曾世杰

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，我國的航空事業(yè)取得了較大程度上的發(fā)展，為我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及綜合國力的提升做出重要的貢獻(xiàn)。而在航空飛行之中，電子航圖發(fā)揮了十分重要的作用，其應(yīng)用包含在多個(gè)方面，主要包含有地理信息、航空資料以及機(jī)型數(shù)據(jù)庫建庫等。本文就結(jié)合飛行準(zhǔn)備輔助系統(tǒng)針對通用航空飛行準(zhǔn)備中的電子航圖應(yīng)用進(jìn)行研究與分析。

關(guān)鍵詞：飛行準(zhǔn)備；電子地圖；飛行計(jì)劃；通用航空

1.系統(tǒng)的組織框架

這一系統(tǒng)的組成框架主要見下圖所示：

在對這一系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，采用了模塊化設(shè)計(jì)方法，并將之在Delphi語言的基礎(chǔ)之上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。這一系統(tǒng)主要包含了三個(gè)部分，分別是數(shù)據(jù)庫部分、主控模塊以及飛行計(jì)劃。其中，數(shù)據(jù)庫模塊的主要作用是對既定格式的地形、導(dǎo)航以及性能數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的存放，然后根據(jù)其不同特點(diǎn)用不同數(shù)據(jù)文件的形式進(jìn)行存儲(chǔ)。主控模塊則對各數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)記錄結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有效的定義，同時(shí)，主控模塊還兼顧了對數(shù)據(jù)庫文件的管理與維護(hù)。而對于飛行計(jì)劃模塊來說，其主要作用是對主控模塊所給出的航路數(shù)據(jù)、飛機(jī)性能的相關(guān)數(shù)據(jù)文件以及輸入計(jì)劃參數(shù)進(jìn)行一定程度上的利用，以此來實(shí)現(xiàn)對于飛行計(jì)劃的有效制定與優(yōu)化，除此之外，它還能夠?qū)︼w機(jī)的重量以及平衡性能進(jìn)行一定程度上的檢查。

2.數(shù)據(jù)庫模型

2.1 矢量地圖和高程地形數(shù)據(jù)庫

2.2 磁差模型數(shù)據(jù)庫

一般情況下，在飛行準(zhǔn)備的過程之中，需要對航線的真角以及磁角進(jìn)行一定程度的計(jì)算，這就給系統(tǒng)提出了更高的要求，要求其能夠建立起系統(tǒng)化的數(shù)字地圖覆蓋范圍內(nèi)的磁差模型。全球的磁場在緩慢變化著，而不是永遠(yuǎn)的固定不動(dòng)，正是因?yàn)檫@一原因，在通常狀況下磁差模型并不采用數(shù)字網(wǎng)格的形式進(jìn)行表述，而是運(yùn)用矢量描述的等磁差線來表述。而這一系統(tǒng)所采用的全球磁場模型可以對特別的例程進(jìn)行有效的調(diào)用，并給出相應(yīng)的經(jīng)緯坐標(biāo)，以此來得到這一點(diǎn)的點(diǎn)磁方位。

2.3 導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫

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2.4 飛機(jī)性能數(shù)據(jù)庫

要向指定出有有效的飛機(jī)航線飛行計(jì)劃，就必須詳細(xì)的把握機(jī)型的基本性能以及數(shù)據(jù)參數(shù)，它們在飛行準(zhǔn)備工作中發(fā)揮了十分重要的基礎(chǔ)性作用。然而在一般情況下，各個(gè)機(jī)型具有較大程度上的差異，同時(shí)性能的計(jì)算方法也有所不同。為了而對這一問題進(jìn)行有效的解決，并有效提高系統(tǒng)軟件的適應(yīng)性與通用性，系統(tǒng)根據(jù)性能計(jì)算方法的不同對飛機(jī)進(jìn)行了一定程度上的分類。目前狀況下，主要分為兩類：第一類主要針對活塞式的小型飛機(jī)，主要包含了基本參數(shù), 性能數(shù)據(jù),重量與平衡數(shù)據(jù)。第二類主要針對高性能的渦槳或渦扇飛機(jī)，主要包含了本參數(shù)、性能數(shù)據(jù)、重量與平衡數(shù)據(jù)、飛機(jī)重量、飛機(jī)飛行高度等。

3.電子地圖坐標(biāo)系統(tǒng)與轉(zhuǎn)換

數(shù)字高程地形和矢量地圖采用經(jīng)緯度的方法進(jìn)行坐標(biāo)描述,要想對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)換，并使其成為平面形式，則需要涉及到地圖的投影變換算法。目前狀況下，存在著多種地圖投影方式，而本文則采取線性投影變換算法，選擇這種算法主要是處于計(jì)算機(jī)化處理以及顯示的方便性的考慮。具體情況見下圖所示：

同時(shí)，為了對算法實(shí)現(xiàn)的速度進(jìn)行有效的提高，系統(tǒng)對地圖的線性投影變化以及大地坐標(biāo)到屏幕坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換算法進(jìn)行了一定程度上的結(jié)合，并予以實(shí)現(xiàn)。除此之外，其逆變換也是按照這種方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。

4.飛行計(jì)劃的制定

對于飛行計(jì)劃來說，其內(nèi)容主要包含兩個(gè)方面，分別是飛行時(shí)間的確定以及飛行所需燃料的確定。在對飛行計(jì)劃進(jìn)行計(jì)算時(shí)，首先需要對飛機(jī)的水平剖面以及剖面各段的飛行方式進(jìn)行有效的確定。結(jié)合這一系統(tǒng)來看的話，水平剖面即為水平剖面即航路數(shù)據(jù)從主控模塊中讀取, 飛行方式參數(shù)從對話窗口讀取; 然后結(jié)合具體的天氣狀況, 通過調(diào)用性能數(shù)據(jù)庫中的機(jī)型性能數(shù)據(jù)即可完成給定重量的飛行計(jì)劃計(jì)算。在計(jì)算完成之后，就可以根據(jù)計(jì)算結(jié)果對飛機(jī)的垂直剖面進(jìn)行有效的確定，并給出飛機(jī)在航路各特殊點(diǎn)的重量和到這些點(diǎn)的飛行時(shí)間，特殊點(diǎn)主要包含有上升和下降頂點(diǎn)、轉(zhuǎn)彎點(diǎn)、目的地和備降機(jī)場。

5.結(jié)束語

本文結(jié)合了飛行準(zhǔn)備輔助系統(tǒng)針對通用航空飛行準(zhǔn)備中的電子航圖應(yīng)用進(jìn)行研究與分析。首先對系統(tǒng)的組織框架進(jìn)行了一定程度上的介紹，并在此基礎(chǔ)之上從矢量地圖和高程地形數(shù)據(jù)庫、磁差模型數(shù)據(jù)庫、導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫以及飛機(jī)性能數(shù)據(jù)庫四個(gè)方面對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫模型進(jìn)行了闡述。然后分析了電子地圖坐標(biāo)系統(tǒng)與轉(zhuǎn)換以及飛行計(jì)劃的制定。希望我們的研究能夠給讀者提供參考并帶來幫助。

參考文獻(xiàn)

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