直升机地形辅助导航方法研究

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1、总第187期2016年第1期直升机技术HELICOPTERTECHNIQUEGeneralSerialNo．187No．12016文章编号：1673—1220(2016)01-024-04直升机地形辅助导航方法研究胡水才(海军驻景德镇地区航空军事代表室，江西景德镇333000)摘要为克服直升机在无卫星信号时定位精度不高的缺陷，研究一种适用于直升机上的地形辅助导航方法。在地形辅助导航系统航行规划中，为保证匹配定位精度，必须选择具有较强地形适应性的匹配区域，所以利用两种不同特征的地形进行仿真试验来修正惯导系统指示航迹误差。结果表明，采用等值线匹配算法的地形辅助导

2、航应用在直升机上，是正确的和有效的，可以取得良好效果。关键词直升机；地形辅助导航；等值线匹配算法中图分类号：V249．3文献标识码：AResearchonHelicopterTerrainaidedNavigationMethodHUShuicai(NavyAviaticRepresentativeOfficeinJingdezhen，Jingdezhen333000，China)AbstractInordertoovercomethedefectthatpositioningaccuracyisnothighunderconditionofSatellit

3、esignalinvalidation，terrainaidednavigationmethodwasstudiedtoapplyhelicopter。Toen—sureprecisionofmatchingguidance，theregionswhichhavegoodadaptabilitiesshouldbechosen．Andbyknownreservedterraindata，theaccumulativeerrorsoftheinertialnavigationcouldbecor-rected．Thesimulationresultsshowe

4、dthatcontourmatchingalgorithmonhelicopterterrainnaviga—tionwascorrectandeffective．Goodeffectscouldbeobtained．Keywordshelicopter；terrainaidednavigation；contourmatchingalgorithm0引言惯导系统(InertialNavigationSystem，INS)能够全天候提供较全面的导航信息，且具有较强的工作自主性和实时陛，具备短期精度高、抗干扰能力强等诸多优点，是直升机航电系统中不可缺少的导航设备

5、之一。但其位置误差随时间积累发散，对于中低等精度INS来说不适合长期使用，必须定期对其进行校正。众所周知，卫星信号容易受建筑物或山体遮挡，特别是在复杂战场环境中，易被敌方无线设备干扰，故而达不到理想精度。因此，仅依靠INS和卫星导航无法满足直升机长期高精度导航的需求。地形辅助导航系统能很好地解决INS误差积累的问题，近年来受到了广泛重视并已成功使用。地形辅助导航系统中最为关键的技术为匹配算法。目前，较为常用的匹配算法有TERCOM算法、S1TAN收稿日期：2015—10—08作者简介：胡水才(1976一)，男，江西乐平人，本科，工程师，主要研究方向：直升机质

6、量控制。2016年第1期胡水才：直升机地形辅助导航方法研究·25·算法和等值线匹配算法。TERCOM的原理是沿航行路线测量一条地形线，把它与数字地图进行匹配，使实测地形线和从数字地图中提取的基准地形线之间的均方差最小。TERCOM算法对航向偏差较为敏感，并且实时性较差¨-2]。SITAN方法利用INS输出的定位信息，由数字地图导出地形斜率(即地形局部线性化处理)，并利用卡尔曼滤波器进行处理。SITAN算法在初始位置误差大和地形起伏剧烈等情况下容易发散∞。4J。等值线匹配算法导航精度很高，其研究逐步走向深入，力求实现快速、稳定、鲁棒性好的匹配算法。因此，对等值

7、线匹配算法展开分析研究具有非常重要的意义HJ。本文以直升机为研究对象，将地形辅助导航系统分为惯性导航系统、大气数据及高度测量系统、数字地形图和匹配算法四大部分，针对地形辅助导航技术在直升机上应用的特点，研究适用于直升机的地形辅助导航方法。1地形辅助导航系统设计方案及算法1．1地形辅助导航系统设计方案地形辅助导航系统设计方案如图l所示。当直升机为执行某项任务飞进某一地形匹配区域后，大气数据系统实时连续地测得直升机的相对气压高度，同时，无线电高度表实时测得直升机的离地高度，将二者的结果做差得到一系列的地形高程点，这些实测的高程点与INS指示的参考位置等信息一起传

8、送到综合显示处理机中；然后，辅助导航系统利用事先存储