随着航空技术和信息技术的飞速发展,飞机在现代军事任务中的地位日益重要。针对陆军和空军航空兵的作战、救援等任务需求,以提升直升机等航空器在低能见度、复杂战场环境中态势感知和执行多样化军事任务的能力为牵引,本文研究了对不规则威胁区域的建模、告警与航迹规避技术。针对威胁区域的不规则性对威胁区域的告警与航迹规避造成的困难,本文基于三角网格体素化构建威胁区域的体素模型,首先通过三角形划分的方法实现了威胁区域的表面体素化,其次利用种子填充算法实现了威胁区域的实体体素化。利用体素模型的规则性和空间定位功能,避免了大量的相交检测以及对凹多面体碰撞检测错误的不足。本文基于SOC方法对威胁区域告警阈值的设定进行研究,通过建立垂直方向和水平方向的运动学模型,运用SOC曲线和蒙特卡洛仿真得到不同垂直下降率下不同前视距离处的告警高度阈值。充分考虑了前视距离对告警阈值的影响,改进了传统告警阈值设置仅依据垂直下降率的局限性;将告警阈值与传统二维威胁图结合,改进了传统的告警设计,弥补了传统二维威胁图仅依靠威胁区域与飞机的高度差展示威胁程度的不足。本文基于威胁区域的体素化模型研究了对不规则威胁区域的航迹规避算法。首先分析了威胁规避航迹重规划的问题,其次建立了三维航迹重规划的模型,综合考虑了飞机的性能约束、威胁概率模型;最后提出了一种基于变步长的稀疏A*航迹规避算法,在威胁区域内部与外部用不同步长进行节点扩展,既保证了航迹重规划的效率,又能为飞机规划出一条满意的航迹。最后,本文设计并实现了一套视景导航与告警系统,以多视角展示飞机的飞行状态和战场态势,对飞机可能面临的多种危险进行告警,给飞行员逼真的飞行体验,提升飞机在低能见度、复杂战场环境中安全高效地执行军事任务的能力。