仪表飞行程序三维动态呈现技术研究

论文摘要

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。为解决以上问题,我们以Google Earth（GE）为平台,对飞行程序设计的结果进行三维可视化呈现,由于目前国内外对Google Earth在该领域的应用研究较少,作者在很多方面缺乏可借鉴经验基础,只能进行一定难度的探索性研究。论文的研究内容分为三大部分:第一部分比较了几种软件平台的特点,重点介绍了Google Earth的功能,以及KML文件对图形元素的支持;分析KML文件中图形元素和与航图元素的映射关系,证明了该软件在研究中应用的可行性;最后介绍了系统的开发流程。第二部分在对各种航图上的航行元素进行大量研究的基础上,提取出航图要素呈现的逻辑模型;并对其进行物理化,得出计算机能实现的物理模型,即航行数据库ER图;并对该模型进行编程实现。第三部分讨论了三维可视化场景的建立所用到的原理、技术,提出了转弯航段自动生自动生成算法和基于航线节点的航线数据管理算法,最后在生成的航线基础上,实现了飞行视点沿航线动态交互漫游。本文主要解决了以下两个问题,一是实现航图要素的三维显示;二是航线动态交互漫游技术的实现。她们也是本文的创新点所在。航图要素的三维显示,为二维航图到三维航图的转化提供了参考。航线动态交互漫游,是数据库技术、VC++编程技术以及Google Earth平台有机结合的研究成果,为飞行模拟中的虚拟视景功能提供了新的技术思路。可应用于飞行程序设计中的地面验证以及飞行员培养中的辅助航线训练,结合飞机性能的研究,还可以为特殊程序设计（如单发失效）验证和体验的重要辅助手段。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究的目的和意义
• 1.4 本文的主要工作及创新点
• 1.5 本文的组织结构
• 第二章 系统相关平台技术分析及开发流程
• 2.1 常见三维可视化呈现平台技术分析
• 2.1.1 vega prime 平台的主要特点
• 2.1.2 ArcGIS 平台的主要特点
• 2.1.3 google earth 平台的主要特点
• 2.2 google earth 的相关介绍
• 2.2.1 Google Earth 的功能介绍
• 2.2.2 kml 对航行元素呈现的支持
• 2.3 VC++及Google Earth COM API 技术的相关介绍
• 2.4 系统的功能模块开发流程介绍
• 2.4.1 系统的功能模块
• 2.4.2 系统的开发流程
• 第三章 航图要素的三维呈现
• 3.1 航图要素模块的功能需求
• 3.2 航图要素数据库设计
• 3.3 航图要素系统模块的功能实现
• 3.3.1 机场
• 3.3.2 跑道
• 3.3.3 定位点（导航台）
• 3.3.4 航线
• 3.3.5 障碍物
• 3.3.6 空域
• 3.3.7 等待程序
• 第四章 三维航线自动生成和动态漫游技术
• 4.1 航线场景的三维可视化技术
• 4.1.1 坐标变换
• 4.1.2 透视投影
• 4.1.3 LOD 技术
• 4.1.4 视口变换
• 4.2 基于航线节点的航线管理算法实现
• 4.2.1 转弯航段自动生成算法
• 4.2.2 航线数据的管理
• 4.3 航线动态漫游的设计与实现
• 4.3.1 航线动态漫游的实现思路及相关函数介绍
• 4.3.2 航线动态漫游算法与实现
• 第五章 总结和展望
• 5.1 系统应用案例
• 5.1.1 拉萨机场（ZULS）
• 5.1.2 其他机场的呈现效果
• 5.2 问题和展望
• 参考文献
• 硕士期间研究成果及发表学术论文
• 致谢