● 摘要
本文主要研究了基于稀疏A*搜索的三维航迹规划算法，三维航迹的可视化及分布式仿真和视景模拟的航迹追踪与控制。本文首先利用实际的地理信息数据，建立起三维数字高程地图，然后使用稀疏A*搜索算法进行三维航迹规划。在实现该算法时把航迹约束条件结合到搜索过程中去，有效的修剪了搜索空间中的无用节点，缩短了航迹搜索时间。在搜索过程中，三维地形信息得到了充分利用，使算法生成的航迹能够自动回避地形和威胁。为了能够从多个角度观察无人机的飞行姿态和飞行轨迹，再现无人机低空突防过程，本文利用三维场景建模软件Creator对地形和无人机进行建模，在视景仿真软件Vega中用导航器实现无人机沿规划的航迹进行飞行。同时，作为航迹三维可视化的补充，本文通过DIS协议，将Vega中的三维航迹在二维战场势态软件STAGE中进行动态显示和追踪，实现航迹可视化的分布式仿真。最后，在经过计算验证的无人机几何数据和气动数据的基础上，建立了无人机的6自由度全量方程，通过手动操纵舵面和油门控制无人机的飞行姿态和飞行轨迹，对规划航迹进行追踪，并通过Vega实时的显示航迹追踪的过程，然后将实飞航迹和规划航迹进行了对比分析。