本文首先概述了飞行器低空突防的历史、现状以及发展趋势。探讨了直升机在低空突防中的主要优势,分析了面临的困难,阐明了研究的意义。然后,讨论了直升机低空突防系统的系统构成及各分系统的关键技术问题。研究了直升机的特性,包括结构特点、飞行特点、操纵特点等。分析了直升机各主要空气动力部件,在此基础上进行直升机的数学建模。针对直升机这一复杂的非线性强耦合系统,探讨了其控制系统的组成和控制策略。根据低空突防和地形跟随的要求,将直升机的控制系统分成控制增稳系统和航迹跟随系统两大部分。研究了PID神经网络的理论及其在多变量控制系统中的显著优点,采用MPIDNN设计了控制增稳系统。研究了航迹跟随系统中关键控制指令的生成算法。接下来,研究了与低空突防紧密相关的数字地图技术,讨论了随机数字地图的生成及插值拟合技术。考虑到直升机的飞行性能与具体的任务目标,研究了基于数字地图的飞行安全曲面生成算法,将直升机的最大爬升角限制、最大法向过载限制和最小安全离地间隙转化为对数字地形进行坡度限制、曲率限制和离地间隙限制。研究了威胁的数学建模,分析了将威胁转换成地形的缺点,提出将威胁建模为按一定规律向四周发散的威胁云。最后,探讨了航迹规划问题,综述了各种智能规划算法。重点研究了蚁群算法的原理与特点,采用该方法在飞行安全曲面的基础上进行了二维的航迹规划,从而得到三维的最优低空突防参考航迹。