第6章 图形匹配导航(2课时)

廓，是从这样的数字地图中沿航线提取一组
数据组成的。
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图像匹配导航
数字地图
网格的位置包含了x、y两个坐标，网格
中的数字表示这一格中的地面高度的平均值
，这样每一个格就表示了x、y、z三维坐标，
存储在计算机中的是各种的数字和每个数字
对应的x、y坐标。地形匹配用的航线地形轮
廓，是从这样的数字地图中沿航线提取一组
如地形/惯性组合导航，就是由惯性导航系统
提供地理位置信息，利用地形匹配修正惯性
导航的误差，以提高定位精度。
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图像匹配导航
地形匹配导航辅助导航系统 主要由以下硬件设备组成： 惯性导航系统，提供全部导航信息； 无线电高度表，提供真实高度；
气压式高度表或大气数据系统，提供绝对高度；
导航计算机和大容量存储器，进行匹配计算和存放 数字地图。 13
在于，景象匹配是在一定范围内，将实时图
与网络化的数字地图逐格进行匹配，找出原
因与实时图相似度最大的部分区域，来估计
飞行器的地理位置。
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图像匹配导航
原理与地形匹配是类似的，两者的差别
在于，景象匹配是在一定范围内，将实时图
与网络化的数字地图逐格进行匹配，找出原
因与实时图相似度最大的部分区域，来估计
飞行器的地理位置。
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图像匹配导航
长剑10陆基巡航导弹 27
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图像匹配导航
利用地形匹配导航可以使飞行器进行地
形跟踪，保持一定的真实高度。也可利用数
字地图中相同地形高度进行地形回避飞行，
绕过高山，在山谷中穿行。地形跟踪和地形
回避是军用飞机低空突防的隐蔽飞行方式，
并可保证低空飞行的安全高度。
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图源自文库匹配导航
地形辅助导航 TAN 地形轮廓匹配 TERCOM
惯性地形辅助 导航 SITAN
也越大，对计算机的要求也越高。但网格不
能划分得太大，至少能分辨出地表的地物或
自然起伏，如公路、小河、房屋等。
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图像匹配导航
数字地图
网格的位置包含了x、y两个坐标，网格
中的数字表示这一格中的地面高度的平均值
，这样每一个格就表示了x、y、z三维坐标，
存储在计算机中的是各种的数字和每个数字
对应的x、y坐标。地形匹配用的航线地形轮
数据组成的。
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图像匹配导航
1）地形匹配导航
以地形高度轮廓为匹配特征，通常用无
线电高度表测量沿航迹的高度数据，与预先
获得的航道上的区域地形数据比较，若不一
致，表明偏离了预定的飞行航迹。
这种方式是一维匹配导航，适合于山丘
地形的飞行。
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图像匹配导航
单纯的地形数据不能提供地理坐标位置
，匹配导航必须与其他导航方式进行组合，
湾、建筑物等构成了地表特征性状，这些信
息一般不随时间和气候的变化而变化，也难
以伪装和隐蔽。利用这些地表特征信息进行
的导航方式称为图像匹配导航。
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图像匹配导航
预先将飞行器经过的地域，通过大地测
量、航空摄影、卫星摄影或已有的地形图等
方法将地型数据（主要是地形位置和高度数
据）制作成数字化地图，储存在飞行器的计
地形参考导航 TRN
地形剖面匹配 TERPROM
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图像匹配导航
2）景象匹配导航
以一定匹配的地表特征，采用摄像等图
像成像装置录取飞行轨迹周围或目标附近地
区地貌，与存储在飞行器上的原图比较，进
行匹配导航。
景象匹配属于二维匹配导航，可以确定
飞行器两个坐标的偏差，适合于平坦地区。
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图像匹配导航
原理与地形匹配是类似的，两者的差别
发射。导弹在海面上采用惯性制导系统，按
程序控制飞行。进入陆地后巡航高度在60m
以下，在崎岖山区可增至150m，这时采用
地形匹配导航，进行航线修正和地形回避。
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图像匹配导航
进入目标区后，采用景象匹配确定出导 弹的当前位置 ,或者偏离预定位置的纵向和横 向偏差 ,从而完成导弹的寻的导航和目标末制 导，精确修正飞行轨迹，提高命中精度。
景象匹配导航
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图像匹配导航
数字地图
是地形匹配导航和景象匹配导航的关键
数据原图，地形匹配时由计划飞行航线的地
形轮廓高度形成，景象匹配时由计划飞行航
迹或目标附近的二维网格地图形成。
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图像匹配导航
数字地图
把实际的地形图分成若干个小方块，称
为网络划分。通常按照经纬度方向划分成等
间隔网格，网格越小精度越高，同时数据量
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图像匹配导航
景象匹配导航通常用在导弹的制导中。
巡航导弹和弹道导弹在经过远距离飞行，到
达目标区后，通过从高空摄取地面的实时图
像，并将所摄取的实时图像与弹上计算机中
事先存储的地面图像比较，采用景象匹配技
术进行末制导，修正飞行轨迹和偏差。
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图像匹配导航
景像匹配导航需要在使用前预先制作大
量数字化地图。对于导弹这样的武器系统，
算机中，这种地图称为原图。
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图像匹配导航
飞行器在飞越已经数字化的预定空域时，
其上的探测设备再次对该区域进行测量（录
取），取得实际的地表特征图像，将实时图
与预先存储的原图进行比较，由此可以确定
飞行器实际飞行的地理位置与标准位置的偏
差，用以对飞行器进行导航。
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图像匹配导航
图像匹配导航可分为
地形匹配导航
图像匹配导航
在一维的地形匹配导航中，地形跟踪是
主要的飞行方式，它由大气数据系统提供绝
对高度，由无线电高度表探测航路上的真实
高度，绝对高度减真实高度得到地形高度，
沿飞行航迹的地形高度序列数据组成了高度
实时图。
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图像匹配导航
将实时图与存储的数字地图按一定的算
法进行数据处理，找出原图中与实时图最为
接近的区域，则这个区域就是飞行器估计的
在出厂时是无法预先知道在哪里使用的，必
须在使用前临时安装航线和目标附近的数字
化地图。
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图像匹配导航
图像匹配导航需要在使用前预先制作大
量数字化地图。对于导弹这样的武器系统，
在出厂时是无法预先知道在哪里使用的，必
须在使用前临时安装航线和目标附近的数字
化地图。
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图像匹配导航
导弹可以从水面舰艇发射，也可以从潜艇
地理位置，地形/惯性组合导航系统根据这个
估计值去修正惯性导航系统的指示误差。
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图像匹配导航
匹配算法是相当复杂的，它对计算机由
很高的要求。一般讲，实时图与原图几乎找
不到完全一致的区域，通常是以一定的误差
范围来判断匹配的接近程度，满足所要求的
误差精度，就认为达到了匹配，原图中的相
应位置既飞行器当时的地理位置。
图像匹配导航
图像匹配是指将两个不同传感器对同一
景物摄取下来的两幅图像在空间上对准，以
确定出这两幅图像之间相对平移的过程 。
随着科学技术的进步 ,图像匹配技术已经
成为信息图像处理领域中极为重要和基本的
技术。
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图像匹配导航
在军事上 ,图像匹配普遍应用于地形匹配制导、飞机的导航等。
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图像匹配导航
地球表面的山川、平原、森林、河流、海