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    一種基于高程數據的全球地形高度檢測方法
    網絡安全與數據治理 2022年 第1期
    吳 瓊1,孫韶杰2,于 瀾1,蘇 迪1
    (1.空軍研究院特種勤務研究所,北京100195;2.空軍石家莊飛行學院 飛行模擬訓練中心,北京100195)
    摘要: 在飛行模擬器訓練領域,很多分系統都需要實時獲取飛行位置的地形高度?;谛l星影像高程數據,提出了一個全球范圍的地形高度檢測方法。該方法將全球高程數據按度進行區域劃分和規范化命名,然后基于碰撞檢測的思想,從飛行當前位置垂直向下求取與地形面的交點,交點處的高程值即地形高度。針對不同采樣間距、不同分塊大小情況下的算法檢測效率進行了比較分析,實驗結果表明,該檢測方法能夠較好地滿足實時性和準確性要求。
    中圖分類號: TP391.9
    文獻標識碼: A
    DOI: 10.20044/j.csdg.2097-1788.2022.01.014
    引用格式: 吳瓊,孫韶杰,于瀾,等. 一種基于高程數據的全球地形高度檢測方法[J].網絡安全與數據治理,2022,41(1):88-92.
    A global terrain height detection method based on elevation data
    Wu Qiong1,Sun Shaojie2,Yu Lan1,Su Di1
    (1.Special Service Research Institute of Air Force Research Institute,Beijing 100195,China; 2.Air Force Flight Simulation Training Base of Shijiazhuang Flight College,Beijing 100195,China)
    Abstract: In the field of flight simulation training, many subsystems require real-time access to the terrain height of current flight location. Based on satellite imagery elevation data, this paper proposed a worldwide terrain height detection method. Firstly the worldwide elevation data is divided to many blocks according to the degree and is named normatively. Then based on the idea of collision detection, intersection point is calculated from the current flight position vertically downward to the terrain surface, and the elevation value at the intersection point is the terrain height. For different sampling interval and different blocking size, the detection efficiency of our algorithm was compared and analyzed. Experimental results show that the proposed detection method can better meet the real-time and accuracy requirements.
    Key words : elevation data;terrain height;worldwide;detection

    0 引言

    在飛行模擬器訓練領域,無論是模擬器飛行控制系統、航路規劃系統,還是三維態勢顯示系統,都需要實時獲得實體(飛機、武器、碰撞等)當前位置的地形高度,從而計算出實體相對地面的高度(簡稱無線電高度[1-3])。在飛行模擬器訓練[4-6]中,視景系統需要實時返回無線電高度給飛行控制系統,用于判斷飛機的碰撞狀態等,同時在飛行電子儀表中顯示該高度。彈丸航路點規劃時需要知道航路點沿路的制高點,從而設定彈丸的發射高度。在三維態勢顯示系統中,地形高度有如下作用:(1)用于放置雷達陣地、地導陣地,由于導演部在下達作戰任務時只給出陣地的放置經緯度,不明確給出高度,因此態勢系統中需要通過陣地的經緯度來得到當前位置的地形高度,然后將陣地準確地放置在地面上;(2)在顯示碰撞效果時,如果是對地攻擊或撞地,需要根據給出的碰撞點的經緯度獲取該點的地形高度,如果爆炸點位于地面附近,則在地面疊加爆炸凹陷特效。因此,實時、高效、準確地獲取實體當前位置的地形高度十分重要。

    飛行實體的地形高度獲取方法通常有兩種,一種是由虛擬三維場景圖形工作站實時對地作碰撞檢測得到地形高度,該方法耗費主視景渲染時間,如Mantis、Equipe圖形工作站,偶爾會出現返回無效值;另一種是基于衛星影像的高程數據來得到地形高度?;诟叱虜祿牡匦胃叨葯z測方法相對于圖形工作站返回地形高度,其優點是不耗費主視景渲染進程時間,且不會造成視景卡滯;缺點是目前基于高程數據的地形高度檢測方法都是使用局部范圍的高程數據,但應對大范圍、長時間的飛行需求,單個高程文件的數據量會比較大,加載時間長,所以有的跨區域飛行還需要更換高程文件,而且每一套飛行系統需要重新提供該區域的高程數據,該高程數據僅包括主機場和備降機場在內的飛行范圍。因此地形高度獲取技術迫切需要改進。

    基于此,本文旨在研究基于全球的高程數據,在確保實時性和準確性的前提下,提出一種全球范圍內的地形高度檢測方法。




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    作者信息:

    吳  瓊1,孫韶杰2,于  瀾1,蘇  迪1

    (1.空軍研究院特種勤務研究所,北京100195;2.空軍石家莊飛行學院 飛行模擬訓練中心,北京100195)


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