军用飞行器航迹规划与显示技术研究

作     者：缪永飞 

作者单位：国防科学技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：汤晓安;韦红波

授予年度：2006年

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 082601[工学-武器系统与运用工程] 080401[工学-精密仪器及机械] 0826[工学-兵器科学与技术] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

主      题：航迹规划 威胁源 约束模型 遗传算法 显示 OpenGL 

摘      要：近年来的战争显示,航迹规划在飞行器执行空中作战任务时发挥了越来越重要的作用。经过精心设计的航线可以充分发挥飞行器的飞行性能,能够有效的提高飞行器的突防能力和生存能力,以获得较高的作战效能。 本文基于航迹的分层规划思想,在进行参考航迹规划时针对已知的威胁信息建立了对应的威胁模型,规划航迹充分考虑了飞行任务约束、飞行器自身性能约束。针对参考航迹规划算法中全局最优和信息处理量之间的矛盾,本文采用自适应遗传算法进行参考航迹规划。算法对飞行控制指令进行编码构造个体,并在此基础上设计交叉和变异算子;在进化过程中为了避免采用固定的交叉概率和变异概率所产生的个体早熟现象,采用自适应交叉概率和变异概率。仿真结果表明,该方法大大降低了信息的记忆和处理量,并提高了遗传算法的全局寻优能力,为突防飞行器提供了满足战术要求的参考航迹。 本文在航迹规划的基础上,开发了基于通用开发框架下的二维航迹显示系统,威胁源以军标形式在数字地图上标绘。客户端实时接收服务器规划出的航迹点数据及属性数据,并以军标形式在电子地图上显示;客户端也可进行手工标绘、航迹查询、重演等操作。 针对电子地图不够直观、细微的表现飞行状况的缺陷,本文采用模拟地形构建出三维虚拟场景,并加入光照等效果,真实地渲染了飞行器沿规划航迹在模拟地形中的飞行状况。