仪表飞行程序三维模拟仿真系统技术方案

本发明专利技术是一种仪表飞行程序三维模拟仿真系统，包括：多机场数据库、航图要素数据管理模块、航图要素三维生成功能模块、三维航线漫游模块、交通流量模拟模块、导航台遮蔽评估模块、ＫＭＬ结果数据平台、谷歌地球技术平台、三维动态呈现模块和地理信息系统技术平台。该仿真系统提供了呈现目视和仪表飞行程序设计的三维可视化技术，能够使二维图纸设计的航行要素形成３Ｄ动态演示，使空域规划、目视和仪表飞行程序设计、机场建设、导航设施规划、选址等相关工作的规划、演示、汇报等工作生动直观，降低场址踏勘、规划，空域协调、导航设施遮蔽评估、机场净空保护评估等费用和时间成本支出，进而提高民航有关工作的安全保障能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种仪表飞行程序三维模拟仿真系统，用于3D显示环境中直观展示 机场飞行程序设计结果以及评估其合理性，属于计算机应用

技术介绍
随着我国民航事业的迅猛发展，航空器的数量不断增加，机场建设的规模越来越 大、新建机场的建设速度也不断加快，而现阶段对机场选址，导航台的架设，障碍物的评估， 还停留在“实地测，纸上绘”的阶段，即使采用电子地图的方式对机场、导航台、障碍物表示， 也限于二维呈现，方式不但不直观，而且工作量较大。飞行程序设计和机场管理人员通常采 用手工作图法进行分析计算，搭建沙盘模型来展示，由于计算繁杂，测量误差较大而容易出 错，而且消耗大量的人力物力。另外，是在建设机场前，和地方政府、非专业人士交流时，二 维呈现方式严重制约了其对航行标准的理解，为机场的建设、导航设施的架设增加了不必 要的障碍。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种仪表飞行程序三维模拟仿真系统，该仿真系 统提供了呈现目视和仪表飞行程序设计的三维可视化技术，能够使二维图纸设计的航行要 素形成3D动态演示，使空域规划、目视和仪表飞行程序设计、机场建设、导航设施规划、选 址等相关工作的规划、演示、汇报等工作生动直观，满足民航相关机场建设领域及航行技术 快速发展的需要，降低场址踏勘、规划，空域协调、导航设施遮蔽评估、机场净空保护评估等 费用和时间成本支出，进而提高民航有关工作的安全保障能力。为解决以上问题，本专利技术的具体技术方案如下一种仪表飞行程序三维模拟仿真 系统，其特征在于，包括多机场数据库、航图要素数据管理模块、航图要素三维生成功能模 块、三维航线漫游模块、交通流量模拟模块、导航台遮蔽评估模块、KML结果数据平台、谷歌 地球技术平台、三维动态呈现模块和地理信息系统技术平台，其中所述多机场数据库是存 储多个机场的数据信息；所述的航图要素数据管理模块将多机场数据库中的数据信息以 单个机场为单位进行数据的分类管理，并与多机场数据库进行相互的数据交换；所述的航 图要素三维生成功能模块将多机场数据库中的航图要素信息调出，并提供三维自动生成算 法；所述的三维航线漫游模块将多机场数据库中的相关航线信息调出，并提供三维航线漫 自动生成算法；所述的交通流量模拟模块将多机场数据库中的相关航线信息调出，并提供 交通流量模拟自动生成算法；所述的导航台遮蔽评估模块将多机场数据库中的相关导航台 信息调出，并提供导航台遮蔽自动生成算法；所述的KML结果数据平台将航图要素三维生 成功能模块、三维航线漫游模块、交通流量模拟模块和导航台遮蔽评估模块中生成的数据 导入其中，并生成KML格式文件；所述的谷歌地球技术平台将KML结果数据平台中的三维数 据导入到其中；所述的三维动态呈现模块是将谷歌地球技术平台中的三维数据实时在谷歌 地球动态呈现；所述的地理信息系统技术平台是将KML结果数据平台的二维数据直接导入该平台中呈现。所述的航图要素数据管理模块由机场数据管理模块、跑道数据管理模块、定位点数据管理模块、航线数据管理模块、障碍物数据管理模块和空域数据管理模块6部分构成。仪表飞行程序三维模拟仿真系统采用了以上的方案，可实现以下优点1)根据航图资料要求，自动生成涵盖机场周边地形、障碍物的仪表飞行程序三维 路线图；2)按照飞行程序设计轨迹在动态变化的地形数据基础上模拟实现不同方向多架 进离场航空器飞行，并灵活实现位置、速度、高度、间隔、视角等数据的变化；3)能够方便的在模拟地形上实现机场、定位点、导航台、航线、空域以及障碍物的 三维定位功能；4)能够按照设计的飞行程序在反映模拟地形数据动态变化的基础上实现三维模 拟飞行，随着飞行程序航线数据的变化，动态漫游，并实时显示航线内动态地形数据变化。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明图1是仪表飞行程序三维模拟仿真系统整体技术结构图。图2为导航台遮蔽评估原理图。具体实施例方式如图1所示，一种仪表飞行程序三维模拟仿真系统，包括多机场数据库、航图要素 数据管理模块、航图要素三维生成功能模块、三维航线漫游模块、交通流量模拟模块、导航 台遮蔽评估模块、KML结果数据平台、谷歌地球技术平台、三维动态呈现模块和地理信息系 统技术平台，其中所述多机场数据库是存储多个机场的数据信息；所述的航图要素数据 管理模块将多机场数据库中的数据信息以单个机场为单位进行数据的分类管理，并与多机 场数据库进行相互的数据交换；所述的航图要素三维生成功能模块将多机场数据库中的航 图要素信息调出，并提供三维自动生成算法；所述的三维航线漫游模块将多机场数据库中 的相关航线信息调出，并提供三维航线漫自动生成算法；所述的交通流量模拟模块将多机 场数据库中的相关航线信息调出，并提供交通流量模拟自动生成算法；所述的导航台遮蔽 评估模块将多机场数据库中的相关导航台信息调出，并提供导航台遮蔽自动生成算法；所 述的KML结果数据平台将航图要素三维生成功能模块、三维航线漫游模块、交通流量模拟 模块和导航台遮蔽评估模块中生成的数据导入其中，并生成KML格式文件；所述的谷歌地 球(GoogleEarth)技术平台将KML结果数据平台中的三维数据导入到其中；所述的三维动 态呈现模块是将谷歌地球技术平台中的三维数据实时在谷歌地球动态呈现；所述的地理信 息系统(ARCGIS)技术平台是将KML结果数据平台的二维数据直接导入该平台中呈现。如图2所示，所述的航图要素数据管理模块由机场数据管理模块、跑道数据管理 模块、定位点数据管理模块、航线数据管理模块、障碍物数据管理模块和空域数据管理模块 6部分构成。这6个模块分别实现机场的地理坐标、磁差、标高，跑道的长宽、磁方向，导航台 /定位点的类型、地理坐标，航线的类型、高度、进离场跑道、节点信息，障碍物的地理坐标、 高度信息，以及空域的类型、上限高度等信息的维护管理和查询。定位点数据管理模块是用于统一管理从属于某一机场的所有点，包括机场基准点、交叉定位点以及导航台等，每条航线的节点都是从定位点数据库中选取的，它们是航线 三维呈现的基础，更是航线漫游和交通流模拟的基础。航线数据管理模块是基于节点管理的航线自动生成系统，可以根据节点(定位点 或者导航台)的经纬度坐标和真航向自动生成航线，还可以通过在航线数据库中“移动”节 点的顺序，对航线进行人工调整，用户可以在谷歌地球中对生成的航线进行实时检查，也可 以在航线数据库中根据不同机型和使用不同转弯坡度对航线的节点和航向进行调整检查。障碍物数据管理模块可将障碍物在3D显示环境中定位呈现，用户所输入的数据 可以以经纬度坐标或以机场基准点为原点的距离方位极坐标两种输入形式对障碍物进行 设置。本实施例主要实施过程如下实施例一 _航图要素的三维呈现首先建立机场的基本信息，以对话框的形式输入机场的代码、机场的地理坐标、磁 差、标高，跑道的长宽、磁方向，导航台/定位点的类型、地理坐标，航线的类型、高度、进离 场跑道、节点信息，障碍物的地理坐标、高度信息，以及空域的类型、上限高度等信息，这些 信息通过计算转换为数据库中的存储信息存入多机场数据库，同时被航图要素数据管理模 块中的6个功能模块把这些数据进行分类管理。根据客户需要，航图要素三维生成功能模块从多机场数据库中调出一个或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仪表飞行程序三维模拟仿真系统，其特征在于，包括多机场数据库、航图要素数据管理模块、航图要素三维生成功能模块、三维航线漫游模块、交通流量模拟模块、导航台遮蔽评估模块、ＫＭＬ结果数据平台、谷歌地球技术平台、三维动态呈现模块和地理信息系统技术平台，其中：所述多机场数据库是存储多个机场的数据信息；所述的航图要素数据管理模块将多机场数据库中的数据信息以单个机场为单位进行数据的分类管理，并与多机场数据库进行相互的数据交换；所述的航图要素三维生成功能模块将多机场数据库中的航图要素信息调出，并提供三维自动生成算法；所述的三维航线漫游模块将多机场数据库中的相关航线信息调出，并提供三维航线漫自动生成算法；所述的交通流量模拟模块将多机场数据库中的相关航线信息调出，并提供交通流量模拟自动生成算法；所述的导航台遮蔽评估模块将多机场数据库中的相关导航台信息调出，并提供导航台遮蔽自动生成算法；所述的ＫＭＬ结果数据平台将航图要素三维生成功能模块、三维航线漫游模块、交通流量模拟模块和导航台遮蔽评估模块中生成的数据导入其中，并生成ＫＭＬ格式文件；所述的谷歌地球技术平台将ＫＭＬ结果数据平台中的三维数据导入到其中；所述的三维动态呈现模块是将谷歌地球技术平台中的三维数据实时在谷歌地球动态呈现；所述的地理信息系统技术平台是将ＫＭＬ结果数据平台的二维数据直接导入该平台中呈现。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，郭兆宏，田建华，边境，闫鹏，
申请(专利权)人：沈阳广通测绘设计有限公司，
类型：发明
国别省市：89