李宇涵

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及高新科學(xué)技術(shù)在民航領(lǐng)域的應(yīng)用，越來越多的新民航科技將引領(lǐng)著我國(guó)民航事業(yè)的發(fā)展，民航業(yè)也將越來越安全越簡(jiǎn)化。科技是生命力也是生產(chǎn)力，平視顯示系統(tǒng)技術(shù)的運(yùn)用很好的體現(xiàn)了這一點(diǎn)，而且在民航系統(tǒng)現(xiàn)在、未來都是需要繼續(xù)發(fā)展并且推廣的。本文介紹了HUD技術(shù)在軍事領(lǐng)域的產(chǎn)生，并在汽車、民航領(lǐng)域的應(yīng)用。同時(shí)，對(duì)民航領(lǐng)域的HUD相關(guān)技術(shù)作了說明，闡述了HUD與其它航行新技術(shù)的結(jié)合及發(fā)展。

關(guān)鍵詞：HUD 民航 航行新技術(shù)

平視顯示系統(tǒng)（Head-up Display），簡(jiǎn)稱HUD，是我國(guó)民航現(xiàn)階段也是未來我國(guó)民航科技發(fā)展規(guī)劃的重點(diǎn)推廣核心技術(shù)。平視顯示系統(tǒng)的功能特點(diǎn)是：在外部情景圖像上疊加投影顯示出重要的一些飛行相關(guān)信息，包括：航空器的飛行各項(xiàng)參數(shù)、運(yùn)行姿態(tài)信息、能量顯示、導(dǎo)航等，并且一些特殊的預(yù)警信息，比如：TCAS安全區(qū)、迎角限制、擦機(jī)尾余度等等。平視顯示系統(tǒng)的使用在一定程度上緩解了飛行員的操作壓力，因?yàn)轱w行員在航空器運(yùn)行操作中不再需要俯視，即可從前方的組合器中看到航空器的有關(guān)信息，也增強(qiáng)了情景意識(shí)對(duì)于航空器操作提高了精度。有利于航空器空中運(yùn)行安全，保障了航班的準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá)。HUD技術(shù)在民航中的應(yīng)用促進(jìn)民航運(yùn)行生產(chǎn)力，也減輕了相關(guān)工作人員的工作壓力負(fù)荷，此項(xiàng)技術(shù)如果被大力長(zhǎng)期發(fā)展推廣，對(duì)我國(guó)民航的整體發(fā)展起到很大的推進(jìn)作用。

1 HUD發(fā)展簡(jiǎn)介

平視顯示系統(tǒng)的技術(shù)起源來自軍工業(yè)的發(fā)展，平視顯示技術(shù)的發(fā)展在軍工業(yè)內(nèi)提高了軍用航空器的作戰(zhàn)性能，加強(qiáng)了戰(zhàn)斗力。后來該技術(shù)被民用行業(yè)引用，特別是民航領(lǐng)域的利用，大大促進(jìn)了民航業(yè)的發(fā)展。

1.1 HUD在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用

Head-up Display始于第二次世界大戰(zhàn)之時(shí)，當(dāng)時(shí)軍用航空器上的反射瞄準(zhǔn)鏡應(yīng)用的是沒有時(shí)差的光學(xué)瞄準(zhǔn)。最早期是在瞄準(zhǔn)鏡內(nèi)投射一定信息：比如在瞄準(zhǔn)鏡里投射航空的轉(zhuǎn)彎率和速度等相關(guān)信息，加強(qiáng)了“十字線”瞄準(zhǔn)，在移動(dòng)性目標(biāo)的射擊上可以增強(qiáng)命中率，操作者更容易精確操作。然后跟隨技術(shù)的進(jìn)一步提高，各多層面的信息被投射進(jìn)入，后期的平視顯示系統(tǒng)能夠依據(jù)航空器迎面角度和空中速度來進(jìn)行射擊瞄準(zhǔn)，提升了空戰(zhàn)戰(zhàn)斗能力。

現(xiàn)在的平視顯示系統(tǒng)的航空器運(yùn)行軌跡指引與早期的軍事投彈瞄準(zhǔn)鏡很像，都是對(duì)操作顯示系統(tǒng)與操作者進(jìn)行融合。

目前平視顯示系統(tǒng)在軍事內(nèi)被廣泛應(yīng)用，特別是在戰(zhàn)斗力以及攻擊性飛機(jī)上的利用極大的增強(qiáng)戰(zhàn)斗力射擊率。平視顯示系統(tǒng)能夠?yàn)轱w行員投射各種各樣的作戰(zhàn)參數(shù)，還與飛機(jī)上的火力控制系統(tǒng)進(jìn)行整合，很大程度加強(qiáng)了飛行員的操作打擊精準(zhǔn)度和力度?，F(xiàn)在軍工里Head-up Display已經(jīng)逐漸向Helmet Mounted Display過渡發(fā)展，Helmet Mounted Display即頭盔顯示系統(tǒng)就是可以將相關(guān)數(shù)據(jù)信息、控制信息直接于飛行員的頭盔前方玻璃進(jìn)行投射，更加簡(jiǎn)化了飛行員的操作，加強(qiáng)了精準(zhǔn)性和戰(zhàn)斗反應(yīng)能力，提升整體戰(zhàn)斗力。

1.2 HUD在汽車行業(yè)的應(yīng)用

二十世紀(jì)八十年代，通用車型裝配了平視顯示系統(tǒng)的一些安全設(shè)置。發(fā)展至今，幾乎所有的豪華車型都應(yīng)用了平視顯示系統(tǒng)技術(shù)，比如：寶馬公司將Head-up Display技術(shù)應(yīng)用在汽車顯示上（可以于駕駛員視線前兩米處進(jìn)行全彩的半透明信息投影，根據(jù)速度、油量、轉(zhuǎn)速等信息的種類進(jìn)行色彩區(qū)分，而且還帶有行人預(yù)警功能，結(jié)合了汽車導(dǎo)航、夜視等組合），寶馬公司稱，帶有平視顯示系統(tǒng)的汽車要整體速度比沒有平視顯示系統(tǒng)的汽車提高一半。

1.3 HUD在民航領(lǐng)域的應(yīng)用

平視顯示系統(tǒng)技術(shù)于民航領(lǐng)域的利用始于1987年的美國(guó)航空客機(jī)，當(dāng)時(shí)阿拉斯加航空公司機(jī)隊(duì)的二十三架波音727-200的客機(jī)配裝了HGS，解決了ⅢA型標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行的手動(dòng)著陸，也為航空器在比較復(fù)雜的地形以及在復(fù)雜的氣候條件下的運(yùn)行解決了很多難題。

2 民航領(lǐng)域HUD相關(guān)技術(shù)

平視顯示系統(tǒng)技術(shù)在民航領(lǐng)域的發(fā)展很快，并且進(jìn)一步與其他航空運(yùn)行方面的技術(shù)進(jìn)行了再次融合，對(duì)于航空器的飛行員操作帶來了極大的便利，也加強(qiáng)了航空器的運(yùn)行安全保障，減輕了飛行員的工作負(fù)荷。下面就將航空領(lǐng)域平視顯示系統(tǒng)技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合后產(chǎn)生的新技術(shù)進(jìn)行介紹。

2.1 HGS（Head-up Guidance System）平視引導(dǎo)系統(tǒng)

平視引導(dǎo)系統(tǒng)（HGS）是羅克韋爾·柯林斯公司的一款注冊(cè)產(chǎn)品。能夠?qū)⒁恍┲匾男畔?shù)據(jù)于外界的影視顯示上進(jìn)行疊加投影。產(chǎn)品的特性很明顯（信息與圖像是完全疊加的/顯示于無窮遠(yuǎn)/提供航空器的全程運(yùn)行引導(dǎo)，比如：著落、滑行、起飛等），對(duì)于航空器的運(yùn)行起到很大的保障。

2.2 EVS（Enhanced Vision System）增強(qiáng)視景系統(tǒng)

EVS即增強(qiáng)視景系統(tǒng)，為航空器提供外視景象（以電子方式經(jīng)傳感器產(chǎn)生或者增強(qiáng)的圖像）。譬如：紅外前視儀、毫米波雷達(dá)等。

2.3 EFVS（Enhanced Flight Vision System）增強(qiáng)飛行視景系統(tǒng)

EFVS增強(qiáng)飛行視景系統(tǒng)，能夠把前部的環(huán)境地圖情景展現(xiàn)給航空器飛行員，包括地圖范圍內(nèi)的一些障礙物體（人工或者自然的）的位置信息和高度等信息。

2.4 SVS（Synthetic Vision System）合成視景系統(tǒng)

SVS合成視景系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用機(jī)載數(shù)據(jù)庫，生成虛擬的景象（包括障礙物）以及三維地形圖，然后通常是以下顯上的形式進(jìn)行呈現(xiàn)，并且與精密的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相連接，不僅能為航空器的運(yùn)行提供外界情景狀態(tài)，還能引導(dǎo)航空器在空中安全的運(yùn)行。合成視景系統(tǒng)能與空中防撞系統(tǒng)、地形回避系統(tǒng)、氣象數(shù)據(jù)鏈等相連接，具有實(shí)時(shí)報(bào)警提示功能、氣象預(yù)警。在能見度比較低的情況下，依然可以引導(dǎo)航空器進(jìn)行起飛或者降落。增強(qiáng)飛行視景系統(tǒng)和合成視景系統(tǒng)的區(qū)別：增強(qiáng)視景系統(tǒng)是以電子的方式經(jīng)電腦合成形成圖像呈現(xiàn)。而合成視景系統(tǒng)是實(shí)時(shí)的圖景呈現(xiàn)，依靠數(shù)據(jù)庫支撐，通過衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)連接，使圖像與數(shù)據(jù)精確疊加。

3 結(jié)語

HUD技術(shù)作為一種航行新技術(shù)，來源于軍工，并引入到民航領(lǐng)域。是未來中國(guó)民航主要推廣的航行新技術(shù)之一。它的引入將提高飛行員的情景意識(shí)和飛行品質(zhì)，促進(jìn)運(yùn)行安全;同時(shí)也提高民航的全天候運(yùn)行能力，減少航班延誤。這對(duì)航班密集、運(yùn)行條件復(fù)雜的中國(guó)民航來說，將會(huì)帶來豐厚的運(yùn)行收益。科技是新的生產(chǎn)力，希望以后越來越多的科學(xué)先進(jìn)技術(shù)，被引入到民航領(lǐng)域給未來的民航運(yùn)輸業(yè)帶來新的翻天覆地的變化，在越來越簡(jiǎn)化而安全的操作中，讓整個(gè)民航有序的運(yùn)行。

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