沈笑云，孟 健，焦衛(wèi)東，張思遠(yuǎn)（中國(guó)民航大學(xué)智能信號(hào)和圖像處理天津市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300300）

基于World Wind的民航導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

沈笑云，孟 健，焦衛(wèi)東，張思遠(yuǎn)
（中國(guó)民航大學(xué)智能信號(hào)和圖像處理天津市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300300）

導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)可用于導(dǎo)航計(jì)算、導(dǎo)航臺(tái)自動(dòng)調(diào)諧管理和輔助完成飛機(jī)實(shí)時(shí)定位等，是飛行管理計(jì)算機(jī)所必須的數(shù)據(jù)源。為了開(kāi)發(fā)高逼真度的飛行模擬視景系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一種基于World Wind的導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)庫(kù)包括機(jī)場(chǎng)、跑道、儀表著陸系統(tǒng)、測(cè)距儀系統(tǒng)等信息，可實(shí)現(xiàn)全球?qū)Ш綌?shù)據(jù)的查詢、修改與顯示以及飛行計(jì)劃的控制與顯示，并最終在World Wind中實(shí)現(xiàn)所有信息的三維顯示。以數(shù)字高程數(shù)據(jù)及高清遙感影像為視景模型，結(jié)合飛行模擬插件，并借助于World Wind平臺(tái)，完成了一套以該數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)的飛行模擬視景系統(tǒng)。

導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)；飛行管理計(jì)算機(jī)；World Wind；飛行模擬視景系統(tǒng)

導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)是由文字和航圖轉(zhuǎn)變成飛行管理計(jì)算機(jī)所能認(rèn)讀的磁盤(pán)或磁帶資料，需要一定的編碼規(guī)范即ARINC424規(guī)范[1]。ARINC424規(guī)范數(shù)據(jù)是被國(guó)際廣泛使用的導(dǎo)航數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式，它也是飛行管理計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的機(jī)載導(dǎo)航數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。導(dǎo)航數(shù)據(jù)總庫(kù)由杰普遜公司根據(jù)杰普遜航圖資料和世界各國(guó)所提供的航行資料匯編編制而成。世界上僅有的2家導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)生產(chǎn)廠家——杰普遜公司和霍尼韋爾公司從數(shù)據(jù)總庫(kù)中提取出所需數(shù)據(jù)，然后為用戶制成數(shù)據(jù)庫(kù)磁盤(pán)或磁帶，供飛行使用。中國(guó)也對(duì)國(guó)內(nèi)導(dǎo)航數(shù)據(jù)的編碼進(jìn)行過(guò)整合。國(guó)航運(yùn)控中心針對(duì)民航導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)更新技術(shù)進(jìn)行了研究，指出目前國(guó)航的實(shí)際情況是，所訂購(gòu)的杰普遜數(shù)據(jù)（ARINC424規(guī)范數(shù)據(jù)）并不包括國(guó)內(nèi)對(duì)外不開(kāi)放導(dǎo)航數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)恰是國(guó)內(nèi)航空公司使用最頻繁導(dǎo)航數(shù)據(jù)之一[2]。因此需要利用應(yīng)用程序生成國(guó)內(nèi)導(dǎo)航數(shù)據(jù)的ARINC424規(guī)范數(shù)據(jù)，替換或補(bǔ)充杰普遜“全球”數(shù)據(jù)的國(guó)內(nèi)部分，實(shí)現(xiàn)完整的全球?qū)Ш綌?shù)據(jù)庫(kù)，供國(guó)內(nèi)航空公司使用。

World Wind是美國(guó)宇航局發(fā)布的一款開(kāi)源的三維地理信息系統(tǒng)（geographic information system，GIS），以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供管理、決策等所需信息的技術(shù)系統(tǒng)[3]。GIS是綜合處理和分析地理空間數(shù)據(jù)的一種技術(shù)系統(tǒng)，是以測(cè)繪測(cè)量為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)庫(kù)作為數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和使用的數(shù)據(jù)源，以計(jì)算機(jī)編程為平臺(tái)的全球空間分析即時(shí)技術(shù)。

本文主要針對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)巨大的應(yīng)用前景，根據(jù)導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)機(jī)場(chǎng)、跑道、導(dǎo)航設(shè)備等設(shè)計(jì)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)FMC中所必須的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。并結(jié)合三維GIS，重點(diǎn)標(biāo)注其重要導(dǎo)航參數(shù)，如機(jī)場(chǎng)名稱，跑道編號(hào)，導(dǎo)航設(shè)備調(diào)諧頻率等，建立基于真實(shí)數(shù)字高程數(shù)據(jù)和高清遙感影像的飛行模擬視景系統(tǒng)，有助于飛行員了解航線范圍內(nèi)的地物地貌特征、各導(dǎo)航臺(tái)信號(hào)對(duì)本機(jī)的支持情況等，是飛行模擬器必須具備的模塊。

1 研究與方法

本文研究?jī)?nèi)容主要包括3個(gè)部分：導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)及建立，導(dǎo)航數(shù)據(jù)二維視圖，導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)與三維地理信息系統(tǒng)World Wind的結(jié)合。導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)及建立的研究主要是對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析，對(duì)數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后建立Access數(shù)據(jù)庫(kù)；導(dǎo)航數(shù)據(jù)的二維視圖主要是對(duì)MSChart控件進(jìn)行研究；最后在World Wind實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航數(shù)據(jù)的三維顯示部分主要對(duì)World Wind的三維渲染機(jī)制進(jìn)行研究。本數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖Fig.1 Database system block diagram

1.1 導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)中導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理直接影響飛行器飛行安全和經(jīng)濟(jì)效益，可信的導(dǎo)航數(shù)據(jù)及合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是飛行模擬器原型系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和保證模擬飛行的逼真性、可靠性的必要條件[4]。本文以模擬飛行軟件Flight Gear和Microsoft Flight Simulator X的導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)源，并通過(guò)航行資料匯編對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，分別根據(jù)機(jī)場(chǎng)、跑道、航路點(diǎn)、DME臺(tái)、ILS臺(tái)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，組織建立Access數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.1.1 機(jī)場(chǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在飛行計(jì)劃中經(jīng)過(guò)的機(jī)場(chǎng)，會(huì)在導(dǎo)航儀表中顯示，便于飛行員通過(guò)陸空通話報(bào)告飛機(jī)位置、獲取地面信息等。飛行管理計(jì)算機(jī)會(huì)存儲(chǔ)飛機(jī)歸航機(jī)場(chǎng)的經(jīng)緯度信息、登機(jī)門IRS參考信息、ILS設(shè)備等。本文中機(jī)場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)類型主要為：機(jī)場(chǎng)編號(hào)、所在地、國(guó)際民航組織辨識(shí)符、所在位置經(jīng)緯度信息、機(jī)場(chǎng)的海拔高度等[5]。根據(jù)已有數(shù)據(jù)源對(duì)機(jī)場(chǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行編輯，以天津機(jī)場(chǎng)為例，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表1所示。表中第一行表示機(jī)場(chǎng)數(shù)據(jù)類型，第二行為對(duì)應(yīng)的具體數(shù)據(jù)。

表1 機(jī)場(chǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Tab.1 Airport data structure

1.1.2 跑道數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

飛機(jī)著陸時(shí)需要對(duì)準(zhǔn)歸航機(jī)場(chǎng)的跑道，飛行管理計(jì)算機(jī)中會(huì)存儲(chǔ)飛行計(jì)劃中起始跑道的信息，包括跑道的經(jīng)緯度、長(zhǎng)度、寬度、方位角等信息。本文中建立的跑道數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)類型主要為：跑道編號(hào)、辨別符、方位角、長(zhǎng)度、寬度、經(jīng)緯度、標(biāo)高、表面材質(zhì)等。每一條跑道都有2個(gè)方位數(shù)值，假設(shè)一條為35°，那么另一個(gè)方位為215°。跑道表面材質(zhì)分為4種類型：ASP、GRE、CON、U，表示4種跑道材質(zhì)分別為瀝青、草地、混凝土和未知類型。同樣以天津機(jī)場(chǎng)18L和36R為例，跑道的數(shù)據(jù)類型如表2所示。

表2 跑道數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Tab.2 Runway data structure

1.1.3 航路點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

飛行員制定飛行計(jì)劃時(shí)，在控制顯示組件（control display unit，CDU）依次輸入計(jì)劃中經(jīng)過(guò)的航路點(diǎn)名稱，飛行管理計(jì)算機(jī)通過(guò)對(duì)飛機(jī)IRS和無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備的信號(hào)計(jì)算出飛機(jī)的瞬時(shí)位置，并發(fā)送指令至自動(dòng)駕駛儀，引導(dǎo)飛機(jī)從起飛機(jī)場(chǎng)至目的地機(jī)場(chǎng)。導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)相應(yīng)的航路點(diǎn)名稱、位置信息，是輔助飛行管理計(jì)算機(jī)計(jì)算飛機(jī)瞬時(shí)位置的必要數(shù)據(jù)。本文中航路點(diǎn)的數(shù)據(jù)類型為：航路點(diǎn)編號(hào)、名稱、經(jīng)緯度信息。

1.1.4 導(dǎo)航臺(tái)站數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

導(dǎo)航臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)類型必須包括以下方面：導(dǎo)航臺(tái)類別、位置、頻率、標(biāo)高、標(biāo)識(shí)等。本文中考慮的導(dǎo)航臺(tái)類型分為5類：VOR：全向信標(biāo)；DME：測(cè)距機(jī)；VORDME：全向信標(biāo)與測(cè)距機(jī)合裝；ILS：儀表著陸系統(tǒng)；ILS-DME：測(cè)距機(jī)與儀表著陸系統(tǒng)合裝。

以天津大王莊DME臺(tái)為例，導(dǎo)航臺(tái)數(shù)據(jù)類型如表3所示，包括導(dǎo)航臺(tái)編號(hào)、辨識(shí)碼、名稱、頻率、導(dǎo)航臺(tái)類型、經(jīng)緯度、標(biāo)高等。ILS的數(shù)據(jù)類型相對(duì)DME、VOR要多出幾項(xiàng)：下滑角、航向角、所屬跑道等，如表4所示。以北京首都機(jī)場(chǎng)INJ儀表著陸系統(tǒng)為例，其中Loc為進(jìn)近航向角，Gs Angle為下滑角。

表3 導(dǎo)航臺(tái)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Tab.3 Data structure of navigation station

表4 儀表著陸系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Tab.4 ILS data structure

1.2 MSChart圖表控件

MSChart是微軟在2008年發(fā)布的圖表顯示控件，適用于.NET Framework 3.5 SP1的ASP.NET和Windows Form圖標(biāo)控制項(xiàng)[6]。MSChart控件給圖形統(tǒng)計(jì)和報(bào)表圖形顯示提供了很好的解決辦法，使用SQL語(yǔ)言對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和圖表控件進(jìn)行綁定，進(jìn)行包括查詢、修改、刪除等操作。通過(guò)設(shè)置屬性對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)、線等標(biāo)注，MSChart控件可以實(shí)現(xiàn)絕大部分類型的 Microsoft Graph圖表，能方便地實(shí)現(xiàn)條形圖、柱狀圖、餅狀圖、散點(diǎn)圖、面積圖和組合圖等。

MSChart控件以O(shè)LE DB的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)綁定。OLE DB即對(duì)象鏈接與嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)（object linking and embedding database），是微軟為以統(tǒng)一方式訪問(wèn)不同類型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)的一種應(yīng)用程序接口，是一組用組件對(duì)象模型（COM）實(shí)現(xiàn)的接口。其被設(shè)計(jì)成ODBC的一種高級(jí)替代者和繼承者，可以把其功能擴(kuò)展到支持更多種類的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。

本文研究?jī)?nèi)容中導(dǎo)航數(shù)據(jù)的二維視圖即通過(guò)MSChart圖表控件顯示。在C#窗體中嵌入MSChart控件，通過(guò)SQL語(yǔ)言對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)以平面直角坐標(biāo)的方式顯示。MSChart控件常用的屬性包括：①ChartAreas：增加多個(gè)繪圖區(qū)域，每個(gè)繪圖區(qū)域包含獨(dú)立的圖表組、數(shù)據(jù)源。②Series：圖表集合，即為最終顯示的餅圖、柱狀圖、線圖、點(diǎn)圖等構(gòu)成的集合；可將多種相互兼容的類型放在一個(gè)繪圖區(qū)域內(nèi)，形成復(fù)合圖。③Legends：圖例說(shuō)明。④Label：數(shù)據(jù)點(diǎn)標(biāo)簽文本或圖形。

1.3 World Wind三維可視化機(jī)制

World Wind是由美國(guó)宇航局（NASA）阿莫斯研究中心的科研人員開(kāi)發(fā)的開(kāi)源地理信息系統(tǒng)。World Wind將Landsat 7衛(wèi)星圖像和航天飛機(jī)遙感數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，讓用戶體驗(yàn)三維地球遨游的感覺(jué)。低分辨率的Blue marble數(shù)據(jù)現(xiàn)在包含的初始安裝內(nèi)，當(dāng)用戶放大到特定區(qū)域時(shí)，附加的高分辨率數(shù)據(jù)將會(huì)自動(dòng)從NASA服務(wù)器上被下載。World Wind允許用戶修改World Wind軟件本身。軟件基于DirectX的C#語(yǔ)言編寫(xiě)，調(diào)用微軟SQL Server影像庫(kù)Terrain Server來(lái)進(jìn)行全球地形三維顯示。

本數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)需要在World Wind上三維顯示飛行計(jì)劃航線、機(jī)場(chǎng)信息、導(dǎo)航臺(tái)信息，分別對(duì)應(yīng)生成Line（線）、Icon（標(biāo)記）、Model（模型）。在SDK中需要調(diào)用 的 類 庫(kù) 對(duì) 應(yīng) 為 ：LineFeatrue、IconFeatrue、ModelFeatrue。在World Wind中實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)的三維顯示步驟如下：①以FlightGear為數(shù)據(jù)源，分析數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，建立Access數(shù)據(jù)庫(kù)；②通過(guò)C#窗體界面對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行查詢、顯示等操作，將查詢得到的數(shù)據(jù)自動(dòng)生成緩存文件。③World Wind中直接讀取緩存文件，通過(guò)修改World Wind.cs的源代碼，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)與三維GIS的結(jié)合。

2 結(jié)果與分析

在完成導(dǎo)航數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分析后，以FlightGear的數(shù)據(jù)作為導(dǎo)航數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源，建立Access導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)。導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)分3個(gè)功能模塊：飛行計(jì)劃模塊、導(dǎo)航臺(tái)模塊和機(jī)場(chǎng)模塊。

2.1 飛行計(jì)劃模塊

本系統(tǒng)的飛行計(jì)劃模塊主要是通過(guò)查詢關(guān)鍵航路點(diǎn)的名稱，確定關(guān)鍵航路點(diǎn)的位置，并將這些點(diǎn)連接成線，生成飛行計(jì)劃?；赩isual C#窗體開(kāi)發(fā)導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢界面，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互操作。如圖2所示，查詢界面可以對(duì)所設(shè)定飛行區(qū)域內(nèi)的航路點(diǎn)、機(jī)場(chǎng)、導(dǎo)航臺(tái)進(jìn)行查詢，并且可輸入航路點(diǎn)的名稱生成飛行計(jì)劃。查詢得到的航路點(diǎn)、機(jī)場(chǎng)、導(dǎo)航臺(tái)等信息可以通過(guò)DataGridView控件顯示，并可對(duì)Access導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，保存等操作。并使用MSChart控件對(duì)查詢得到的導(dǎo)航信息進(jìn)行二維顯示，并使用不同的標(biāo)識(shí)對(duì)其進(jìn)行標(biāo)注。

圖2 數(shù)據(jù)庫(kù)查詢顯示界面Fig.2 Database query interface

以京滬航線為例，根據(jù)京滬航線的飛行計(jì)劃，依次輸入的15個(gè)關(guān)鍵航路點(diǎn)名稱，在已建立的Access導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行查詢，查詢結(jié)束后，點(diǎn)擊標(biāo)有關(guān)鍵航路點(diǎn)的checkbox控件，即可從下面的DataGridView控件中出現(xiàn)關(guān)鍵航路點(diǎn)的數(shù)據(jù)視圖，包括航路點(diǎn)編號(hào)、經(jīng)緯度、名稱、辨識(shí)符等。同時(shí)，在最下方的MSChart控件中會(huì)二維顯示飛行計(jì)劃的航線，如圖3所示，橫縱坐標(biāo)分別為經(jīng)度和緯度，黑色三角標(biāo)記關(guān)鍵航路點(diǎn)的位置，兩點(diǎn)間線代表飛行計(jì)劃航線。

圖3 飛行計(jì)劃顯示Fig.3 Flight plan display

在數(shù)據(jù)庫(kù)查詢后，生成查詢數(shù)據(jù)的緩存文件，緩存文件中包括飛行計(jì)劃中航路點(diǎn)的經(jīng)緯度、高度、名稱等信息，在World Wind中調(diào)用LineFeature類對(duì)飛行計(jì)劃航線在三維地理信息系統(tǒng)上進(jìn)行渲染，渲染后利用world Window.Current World.Renderable Objects. Add（）函數(shù)，將航線加入當(dāng)前的世界坐標(biāo)中，由于京滬航線較長(zhǎng)，需要World Wind中攝像機(jī)高度為1 500 km才能完全顯示，在這個(gè)攝像機(jī)高度World Wind無(wú)法加載高清影像，因此顯示結(jié)果與在MSChart中類似。

2.2 機(jī)場(chǎng)模塊

機(jī)場(chǎng)的位置會(huì)在飛機(jī)的導(dǎo)航儀表ND中顯示，以便于飛行員了解飛機(jī)即將經(jīng)過(guò)的機(jī)場(chǎng)，飛行員通過(guò)與空管地勤人員溝通，了解當(dāng)時(shí)機(jī)場(chǎng)的天氣、跑道、起降情況，可以幫助飛行員做出正確的判斷。根據(jù)機(jī)場(chǎng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，建立導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)的機(jī)場(chǎng)模塊，具體的機(jī)場(chǎng)顯示信息包括：機(jī)場(chǎng)編號(hào)、辨識(shí)符、經(jīng)緯度、標(biāo)高、跑道名稱以及跑道航向角。

同樣以京滬航線周圍的機(jī)場(chǎng)為例，導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)機(jī)場(chǎng)模塊分別在二維MSChart控件（如圖4所示）和三維地理信息系統(tǒng)World Wind（如圖5所示）中顯示。圖4和圖5中圓形標(biāo)記即為機(jī)場(chǎng)的位置。在World Wind中，標(biāo)記為Icon類，通過(guò)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)緩存文件，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)場(chǎng)Icon的三維渲染。通過(guò)Rotation和Description的方法調(diào)用機(jī)場(chǎng)跑道的航向角，實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)跑道航向角的顯示。

圖4 MSChart中機(jī)場(chǎng)位置Fig.4 Airports location in MSChart

圖5 World Wind中機(jī)場(chǎng)及跑道方向角Fig.5 Airports and runway angle in WorldWind

2.3 導(dǎo)航臺(tái)模塊

導(dǎo)航臺(tái)模塊主要針對(duì)兩種使用頻率最高的導(dǎo)航臺(tái)：DME、VOR和ILS。本文針對(duì)的導(dǎo)航臺(tái)主要為DME 和ILS。ILS導(dǎo)航臺(tái)數(shù)據(jù)視圖如圖6所示。

圖6 ILS導(dǎo)航臺(tái)數(shù)據(jù)視圖Fig.6 ILS data view

DME導(dǎo)航臺(tái)的顯示仍以京滬航線為例，如圖7所示為京滬航線可使用的DME導(dǎo)航臺(tái)，DME導(dǎo)航臺(tái)使用 ModelFeature類進(jìn)行渲染，ModelFeature類是在World Wind中渲染3D模型的類，圖7中將DME臺(tái)的模型做100倍夸張?zhí)幚怼?/p>

圖7 京滬航線可用的DME導(dǎo)航臺(tái)Fig.7 Beijing-Shanghai route vailable DME navigation station

ILS臺(tái)的顯示則以天津?yàn)I海機(jī)場(chǎng)34L跑道為例，如圖8中分別顯示為航向臺(tái)天線、下滑臺(tái)天線和DME導(dǎo)航臺(tái)，在跑道中心線延長(zhǎng)線的為航向臺(tái)天線，在跑道旁邊的為下滑臺(tái)天線，同樣進(jìn)行了夸張?zhí)幚?。結(jié)合World Wind中天津機(jī)場(chǎng)的高分辨率遙感影像，三維顯示導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)中的導(dǎo)航臺(tái)和機(jī)場(chǎng)信息。

3 結(jié)語(yǔ)

本文主要研究了導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)中的導(dǎo)航數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并將導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行處理建立Access數(shù)據(jù)庫(kù)，使用圖表控件生成導(dǎo)航數(shù)據(jù)視圖，以圖表的方式進(jìn)行查詢、修改、保存等操作。應(yīng)用MSChart控件生成二維地圖，集成了飛行計(jì)劃、機(jī)場(chǎng)、導(dǎo)航臺(tái)、航路點(diǎn)等信息。然后對(duì)World Wind進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，使導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)與三維地理信息系統(tǒng)結(jié)合，結(jié)合GIS的高分辨率遙感影像，對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行三維表達(dá)，為飛行模擬機(jī)中建立真實(shí)度較高飛行模擬視景，便于飛行員在實(shí)飛前更好地了解飛行計(jì)劃中航線的地貌特征和導(dǎo)航臺(tái)、機(jī)場(chǎng)分布等信息，具有較高的應(yīng)用價(jià)值和前景。

圖8 World Wind中天津機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航數(shù)據(jù)三維可視化Fig.8 Tianjin airport navigation data visualization in World Wind

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（責(zé)任編輯：黃 月）

Design and implementation of civil aviation navigation database based on World Wind

SHEN Xiao-yun，MENG Jian，JIAO Wei-dong，ZHANG Si-yuan
（Tianjin Key Lab for Advanced Signal Processing，CAUC，Tianjin 300300，China）

Navigation database is necessary data sources for flight management computer which can be used for navigation calculation，auto-tuning management of the navigation station，and the real-time location of aircraft，etc. To develop high-fidelity flight simulation visual system，a navigation database based on World Wind is designed and implemented.This database includes the information about airports，runways，instrument landing system，and distance measuring system，etc.So the global navigation data can be queried，modified and displayed，also the flight plan can be controlled and displayed.Finally all information will be displayed in World Wind by three-dimension.Digital elevation data and high-definition remote sensing images acting as visual model，a flight simulation visual system based on the database is completed by the WW platform combined with a flight simulation plug-in.

navigation database；FMC；World Wind；flight simulation visual system

V249

A

1674－5590（2013）01－0046－05

2012-06-08；

2012-09-24

國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)與中國(guó)民用航空局聯(lián)合資助項(xiàng)目（61079009）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)（ZXH2009 B008）

沈笑云（1965—），女，江蘇鹽城人，研究員，碩士，研究方向?yàn)槊裼煤娇諏?dǎo)航，虛擬現(xiàn)實(shí)在民航中的應(yīng)用.