JH7自主式地形跟随/地形回避系统

JH7自主式地形跟随/地形回避
低空飞行与突防研究室的发展与展望
一、 发展历程
低空突防，作为实施对地攻击的一种有效手段，正越来越多地受到各方面的重视。利用全球卫星定位系统（GPS）进行飞机定位，利用机载数字地图（Digital Terrain Map）提供飞行器前方地形信息，利用飞行控制技术进行航迹优化与航迹跟随，就形成了现代地形跟随/地形回避（TF/TA）技术的初步框架。现代低空突防系统正向自主式综合化方向发展并越来越多地应用到对地攻击型飞机和巡航导弹上，以利用地形的屏蔽作用来避开敌方的高精度大范围全天候雷达的跟踪，提高任务生存能力，顺利实施对地面目标的空中打击。
南京航空航天大学自动控制研究所低空飞行与突防研究室作为专业从事低空突防理论研究的机构，是我国高等院校和科研机构中唯一的低空飞行与突防研究室。在低空突防技术、数字地图技术的研究上已经有了十几年的历史，且在理论研究方面一直走在全国同行的前列。
该研究室在"七五"、"八五"及"九五"期间对地形跟随技术、地形跟随/地形回避综合技术、数字地图技术等的研究方面做了卓有成效的工作。在国内首次完整地对地形跟随技术、地形跟随/地形回避技术进行了全面的分析与综合性研究，有了比较雄厚的理论基础，完成了由国防科工委国防科技预研基金、航空航天部预研基金及航空科学基金资助的以歼轰七为对象的"超低空突防技术中的地形跟随原理的研究与实现"课题，通过了部级鉴定，属国内领先水平，九一年获"航空航天部科技进步二等奖"，已列为中航总第三项试飞演示验证项目。
在"九五"期间完成了由国防科工委国防预研、中航总重点预研以及航空科学基金的资助的以对地攻击机（歼轰七）为对象的"自主式地形跟随/地形回避飞行控制技术研究"，并计划于"九五"末研制出原理样机，"十五"完成工程化应用研究，在"十五"末完成试飞演示验证。该项目九八年获"航空工业总公司科技进步二等奖"。
该研究室已经承担并完成了航空基础科学基金项目"数字地图的压缩与存取技术研究"，并顺利通过了"部级"鉴定，获得与会专家好评。近几年来，该研究室更与航空工业总公司615所、618所进行了广泛深入的合作，联合攻关，取得了不少科研成果，其自主开发软件在两所试用，受到众多赞誉。该所已经成功地将数字地图技术、综合TF/TA技术与飞行控制技术结合，实现了飞机的自主低空飞行计算机三维仿真演示。
在完成国家研究任务的同时，"七五"、"八五"及"九五"期间，同时也培养了一大批低空飞行与突防方面的高级专业人才。
博士生导师沈春林教授现任南航自动控制研究所所长，系美国纽约科学院院士、美国IEEE学会高级会员、1996年IEEE/S.S主席、江苏省航空航天学会理事兼自动控制专业委员会主任。长期致力于低空突防、数字地图等的教学和科研工作，已培养博士生和硕士生40余名，在国内外发表论文60余篇，出版发行专著7部。


二、 发展目标
为保证我国未来新型号及武器装备的发展需要，低空飞行与突防实验室将把研究重点放在直升机、飞机和巡航导弹的地形跟随、地形回避、威胁回避和地形匹配的理论与技术的应用基础性研究上，为我国低空突防技术早日实现应用创造良好的条件并奠定坚实的基础。根据以上目标，低空飞行与突防实验室拟进行的研究课题主要为低空突防在对地攻击型飞机/巡航导弹上的先进技术及工程应用研究：
1. 自主式地形跟随/地形回避技术工程应用研究
研究内容：
1） 地形跟随、地形回避、威胁回避等新方法的研究
2） 地形跟随/地形回避/威胁回避综合低空突防系统新方法、新原理的研究
3） 低空突防用机载数字地图技术的研究
l 数字地图数据库的存储管理与存储介质研究
l 数字地图高程数据的压缩与还原技术
l 数字地图的存储格式转化
l GPS信号在数字地图上的定位技术
l 机载/弹载数字地图的软硬件实现技术
l 地形数据的坐标变换技术
l 地形数据和其他传感器数据的融合技术
l 三维数字地图的座舱显示技术
l 数字地图的地面预处理技术
4） 低空突防用机载视景系统、头盔显示和平显系统
5） 低空突防虚拟训练仿真设备
6） 研制作为空军装备使用的飞行航线、任务等预先装订的地面站
7） 地形匹配新方法的研究
8） 新型地形探测器的研究
2. 地形跟随/地形回避技术在巡航导弹上的应用研究
研究内容：
1） 导弹全程最优巡航路线规划与装订及地面设备
2） 弹载数字地图+卫星定位（GPS、Glonass等）系统
3） 地形跟随/地形回避技术在巡航导弹上的应用研究
3. 低空突防先进技术研究
研究内容：
1） 基于地理照片获取地图高程数据信息
2） 在线威胁回避技术
3） 近地风扰动对低空突防的影响
4） 地形匹配技术
5） 低空突防中的多传感器融合技术
6） 网络技术在低空突防中的应用研究


"飞豹"瞄准／导航吊舱试验机


　　瞄准／导航两个吊舱挂装"飞豹"飞机演示验证任务的目的，

是为了研究真实使用条件下瞄准吊舱和导航吊舱的技术可行性、作战适应性和经济承受能力。瞄准／导航两个吊舱分别由电光设备研究所(613)、中国雷华电子技术研究所(607)研制，试飞院负责飞行试验。


　　低空导航吊舱由地形跟随雷达、前视红外系统、环控装置、吊舱挂架、吊舱舱体和雷达罩组成。导航吊舱的功能是利用地形跟随雷达探测载机飞行前方的地形障碍物的视角和视距，经吊舱计算机综合载机的飞行参数计算出设定间隙、高度和乘坐品质下的飞行航迹角，产生飞控指令完成载机的自动或手动地形跟随飞行，前视红外系统在平显上形成航线前方地形障碍物的平面图像，增强飞行员在夜间和恶劣气象条件下的地形跟随飞行能力，提高地形跟随飞行的可靠性。


　　改进型低空导航吊舱验证试飞于2000年开始，导航吊舱分别在机身和机翼下两种挂飞状态下进行试飞；另外还进行了瞄准吊舱的综合挂飞。JH7自主式地形跟随/地形回避
低空飞行与突防研究室的发展与展望
一、 发展历程
低空突防，作为实施对地攻击的一种有效手段，正越来越多地受到各方面的重视。利用全球卫星定位系统（GPS）进行飞机定位，利用机载数字地图（Digital Terrain Map）提供飞行器前方地形信息，利用飞行控制技术进行航迹优化与航迹跟随，就形成了现代地形跟随/地形回避（TF/TA）技术的初步框架。现代低空突防系统正向自主式综合化方向发展并越来越多地应用到对地攻击型飞机和巡航导弹上，以利用地形的屏蔽作用来避开敌方的高精度大范围全天候雷达的跟踪，提高任务生存能力，顺利实施对地面目标的空中打击。
南京航空航天大学自动控制研究所低空飞行与突防研究室作为专业从事低空突防理论研究的机构，是我国高等院校和科研机构中唯一的低空飞行与突防研究室。在低空突防技术、数字地图技术的研究上已经有了十几年的历史，且在理论研究方面一直走在全国同行的前列。
该研究室在"七五"、"八五"及"九五"期间对地形跟随技术、地形跟随/地形回避综合技术、数字地图技术等的研究方面做了卓有成效的工作。在国内首次完整地对地形跟随技术、地形跟随/地形回避技术进行了全面的分析与综合性研究，有了比较雄厚的理论基础，完成了由国防科工委国防科技预研基金、航空航天部预研基金及航空科学基金资助的以歼轰七为对象的"超低空突防技术中的地形跟随原理的研究与实现"课题，通过了部级鉴定，属国内领先水平，九一年获"航空航天部科技进步二等奖"，已列为中航总第三项试飞演示验证项目。
在"九五"期间完成了由国防科工委国防预研、中航总重点预研以及航空科学基金的资助的以对地攻击机（歼轰七）为对象的"自主式地形跟随/地形回避飞行控制技术研究"，并计划于"九五"末研制出原理样机，"十五"完成工程化应用研究，在"十五"末完成试飞演示验证。该项目九八年获"航空工业总公司科技进步二等奖"。
该研究室已经承担并完成了航空基础科学基金项目"数字地图的压缩与存取技术研究"，并顺利通过了"部级"鉴定，获得与会专家好评。近几年来，该研究室更与航空工业总公司615所、618所进行了广泛深入的合作，联合攻关，取得了不少科研成果，其自主开发软件在两所试用，受到众多赞誉。该所已经成功地将数字地图技术、综合TF/TA技术与飞行控制技术结合，实现了飞机的自主低空飞行计算机三维仿真演示。
在完成国家研究任务的同时，"七五"、"八五"及"九五"期间，同时也培养了一大批低空飞行与突防方面的高级专业人才。
博士生导师沈春林教授现任南航自动控制研究所所长，系美国纽约科学院院士、美国IEEE学会高级会员、1996年IEEE/S.S主席、江苏省航空航天学会理事兼自动控制专业委员会主任。长期致力于低空突防、数字地图等的教学和科研工作，已培养博士生和硕士生40余名，在国内外发表论文60余篇，出版发行专著7部。


二、 发展目标
为保证我国未来新型号及武器装备的发展需要，低空飞行与突防实验室将把研究重点放在直升机、飞机和巡航导弹的地形跟随、地形回避、威胁回避和地形匹配的理论与技术的应用基础性研究上，为我国低空突防技术早日实现应用创造良好的条件并奠定坚实的基础。根据以上目标，低空飞行与突防实验室拟进行的研究课题主要为低空突防在对地攻击型飞机/巡航导弹上的先进技术及工程应用研究：
1. 自主式地形跟随/地形回避技术工程应用研究
研究内容：
1） 地形跟随、地形回避、威胁回避等新方法的研究
2） 地形跟随/地形回避/威胁回避综合低空突防系统新方法、新原理的研究
3） 低空突防用机载数字地图技术的研究
l 数字地图数据库的存储管理与存储介质研究
l 数字地图高程数据的压缩与还原技术
l 数字地图的存储格式转化
l GPS信号在数字地图上的定位技术
l 机载/弹载数字地图的软硬件实现技术
l 地形数据的坐标变换技术
l 地形数据和其他传感器数据的融合技术
l 三维数字地图的座舱显示技术
l 数字地图的地面预处理技术
4） 低空突防用机载视景系统、头盔显示和平显系统
5） 低空突防虚拟训练仿真设备
6） 研制作为空军装备使用的飞行航线、任务等预先装订的地面站
7） 地形匹配新方法的研究
8） 新型地形探测器的研究
2. 地形跟随/地形回避技术在巡航导弹上的应用研究
研究内容：
1） 导弹全程最优巡航路线规划与装订及地面设备
2） 弹载数字地图+卫星定位（GPS、Glonass等）系统
3） 地形跟随/地形回避技术在巡航导弹上的应用研究
3. 低空突防先进技术研究
研究内容：
1） 基于地理照片获取地图高程数据信息
2） 在线威胁回避技术
3） 近地风扰动对低空突防的影响
4） 地形匹配技术
5） 低空突防中的多传感器融合技术
6） 网络技术在低空突防中的应用研究


"飞豹"瞄准／导航吊舱试验机


　　瞄准／导航两个吊舱挂装"飞豹"飞机演示验证任务的目的，

是为了研究真实使用条件下瞄准吊舱和导航吊舱的技术可行性、作战适应性和经济承受能力。瞄准／导航两个吊舱分别由电光设备研究所(613)、中国雷华电子技术研究所(607)研制，试飞院负责飞行试验。


　　低空导航吊舱由地形跟随雷达、前视红外系统、环控装置、吊舱挂架、吊舱舱体和雷达罩组成。导航吊舱的功能是利用地形跟随雷达探测载机飞行前方的地形障碍物的视角和视距，经吊舱计算机综合载机的飞行参数计算出设定间隙、高度和乘坐品质下的飞行航迹角，产生飞控指令完成载机的自动或手动地形跟随飞行，前视红外系统在平显上形成航线前方地形障碍物的平面图像，增强飞行员在夜间和恶劣气象条件下的地形跟随飞行能力，提高地形跟随飞行的可靠性。


　　改进型低空导航吊舱验证试飞于2000年开始，导航吊舱分别在机身和机翼下两种挂飞状态下进行试飞；另外还进行了瞄准吊舱的综合挂飞。