大椭圆航线设计的空间矢量方法

针对传统大圆航线设计采用的球体模型和现代导航设备采用的椭球体模型不统一引起航行误差的问题,研究了基于空间矢量的大椭圆航线设计方法。通过采用空间矢量代数方法直接求解大椭圆顶点,并提出依据长轴矢量和短轴矢量的大椭圆描述方法,应用两个基本矢量推导大椭圆航线方位和航程计算公式,进而研究了大椭圆航线设计算法,重点提出了基于Newton-Raphson(N-R)的等距离航线设计算法。对比算例表明,大圆航线与大椭圆航线设计结果差异明显,大椭圆航线设计算法与航行阶段采用的地球模型一致,可消除大圆航线设计引起的误差,提高航海计算精度。     

基于椭球面的航线确定与导航参数计算

传统上航线确定计算以大圆为基础，不符合椭球面上两点间距离最短的要求，应改为以大地线为基础，本文应用Bessel正反解确定大地线航线，计算精度高，而且与距离无关；本文还提出了一个新的、简单的航偏距计算方法以及基于Bessel解算的航线参数的计算方法。     

考虑地球扁率的RNAV航路规划

考虑地球扁率的影响,在地理坐标系下推算区域导航(RNAV)航路点的经纬度坐标以及各航段的初始真航线角(TC)与航线距离,为机载区域导航设备提供更为精确的航迹指引和更为快捷的直飞航线。以IAG-75椭球参数为计算依据,根据空间向量分析,导出了RNAV大椭圆圈航线的初始TC、航线距离以及基于中间插值的航路点纬度计算方法。经计算,从B215航路的阜康至大王庄,现行等角航线距离为2642km,简化大圆航线模型的航线距离为2423.8km,而考虑地球扁率影响的大椭圆航线模型的航线距离为2435.3km。     

等角投影面上等角航线的曲率分析

等角航线又名恒向线,在椭球面上它是与经线方向保持定角α的航向线。如图1所示,设Sl为等角投影面上等角航线的表象,该等角航线的航向角为α,坐标方位角为Φ。P点的子午线收敛角为γ,根据微分几何学[1]关于曲率的定义,可以写出等角投影面上的经、纬线和斜航线的曲率公式,令P点图1等角投影面上的等角航线的子午圈曲率半径为M和卵西圈曲率半径为N,投影长度比为m,则有：或者下面分析常用等角投影面上的等角航线的曲率情况：（1）墨卡托投影面上（基准纬度中0）代人（1）、（2）、（3）式得到：凡一K,＝KI—0说明等角航线被表象为…     

常用海图投影平面上大椭圆航线的表象与曲率分析

利用空间矢量方法推导出了椭球面上只与起止点地理坐标有关的大椭圆航线方程,代入4种常用海图投影的正解公式,得到不同投影平面上的大椭圆参数方程;利用上述参数方程进而推导出了不同投影面上大椭圆航线的曲率与曲率半径公式。选取伦敦到纽约的大椭圆航线为例,通过绘制不同投影面上的大椭圆航线并分析其曲率、曲率半径变化曲线可知,大椭圆航线在日晷投影上的表象为曲率处处为0的直线,而在其他投影面上的表象为曲率较小但不断变化的曲线。利用推导的曲率半径公式可以计算各类大椭圆航线上任意位置的“代曲直距”,方便在不同比例尺的海图上对大椭圆航线进行量测和绘制,提高作图效率。     

基于瞬时水深模型的最短时间航线自动生成算法

优化的海图航线设计是舰船安全、经济航行的先导和基础。本文提出了一种基于瞬时水深模型的最短时间航线自动生成算法。基于海图静态水深和海域潮位模型,构建瞬时水深模型,动态提取碍航区,并进行航线可行性分析;利用动态规划思想,进行最短时间路径搜索;采用矩形包络分析、相近节点搜索和冗余点删除等策略,进行航线优化。实验表明：本文所提算法,能动态分析航线可行性,搜索最短时间航线; 与传统的最短时间航线算法相比,所提算法可提取航行时间更短的航线;所提取的最短时间航线,与舰船航行的起始时间和舰船航速相关。     

基于极球面投影的极区格网等角航线

针对传统极区航行通常采用格网导航执行大圆航线,大圆航线上格网航向角不同不利于航行控制以及大圆航线在极区投影图上不完全投影为直线引起固有原理性误差的问题,借鉴中低纬度地区等角航线上地理航向角相等以及在墨卡托投影图上为直线便于航行控制和绘算的思想,提出了一种在极球面投影图中表现为直线的"等角航线"——格网等角航线。在研究双重投影的极球面投影以及格网导航方法的基础上,提出了格网等角航线的定义,推导了航线方程,并根据该航线的航程和航向角计算方法进行航线仿真设计。理论分析和仿真验证表明:航线上格网航向角处处相等,在极区投影图上表现为直线;格网等角航线与大圆航线、大椭圆航线相近,航程较短。因此,极区格网等角航线可以与格网导航方法、极球面投影精确配合应用,适合于极区航行。     

一种手工进行航线设计的算法

航线设计是每次飞行的基础，在航空摄影测量中，它占有重要的地位和作用。航线设计的好坏将直接影响航拍成果的质量，所以在进行每次航拍飞行之前都要对测区内的航线进行设计，以保证航飞的顺利进行。     

基于改进Dijkstra算法的运输机航线生成

比较几种常见的航线算法,在航线设计中引入了改进的Dijkstra算法,以保证快速生成的航线能符合运输机飞行性能和交通管制的要求。实践证明,通过使用改进后的Dijkstra算法建立数学模型,本质上是对所有的航段进行过滤,使最后生成的航线满足需求。     

不同地形环境下无人机航线规划及三维建模分析

针对不同地形环境下存在的飞行安全性低、数据冗余、构建三维模型质量和精度差等问题,本文以单镜头四旋翼小型无人机为试验设备,对平坦地形环境下的复杂单体建筑使用井字形交叉航线和环视航线;对复杂山地地形环境下的泥石流沟谷使用水平航线、井字形交叉航线及视频航线构建三维模型,并结合航线参数、三维模型质量和精度,探讨了不同地形环境下无人机航线规划方案对三维模型构建的影响。经评价分析可知:①使用环视航线能安全、快速地获取平坦地形下的复杂单体建筑影像,构建完整、质量好、精度高的三维模型;②使用井字形交叉航线能构建山地地形下泥石流沟谷的完整、质量好、精度高的三维模型,但飞行安全性、时效性较低;③使用视频航线,影像重叠度高,能构建完整、质量好的三维模型,模型精度并无明显差异。     

一种面向带状复杂区域倾斜摄影航线优化方法

针对带状复杂区域的倾斜摄影外业影像采集的数据冗余问题，该文提出了一种面向带状复杂区域的倾斜摄影航线优化方法。该方法基于前期勘测成果以及高清卫星影像数据，较好地确定了精确的测区范围并获取了测区的点、线、面等GIS空间数据；建立了以航线数目为目标函数的数学优化模型，并运用粒子群优化算法实现了对航线数目和飞行参数的快速求解；基于CAD、GIS以及大疆智图插件和开发接口进行航线规划和飞行设置，实现了数据的交换融合。该文以云南某道路工程项目为例进行试验。结果表明，引入较为成熟的最优化数学模型并运用数学方法建立起航线数目和航线规划参数之间的联系，对参数进行科学量化和约束，降低对工程经验的依赖。基于该模型建立的航线比常规航线规划软件所规划的航线节约了10%的飞行时间，影像照片数量上减少了9%,综合采集效率提升9.5%,所建立的倾斜摄影实景模型分辨率和精度均符合规范和项目要求。     

基于DEM的机载LiDAR航线设计

本文参照我国航空摄影标准中有关相机的部分,深入研究了基于DEM的机载LiDAR航线设计中的关键技术,并研发出了LiDAR航线设计系统.试验表明,与传统航线设计方式相比,基于DEM的航线设计方式能够设计出更为准确、合理的航线.     

电子海图的航线多尺度生成方法

针对当前航线自动生成方法未考虑航线跨越多幅海图的问题,本文提出了基于电子海图的航线多尺度生成方法.考虑到海图的特点,设计了海图数据多尺度表达方案,解决了海图航线的多尺度生成的关键技术问题,实现了海图航线的多尺度自动生成.实验证明:本文所提方法在电子海图多图幅无缝拼接的基础上,可实现长距离航线的多尺度生成;能够根据某航行...     

航空遥感航线设计系统研究与实现

航线设计是根据所用传感器、任务技术指标、摄区地形等因素,来计算航线和曝光点的坐标,为航空摄影外业提供依据和准则,使摄影成果满足质量要求。本文针对航空遥感任务的需要,开发了航线设计系统,并详细介绍了系统主要功能、航线和曝光点计算算法,以及系统实现的技术和方法。     

复杂地区机载SAR数据获取航线规划

本文主要论述机载SAR数据获取航线规划,提出了适合于地形复杂地区机载SAR航摄的航线规划方案。详细说明了航线设计方法,并引入低分辨率的DEM数据,对航线规划结果进行了模拟;最后对机载合成孔径雷达航摄进行三维模拟,以期更好地显示并检验航线规划结果。     

地球椭球面图斑面积计算方法探讨

针对地球椭球面图斑连线类型的非唯一性、椭球面梯形面积计算公式的多样性以及任意图斑面积计算精度控制的复杂性等问题,该文基于理论探讨与实例计算相结合的方法,明确了土地面积量算中适宜采用的椭球面图斑类型,测定了各椭球面梯形面积公式的计算精度,给出了任意图斑面积计算精度控制的新思路。研究表明:采用等角航线作为地球椭球面两界址点之间连线的等角航线图斑更适宜于土地面积量算工作;取至e~(10)项的乘积项椭球面梯形面积公式不仅精度高于其他两个理论上等价的近似公式,而且也高于精确计算公式;把割、补三角形看做特殊的椭球面大梯形,借助递归算法,提出了椭球面大梯形面积计算的新公式,这为椭球面上任意图斑面积计算及精度控制提供了新思路。     

基于差分GPS无人机交叉航线设计精度研究

GPS辅助空中三角测量被广泛应用于无人机航空摄影测量。本文结合实际项目,对低空无人机搭载小相幅单反相机使用GPS辅助空中三角测量技术,对同一测区规划南北航线和交叉航线,采用稀少像控布设方案,使用Pix4D Mapper软件空三加密,得出GPS辅助空中三角测量的精度与像控点分布和数量的关系。最后通过对检查点的精度分析,得出使用无人机搭载差分GPS快速制作大比例尺地形图方法的可行性结论,这对于低空无人机航摄系统应用于大比例尺地形图测量意义重大。     

航空遥感任务规划系统设计及航线设计方法研究

航空遥感任务规划系统服务于航空遥感飞行,航线设计是该系统中重要的功能之一。重点介绍所设计的航空遥感任务规划系统的框架结构、主要功能以及三种方法适用于不同设计环境下的航线设计方法,最后以贵州安顺的遥感飞行实例证明系统在航线设计方面所具备的能力。     

基于航路二叉树的航线自动生成方法

针对航线自动生成中存在贪婪性的弱点,提出了基于航路二叉树的航线自动生成算法。实验结果表明,所提方法能克服现有航线自动生成算法中的贪婪性,提高航线最优化结果的质量。     

构架航线区域网平差在西部测图中的应用

在西部测图过程中,依据不同的地区、不同的影像资料情况,采用不同的加密方法进行区域网平差工作.本文通过青西地区构架航线区域网平差的应用,总结和分析了长跨度、大范围构架航线区域网平差的关键技术及精度等问题.