿真结果对比表明当模糊控制器各模糊语言值取高斯型隶属函数时调节时间短、进入稳态后响应平稳,控制效果最佳。