[发明专利]直升机载地形跟随与回避可视化导航系统以及导航方法

说明书

本发明提供一种直升机载地形跟随与回避可视化导航系统以及导航方法，直升机载地形跟随与回避可视化导航系统，包括：防撞雷达系统、敌方威胁探测系统、电子地理信息系统、无线电高度表、大气机、卫星定位系统、惯导系统、综合显示器、数据处理计算机和全权限电传飞控系统。本发明提供的直升机载地形跟随与回避可视化导航系统以及导航方法，将空间三维轨迹规划降维为在二维空间进行航迹规划，从而明显降低了计算复杂度，加快了航迹规划的速度，满足导航实时性的要求。

技术领域

本发明属于航空航天导航技术领域，具体涉及一种直升机载地形跟随与回避可视化导航系统以及导航方法。

背景技术

在现代航空航天领域中，导航是一种十分重要的技术，通过导航对直升机在空中的飞行轨迹进行实时规划，从而最终使直升机从起始点成功到达目标终点。近年来，直升机在低空飞行的需求越来越重要，随着电子技术、地理信息和防空技术的不断发展，直升机低空飞行技术已经成为军事技术和战术战略手段。现有技术中，在对直升机进行导航时，主要采用空间三维轨迹导航规划方法，具体的，假设直升机在空间中的当前点为A点，需要首先确定A点周围邻近的栅格点，在三维空间中，邻近栅格点数量为26个，因此，需要比较A点分别与26个邻近栅格点之间的路径差异，从而在26个邻近栅格点中确定最佳的栅格点，假设最佳栅格点为栅格点B，进而确定了直升机需要从当前A点向栅格点B飞行的导航方向。

上述直升机三维空间导航方法，具有以下问题：由于需要在三维空间搜索航迹，因此，计算过程复杂，需要花费较长的时间，无法满足对导航实时性的要求。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种直升机载地形跟随与回避可视化导航系统以及导航方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种直升机载地形跟随与回避可视化导航系统，包括：防撞雷达系统、敌方威胁探测系统、电子地理信息系统、无线电高度表、大气机、卫星定位系统、惯导系统、综合显示器、数据处理计算机和全权限电传飞控系统；

所述防撞雷达系统、所述敌方威胁探测系统、所述电子地理信息系统、所述无线电高度表、所述大气机、所述卫星定位系统和所述惯导系统的输出端均与所述数据处理计算机的输入端连接；所述全权限电传飞控系统具有手动控制模式和自动控制模式，在手动控制模式下，所述数据处理计算机输出端与所述综合显示器连接，将导航画面显示到所述综合显示器，因此，通过手动操作手柄控制器，进而手动控制所述全权限电传飞控系统，通过所述全权限电传飞控系统，手动控制直升机的机身飞行姿态；在自动控制模式下，所述数据处理计算机的控制指令输出端直接与所述全权限电传飞控系统连接，通过所述全权限电传飞控系统，自动控制直升机的飞行姿态。

优选的，所述卫星定位系统为北斗卫星定位系统和/或GPS卫星定位系统。

本发明还提供一种基于直升机载地形跟随与回避可视化导航系统的导航方法，包括以下步骤：

步骤1，确定与直升机低空飞行任务相应的三维规划空间；确定与所述三维规划空间相对应的栅格化的数字高程地图；其中，栅格化的数字高程地图为用于表征与三维规划空间对应的地形属性的地图，其中，每个栅格具有的栅格位置信息为：(x₀,y₀,z₀)；其中，x₀代表栅格经度数据；y₀代表栅格纬度数据；z₀代表栅格高程数据；

步骤2，结合飞行任务对所述三维规划空间的实际情况进行分析，确定所述三维规划空间的障碍物信息和敌方威胁信息；将所述障碍物信息存入到障碍物数据库；将所述敌方威胁信息存入到敌方威胁数据库；

步骤3，将步骤2确定的所述障碍物信息和所述敌方威胁信息标识到步骤1建立的所述数字高程地图中，得到处理后的数字高程地图；