机场净空障碍物评估三维可视化技术研究

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。而部分城建规划部门缺乏对机场净空保护重要性的认识,机场周围的高层建筑不断增多,使机场净空的保护形势变得十分严峻,航班延误、取消、备降以及事故征候时有发生。为了确定这些民用建筑是否影响了飞行安全,飞行程序设计工作者就需要对这些建筑物进行安全评估,障碍物评估也是仪表飞行程序发展中最主要的安全因素。传统的飞行程序设计和机场管理人员都是采用二维障碍物评估方法和搭建沙盘模型来进行展示。但是测量误差较大、消耗大量的人力物力,并且核准周期长,在一定程序上制约了飞行程序设计的发展。同时飞行程序设计部门在实际工作中,由于缺乏可视平台来进行直观讲解演示,在和地方部门、非专业人士交流时经常会遇到一些沟通上的问题。本文从国内外的三维可视化研究现状及其在障碍物评估中的应用着手,介绍和分析了三维可视化技术在机场净空障碍物评估中的应用、Google Earth虚拟平台、KML语言、三维建模技术,提出了一种基于Google Earth平台的障碍物评估虚拟沙盘技术,解决目前国内飞行程序设计存在的缺乏直接和清晰的呈现手段等问题。本文的主要工作和创新点如下:（1）研究机场净空障碍物分类建模技术和其在Google Earth平台上自动生成三维模型技术（2）研究精密进近程序基本ILS面和OAS面的生成和评估方法,利用VC++平台对Google Earth进行二次开发,动态呈现基本ILS面和OAS面的算法实现（3）障碍物三维可视化应用:导航台遮蔽评估技术

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究概况
• 1.2.1 障碍物的三维建模技术研究概况
• 1.2.2 机场净空区三维建模研究现状
• 1.2.3 障碍物评估方面的研究现状
• 1.3 主要研究内容、技术路线和研究目的
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 关键技术实现
• 1.3.3 主要研究目的及创新点
• 第二章 障碍物三维建模技术
• 2.1 常用建模工具比较
• 2.2 SketchUp
• 2.2.1 SketchUP 的版本功能
• 2.2.2 SketchUP 的特点
• 2.2.3 SketchUP 的建模方法
• 2.3 民航机场障碍物特点
• 2.3.1 障碍物的定义
• 2.3.2 障碍物的图片显示效果
• 2.3.3 障碍物调用的KML 文件
• 2.3.4 障碍物的演示要求
• 2.4 障碍物功能模块的实现
• 2.4.1 数据库的定义
• 2.4.2 障碍物实现功能算法说明
• 第三章 障碍物三维呈现技术
• 3.1 Google Earth 概述
• 3.2 KML 语言
• 3.2.1 KML 特点
• 3.2.2 KML 主要功能
• 3.2.3 KML 在GE 中的数据表现形式及运用
• 3.2.4 KML 语法规则
• 3.3 地形呈现技术
• 第四章 机场净空障碍物评价面的呈现技术
• 4.1 程序设计的标准条件
• 4.2 基本ILS 面的定义及位置计算
• 4.2.1 建立几何坐标系
• 4.2.2 起降带
• 4.2.3 进近面
• 4.2.4 复飞面
• 4.2.5 过渡面
• 4.3 基本ILS 面评价障碍物的步骤和方法
• 4.3.1 基本ILS 面高度方程式
• 4.3.2 基本ILS 面评价的步骤和方法
• 4.4 OAS 面的定义及位置计算
• 4.4.1 标准条件下OAS 面的建立
• 4.4.2 非标准条件对OAS 常数的修正
• 4.5 OAS 面评估步骤和方法
• 4.6 几何坐标系到地理坐标系的转换
• 第五章 导航台遮蔽评估技术
• 5.1 导航台遮蔽评估的定义
• 5.2 导航台遮蔽评估的数学模型
• 5.3 导航台遮蔽评估功能模块的实现
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻硕期间取得的成果
• 致谢