面向对象的空中交通进程仿真技术及应用

论文摘要

面向对象技术与系统仿真结合,经过多年的发展已经形成了很多理论和方法,广泛应用于空中交通仿真中。随着国内空管仿真系统研究的不断深入,国内对实时的空中交通进程仿真的需求越来越迫切。本文针对现代仿真技术的要求,应用面向对象的思想方法和现代空中交通管理的理论,提出了一种新的空中交通进程仿真技术。从空中交通进程的几个核心组成部分出发,以面向对象的仿真技术为基础,重点研究了飞行性能仿真、领航导航进程仿真、高动态视频的图形处理等三个方面,同时就目前研究的结果进行了实际的应用,以西安区域为例对其整体空域的燃油经济性进行了分析。本论文采用的关键技术有:面向对象的编程方法。面向对象的概念以及面向对象建模与仿真的特点。面向对象技术在建模设计中的具体应用――UML的三种模型的建立。飞行性能仿真。以空中交通管制研究中常用的对象为例,介绍了飞行性能能量模型和在不同飞行状态下的性能模型以及面向对象的实现方法。领航和导航进程仿真。介绍了区域导航、ILS、过VOR台的基本运行原理和仿真程序实现方法。仿真环境的建立——高动态视频地图显示技术。介绍了地图投影的概念以及空域视频图的实现方法。结合工程应用的实际情况,从空中交通管制的角度,在采用空中交通进程仿真技术的仿真平台上,提出了一种空域运行燃油经济性的模型,通过对仿真实验结果的分析,证明了该技术的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概论
• 1.1 空中交通进程仿真简介
• 1.2 空中交通进程仿真的研究现状
• 1.2.1 国外现状
• 1.2.2 国内现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第二章 面向对象仿真技术
• 2.1 面向对象的基本概念
• 2.1.1 对象与消息
• 2.1.2 类与实例
• 2.1.3 面向对象技术的基本特征
• 2.2 面向对象的分析和设计方法概述
• 2.2.1 分析的内容
• 2.2.2 设计的内容
• 2.3 面向对象程序设计方法
• 2.3.1 设计准则
• 2.4 面向对象建模方法
• 2.4.1 UML 统一建模语言
• 第三章 空中交通进程仿真的总体设计
• 3.1 空中交通进程简介
• 3.2 总体设计
• 3.2.1 需求规定
• 3.2.2 运行环境
• 3.3 设计模型
• 3.3.1 用例模型
• 3.3.2 静态模型
• 3.3.3 动态模型
• 3.4 外部接口
• 3.5 内部逻辑
• 第四章 飞行性能模拟仿真
• 4.1 飞行能量模型
• 4.2 标准大气
• 4.3 速度包线
• 4.4 飞行状态性能模拟
• 4.4.1 爬升模块
• 4.4.2 巡航模块
• 4.4.3 下降模块
• 第五章 领航与导航进程的仿真
• 5.1 区域导航
• 5.2 ILS 引导的仿真
• 5.3 VOR（VERY HIGH FREQUENCY OMNI DIRECTIONAL RANGE）台的仿真
• 第六章 空中交通进程中的图形交互显示技术
• 6.1 地图投影及坐标变换
• 6.1.1 由经纬度坐标到兰伯特坐标的变换
• 6.1.2 由兰伯特坐标到计算机屏幕坐标的变换
• 6.2 空中交通进程仿真中图形组件设计
• 6.2.1 面向对象图形工具－Visual Graph
• 6.2.2 航空电子地图的关键技术与功能
• 6.2.3 二次雷达标牌设计
• 第七章 空中交通进程仿真的应用－空域运行的燃油经济性分析
• 7.1 空域运行燃油经济性概念
• 7.2 空域运行的燃油经济性模型
• 7.2.1 优化分配飞行高度层
• 7.2.2 上升与下降的时机选择
• 7.2.3 调整巡航马赫数
• 7.2.4 缩小垂直间隔（RVSM）
• 7.3 仿真实例
• 7.4 结果分析
• 第八章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参加的项目及发表文章