近场飞机自动跟踪与监测方法技术

本发明专利技术涉及一种近场飞机自动跟踪与监测方法，属于三维仿真与监测相关技术领域。包括如下步骤：(1)接收全程自动跟踪与测量的解算数据；(2)进行飞机飞行过程的实时场景融合；(3)建立分级的标准信息；(4)在数据信息区，实时显示目标的各种信息(位置、姿态)，并进行目标姿态的三维仿真；(5)将步骤(4)中数据与步骤(3)中的标准信息进行分级对比，在预警区进行目标位置姿态的预警和特情警示。本发明专利技术方法利用实时场景融合、目标姿态三维重现、特情预判处理等技术和方法，实现飞行轨迹三维绘制，及时给出预警信息。与现有技术相比具直观、新颖、便利等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种飞行保障中的近场飞机自动跟踪与监测方法，属于三维仿真与监测相关

技术介绍
在飞机起降飞行过程中，1998-2003年仅依靠俄制着陆雷达设备完成近场着陆引导，后来随着国产化应用并取消俄制体制，在该阶段一直没有着陆监测的相关技术方法。
技术实现思路
为了解决上述存在的技术问题，本专利技术通过对飞机近场飞行自动跟踪与测量系统中终端应用上进行的研究，提供一种近场飞机自动跟踪与监测方法，在飞机起降飞行过程中，利用全程自动跟踪与测量的解算数据，进行飞机飞行过程的实时场景融合、目标姿态的三维仿真，实现特情警示功能。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的：近场飞机自动跟踪与监测方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)接收全程自动跟踪与测量的解算数据；(2)进行飞机飞行过程的实时场景融合；(3)建立分级的标准信息；(4)在数据信息区，实时显示目标的各种信息，包括位置、姿态，并进行目标姿态的三维仿真；(5)将步骤(4)中数据与步骤(3)中的标准信息进行分级对比，在预警区进行目标位置姿态的预警和特情警示。所述的步骤(2)中，进行飞机飞行过程的实时场景融合，包括，建立虚拟场景、飞行目标着陆立体通道，应用真实数据实时驱动目标轨迹，具体过程为：建立虚拟场景：以跑道为中心，建立一个大于10Km的虚拟场景，虚拟场景从遥感地图中获取真实的数据信息，应用的三维坐标转换、地形转换和贴图处理等方法实现；飞行目标着陆立体通道：根据近场飞行相关标准、要求和数据等信息，在虚拟场景中跑道的及着陆点的延长线上，建立飞机着陆的立体走廊，用于实时判决飞机着陆过程中的位置姿态等是否满足飞行着陆的要求；应用真实数据实时驱动目标轨迹：应用自动跟踪与测量的数据在虚拟场景中进行飞行轨迹的实时绘制。所述的步骤(4)中应用自动跟踪与测量的数据绘制重现位置和姿态信息，通过获取目标运动的实时连续图像序列而较好地分析飞行过程中目标的位置与姿态变化，以各种角度重现目标的姿态。进行跟踪目标的视点控制，从最佳角度、位置和形式显示目标的运动状态。本专利技术的有益效果：本专利技术采用上述方案，在飞机起降飞行过程中，通过全程自动跟踪与测量的解算数据，实现飞机飞行过程的实时场景融合、目标姿态的三维仿真、特情警示等功能。与现有技术相比具有直观、新颖、便利等特点。具体实施方式本专利技术方法实现的理论依据及工作原理：(一)近场飞机自动跟踪与监测方法飞机近场飞行自动跟踪与测量系统中终端应用系统主要包括虚拟场景、飞行目标重现、三维仿真、特情状态预判预警等信息元素，系统界面又分为数据信息区、运动控制区、告警信息区。三维场景融合技术是在计算机图形显示设备上生成逼真的三维场景，一般需要经过对场景中的地形、地物进行建模、坐标的变换和投影变换、纹理的编辑、贴图、显示等过程。其中坐标变换是指对需要显示的对象进行平移、旋转或缩放等数学变换；投影变换指选取某种投影变换方式，如正射投影，对物体进行变换，完成从地物坐标到视点坐标的变换。透视投影多用于动画模拟及产生较真实感的图形或图像，正射投影多用于建筑蓝图的绘制，其特点是物体的大小不随视点的远近而变化。三维重现以视景仿真软件MultigenCreator/VegaPrime/VC为开发平台，采用LynxPrime图形用户界面配置系统和VegaPrimeAP工函数调用相结合的设计模式，在MFC框架下开发VegaPrime视景驱动程序，完成系统场景和飞行目标模型的建立和控制，实现视景中各元素的实时显示，满足系统的实时性要求和达到真实感的渲染效果。(二)工作原理1.实时场景融合1)建立虚拟场景：以跑道为中心，建立一个大于10Km的虚拟场景，虚拟场景从遥感地图中获取真实的数据信息，应用的三维坐标转换、地形转换和贴图处理等方法实现。在满足实时性的前提下，Creator能生成面向仿真的、逼真的大面积精确地形。将遥感地图(bmp)生成地形模型(flt)的具体过程如下：首先使用Image2ded转换器从遥感地图中获取DED格式的地形数据信息；然后进行三维坐标变换；最后采用PolyMesh算法进行地形转换，其优点是便于地形纹理的贴图处理。在三维领域中为了表示三维场景中地物的一个顶点用一个三维坐标(X，Y，Z)来表示。在三维场景中，用X表示经度，Y表示纬度，Z表示三维场景中地物的高度。三维显示的基本问题就是如何将一个点的(X，Y，Z)三维坐标转换为显示设备坐标系上的二维坐标。在进行投影前需要将从三维的模型坐标到二维坐标的转换。在对三维场景中地物进行坐标变换时，可以通过对模型各项点的平移、旋转、缩放等操作来完成整个模型的坐标变换，从而实现从地物的空间坐标系到视点坐标系的转换。在三维场景中的地物的显示和内部计算中，一般都假定所有的顶点都用四维齐次坐标表示，即以(x，y，z，w)的形式，等价于(x/w,y/w，z/w，w/w)(w不等于0)。模型中使用的三维坐标(x，y，z)等价于四维齐次坐标(x,y,z，1)。对需要显示的三维模型进行模型变换，其变换后的结果用下式描述：[x'y'z'1]＝[xyz]T。式中T是一个4x4的变换矩阵，是模型坐标经过平移、旋转、反射等各种变换后的结果。将一个点(x，y，z)平移到一个新点(x'y'z')的变换由下式表示：[x,y,z,l]=xyzl=100001000010TxTyTz1]]>其中Tx,Ty,Tz：分别为沿着x，y，z三轴平移量。2)飞行目标着陆立体通道根据近场飞行相关标准、要求和数据等信息，应用飞行着陆过程中的决断高度信息(15米、30米和60米)、飞机进场航线、下滑道仰角、信标以及飞机进场、拉平操纵等过程信息，建立的该过程中水平角度、俯仰角度标准偏差等信息，在虚拟场景中跑道的及着陆点的延长线上，建立飞机着陆的立体曲线通道(立体走廊)，用于实时判决飞机着陆过程中的位置姿态等是否满足飞行着陆的要求。3)应用真实数据实时驱动目标轨迹：应用自动跟踪与测量的数据在虚拟场景中进行飞行轨迹的实时绘制。2.目标姿态的三维仿真应用自动跟踪与测量的数据绘制重现位置和姿态信息是反应目标在空中飞行状态的重要参数，通过获取目标运动的实时连续图像序列而较好地分析飞行过程中目标的位置与姿态变化，以各种角度重现目本文档来自技高网...

【技术保护点】
近场飞机自动跟踪与监测方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)接收全程自动跟踪与测量的解算数据；(2)进行飞机飞行过程的实时场景融合；(3)建立分级的标准信息；(4)在数据信息区，实时显示目标的各种信息，包括位置、姿态，并进行目标姿态的三维仿真；(5)将步骤(4)中数据与步骤(3)中的标准信息进行分级对比，在预警区进行目标位置姿态的预警和特情警示。

【技术特征摘要】
1.近场飞机自动跟踪与监测方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)接收全程自动跟踪与测量的解算数据；
(2)进行飞机飞行过程的实时场景融合；
(3)建立分级的标准信息；
(4)在数据信息区，实时显示目标的各种信息，包括位置、姿态，并进行
目标姿态的三维仿真；
(5)将步骤(4)中数据与步骤(3)中的标准信息进行分级对比，在预警区进
行目标位置姿态的预警和特情警示。
2.根据权利要求1所述的近场飞机自动跟踪与监测方法，其特征在于，步
骤(2)中，进行飞机飞行过程的实时场景融合，包括，建立虚拟场景、飞行目标
着陆立体通道，应用真实数据实时驱动目标轨迹，具体过程为：
建立虚拟场景：以跑道为中心，建立一个大于10Km的虚拟场景，虚拟场景
从遥感地图中获取真实的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宾，王小凌，朱自强，
申请(专利权)人：沈阳飞机工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21