航迹规划技术及其在VxWorks中实现研究
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摘要
综合地形跟踪／地形回避／威胁回避是新一代低空突防飞行的关键技术，其中的航迹规划技术是飞行器低空突防飞行控制律设计的重要依据，通过对航迹的规划，使得飞行器紧贴地形轮廓安全飞行。它充分利用地形遮蔽和地球曲率对敌方雷达等探测系统影响的特点，减小飞行器遭到打击的机会，提高突防飞行器的生存概率。结合实时操作系统VxWorks开发嵌入式实时应用系统的特点，使航迹规划技术在VxWorks中得以实现。本文针对地形跟踪／地形回避／威胁回避的航迹规划技术算法及其在VxWorks中实现进行研究。
论文主要工作有以下两个部分：
1)航迹规划技术。总结前人在该方面的研究成果，提出一个更加广义的研究角度——风险分析。通过对威胁因素、误差因素对飞行风险的作用，调整性能准则而进行了水平安全走廊设计、威胁回避、垂直离地高度实时修正以及最快速航迹规划。
2)航迹规划技术在VxWorks中实现。根据航迹规划技术算法实现的内敛性和分类性，进行任务划分，任务调度。
The integration of terrain following/terrain avoidance/threat avoidance is a new technique for the aircrafts to achieve low altitude penetration flight. And the trajectory programming technology is the important base of the design of control laws. It makes full use of the terrain shelter and the characteristic of the earth's curvatures to improve viability of aircrafts. The real-time operating system VxWorks can be used to develop embedded real-time system, so the trajectory programming technology is realized in it. This paper mainly studies the algorithm of the terrain following/terrain avoidance/threat avoidance trajectory programming technology and its realization in VxWorks.
The main tasks of this dissertation are summarized as follows:
1) The trajectory programming technology. This paper presents a wider research field -RISK ANALYSIS.Through the study of the effects that threat factors and error factors impact on the flight risk and adjusting performance rules, the horizontal safe corridor, threat avoidance, vertical altitude real-time modification and the fastest trajectory programming are progressed.
2) The realization of trajectory programming technology in VxWorks. The tasks are sorted and scheduled according to the astringency and classifiability of the algorithm.
论文主要工作有以下两个部分：
1)航迹规划技术。总结前人在该方面的研究成果，提出一个更加广义的研究角度——风险分析。通过对威胁因素、误差因素对飞行风险的作用，调整性能准则而进行了水平安全走廊设计、威胁回避、垂直离地高度实时修正以及最快速航迹规划。
2)航迹规划技术在VxWorks中实现。根据航迹规划技术算法实现的内敛性和分类性，进行任务划分，任务调度。
The integration of terrain following/terrain avoidance/threat avoidance is a new technique for the aircrafts to achieve low altitude penetration flight. And the trajectory programming technology is the important base of the design of control laws. It makes full use of the terrain shelter and the characteristic of the earth's curvatures to improve viability of aircrafts. The real-time operating system VxWorks can be used to develop embedded real-time system, so the trajectory programming technology is realized in it. This paper mainly studies the algorithm of the terrain following/terrain avoidance/threat avoidance trajectory programming technology and its realization in VxWorks.
The main tasks of this dissertation are summarized as follows:
1) The trajectory programming technology. This paper presents a wider research field -RISK ANALYSIS.Through the study of the effects that threat factors and error factors impact on the flight risk and adjusting performance rules, the horizontal safe corridor, threat avoidance, vertical altitude real-time modification and the fastest trajectory programming are progressed.
2) The realization of trajectory programming technology in VxWorks. The tasks are sorted and scheduled according to the astringency and classifiability of the algorithm.
引文
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2、Peter Stiles Ira Glickstein Route Planning IEEE publication CH3030-4/91/0000-0420 pp420-425 1991
3、sseo S J. Terrain Following/Terrain Avoidance Path Optimization Using The Method Of Steepest Descent. Proc. of IEEE NAECON Conference 1988. 1128-1136
4、Riedel.F.W.Design of a control system which minimums the probability for a terrain following cruise missile．巡航导弹译文集(4) 控制技术 1994航天工业总公司三院
5、Cunningham E.P. Probability of crashing for a terrain following missile. Journal of Spacecraft and Rochet 1974.11(4):357-260
6、潘袁华等 无人飞行器超低空飞行撞地概率研究 中国1995年飞行力学年会论文集340～344
7、贺也平，胡志忠等，一种基于数字地图的轨迹优化算法的改进，数据采集与处理，1999，14(4)447-451
8、华士冠 巡航导弹作战能力综合评价模型研究 无人飞行器学会年会报告 1996．11
9、邱晓红等 威胁环境突防优化策略分析 中国航空学会控制理论与飞行器控制与操作学术会议论文集618所，1995．282～286
10、Asseo Sabj.J. Terrain Following/Terrain Avoidance Path Optimization Using The Model Of Steepest Descent:Proc of IEEE 1998 NAECON 1128～1136
11、袁信等编著导航系统 航空工业出版社 1993
12、袁卫东等 一种新的综合TF／TA最优航迹算法南京航空航天大学学报 199628(4) 481—486
13、曾颖超等编 战术导弹弹道学与姿态动力学 西北工业大学出版社 1991
14、袁孙伟 计算几何选型学基础 航空工业出版社 1991
15、秦寿康等 最优控制 电子工业出版社 1984
16、秦永元等 卡尔曼滤波与组合导航原理 西北工业大学出版社 1998
17、阙志宏等 线性系统理论 西北工业大学出版社 1998
18、杨帆 航迹规划与仿真技术研究 西北工业大学硕士学位论文 1999
19、李祥 综合TF／TA最优航迹规划算法的研究 西北工业大小硕士学位论文 2001
20、张明廉 飞行控制系统 国防工业出版社 1984
21、吴大猷 古典动力学 科学出版社 1983
22、郑宗汉 实时系统软件基础 清华大学出版社 2003
23、Micbael Barr著、于志宏译 C／C++嵌入式系统编程 中国电力出版社 2001
24、田捷等著 嵌入式软件开发技术 国防工业出版社2003
25、Jean Labrosse MicroC/OS-Ⅱ:The Real-Time Kernel. R&D Books. 2002
26、Windriver System Inc. "Tornado Training Workshop", v5.1,May 1999
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32、林锐 高质量程序设计指南C／C++语言 电子工业出版社2002
33、Kris Jamsa,Lar Klander著，张春晖刘大庆译 C／C++程序员实用大全——C／C++最佳编程指南 中国水利水电出版社 2001．7
34、王炳武 胥諝编著 MATLAB5.3实用教程 中国水利水电出版社 2000
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