Конструирование непрерывных поверхностей по частично неопределенным исходным данным для решения прикладных задач наземной навигации

• Автор: Югрина, Елизавета Ивановна
• Шифр специальности: 05.01.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с. : ил.

Глава 1. Анализ состояния вопроса и определение направления исследований

1.1. Анализ подходов по практическому применению инженерной геометрии и компьютерной графики в области решения топогеодезиче-ских и навигационных задач
1.2. Анализ существующих систем моделирования и визуализации поверхностей для определения геометрических характеристик участков местности

Выводы по первой главе

Глава 2. Метод сглаженных коэффициентов для конструирования поверхности участка местности по дискретным данным

2.1. Анализ существующих методов конструирования поверхностей

2.2. Разработка метода сглаженных коэффициентов для конструирования поверхности участка местности по частично неопределенным исходным данным цифровой модели местности

2.2.1. Аппроксимация дискретных обводов полиномами высоких степеней

2.2.2. Анализ способов интерполирования дискретного обвода

2.2.3. Разработка алгоритма метода конструирования поверхности участка местности по частично неопределенным исходным данным цифровой модели местности
2.3. Разработка методики оценки степени адекватности модели исходному участку местности
Выводы по второй главе
Глава 3. Определение локальных дифференциальных характеристик моделей топографических поверхностей

3.1. Построение индикатрисы Дюпена и определение типа точки на модели топографической поверхности
3.2. Выбор способа определения локальных дифференциальных характеристик поверхностей участков местности
Выводы по третьей главе
Глава 4. Решение задач наземной навигации на основе геометрического моделирования топографических поверхностей методом сглаженных коэффициентов
4.1. Определение основных параметров проходимости многоосных транспортных средств специального назначения
4.2. Методика оперативного определения профильной проходимости произвольных маршрутов движения МТССН по неразведанной местности
4.3. Методика определения зон видимости для решения тактических задач в условиях горной местности
Выводы по четвертой главе
Заключение
Список литературы
Приложения

Конструирование поверхностей и их описание с помощью средств прикладной геометрии играют важную роль во многих отраслях науки и техники. Очевидными примерами этого являются разработка и производство автомобильных кузовов, корабельных корпусов, авиационных фюзеляжей и крыльев и т.п. В этом случае сущность,конструирования либо по функциональным, либо по эстетическим причинам, составляет форма или геометрия поверхности. Не меньшее значение имеет использование прикладной геометрии'в военной сфере. Новое и перспективное вооружение, возрастающие боевые возможности войск и сил потенциальных противников значительно усложняют выполнение, задач по применению и обеспечению войск. Концепция противника на проведение первых наземно-воздушных операций, предполагающих расчленение войск, срыв перегруппировки и подвоза материальных средств, предъявляет новые требования к обеспечению (маневра силами и средствами в динамично меняющихся условиях окружающей обстановки.
История войн и опыт, полученный в ходе проведения войсковых учений, свидетельствуют [4, 16, 37, 51], что умелое использование особенностей рельефа местности способствует успеху в выполнении боевых задач, более эффективному применению оружия и боевой техники.
В бою войска передвигаются там, где это необходимо по условиям обстановкой где позволяют условия местности. Поэтому определение возможности передвижения транспортных средств специального назначения (ТССН) вне дорог имеет особо важное значение. На проходимость местности вне дорог большое влияние оказывает характер рельефа; почвогрунтов и: растительности, наличие естественных и1 искусственных препятствий (болот, рек, озер и др.). Рассмотрение вопросов передислокации- подразделений транспортных средств специального назначения (ТССН) в условиях огневого воздействия противника выявляет противоречие между необходимостью обеспечения увеличения средней скорости движения этих транспортных средств по неразведанной местно-

Рис. 2.5 Структурная схема алгоритма метода сглаженных коэффициентов для конструирования топографической поверхности
На рис. 2.6 приведен пример результатов построения модели поверхности реального участка местности с использованием метода аппроксимации исходных данных полиномом девятой степени и последующей интерполяцией коэффициентов полиномов кубическими сплайнами (вверху). В нижней части рисунка приведено графическое изображение поверхности, полученное по частично неопределенным исходным данным путем их линейной интерполяции. На сконструированной по разработанному методу поверхности можно более точно решать такие задачи как: определение проходимости маршрутов движения транспортных средств специального назначения по неразведанной местности; определение видимости участков поверхности заданного района и другие. Для решения этих задач необходимо определить геометрические характеристики заданных участков поверхности исследуемого района, используя средства вычислительной геометрии. Программная реализация разработанного алгоритма была осуществлена с использованием языка программирования системы МАТЬАВ.