通航飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

吳仁彪，馬亞冰，王曉亮

（中國(guó)民航大學(xué)天津市智能信號(hào)與圖像處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300300）

通航飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

吳仁彪，馬亞冰，王曉亮

（中國(guó)民航大學(xué)天津市智能信號(hào)與圖像處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300300）

為保障通用航空飛行的安全、合法和高效，針對(duì)通用航空飛行高度低、路線相對(duì)靈活、受地形地物和配載影響大等特點(diǎn)，提出一種通用航空飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。飛行計(jì)劃評(píng)估以復(fù)雜評(píng)估要素的提取與處理為基礎(chǔ)，利用基于飛機(jī)性能工程的方法評(píng)估飛機(jī)燃油、配載以及起飛越障等關(guān)鍵指標(biāo)，利用高精度地形插值的方法計(jì)算低空飛行剖面，利用2D/3D一體化地理信息系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)飛行計(jì)劃執(zhí)行全過(guò)程3D可視化評(píng)估。系統(tǒng)測(cè)試表明，所設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)能夠從關(guān)鍵指標(biāo)、垂直飛行剖面以及三維可視化3個(gè)方面展開評(píng)估，從而為通用航空飛行計(jì)劃的制訂和審批提供依據(jù)，滿足通用航空對(duì)飛行計(jì)劃評(píng)估服務(wù)的需求。

通用航空；飛行計(jì)劃評(píng)估；飛行剖面；3D可視化；地理信息系統(tǒng)

伴隨著中國(guó)低空空域的逐步開放，通用航空在農(nóng)、牧、林、交通以及科學(xué)研究等眾多領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛[1]，在“十三五”規(guī)劃中更是強(qiáng)調(diào)加快完善水利、鐵路、公路、水運(yùn)、民航、通用航空、管道、郵政等基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，在國(guó)家層面上首次將通用航空和民航并列[2]。

為應(yīng)對(duì)中國(guó)通航快速發(fā)展的需求，保障飛行安全，提高飛行作業(yè)效率，需逐步建立完善的通航服務(wù)保障系統(tǒng)，而飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)是通航服務(wù)保障系統(tǒng)的重要組成部分。通用航空與一般運(yùn)輸航空相比通常具有飛行高度低，飛行路線相對(duì)靈活，受地形地物和配載影響大，飛行器機(jī)動(dòng)靈活、性能各異，作業(yè)區(qū)域情況復(fù)雜等特點(diǎn)，所以通航服務(wù)保障系統(tǒng)有別于一般運(yùn)輸航空，通航飛行計(jì)劃的評(píng)估也與一般運(yùn)輸航空有所不同。

國(guó)外通航發(fā)達(dá)國(guó)家已有一些公司開發(fā)了能夠提供通航飛行計(jì)劃評(píng)估功能的軟件。例如美國(guó)CSC DUATS公司開發(fā)的Golden Eagle FlightPrep系統(tǒng)和英國(guó)SkyDemon公司開發(fā)的SkyDemon Flight Planning系統(tǒng)[3-4]。這些軟件主要用于幫助飛行員或航空公司制訂飛行計(jì)劃，而中國(guó)通航服務(wù)保障對(duì)于飛行計(jì)劃評(píng)估除以上需求外，還有為計(jì)劃審批提供依據(jù)的需求。此外，由于中國(guó)與國(guó)外在空域管理政策、飛行服務(wù)技術(shù)、通航發(fā)展水平、地形地貌特征、飛行支持?jǐn)?shù)據(jù)等方面的差異，上述軟件和相應(yīng)方法無(wú)法直接應(yīng)用于解決中國(guó)通航飛行計(jì)劃評(píng)估的問題。國(guó)內(nèi)學(xué)者在通用航空和軍用航空飛行航跡的評(píng)估方面，已開展了有價(jià)值的研究[5-6]，但還缺少針對(duì)通用航空系統(tǒng)的飛行計(jì)劃評(píng)估方法的相關(guān)研究。

本文提出了一種通用航空飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的方法，根據(jù)中國(guó)通航飛行和低空開放的特點(diǎn)，從飛行計(jì)劃涉及的關(guān)鍵指標(biāo)、垂直飛行剖面以及三維可視化3個(gè)方面對(duì)通航飛行計(jì)劃展開評(píng)估技術(shù)研究。實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，利用本文方法所設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的通航飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)可為通用航空飛行計(jì)劃評(píng)估服務(wù)提供有效的技術(shù)支撐。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

1.1 評(píng)估要素設(shè)計(jì)

針對(duì)通用航空飛行的特點(diǎn)，根據(jù)影響通用航空飛行的主要要素，通過(guò)關(guān)鍵指標(biāo)評(píng)估、垂直剖面評(píng)估以及三維可視化評(píng)估3個(gè)方面實(shí)現(xiàn)通用航空飛行計(jì)劃的評(píng)估。

1.1.1 關(guān)鍵指標(biāo)評(píng)估

關(guān)鍵指標(biāo)評(píng)估通過(guò)定量化計(jì)算與通用航空飛行密切相關(guān)的指標(biāo)，給出相應(yīng)評(píng)估結(jié)果。主要包括：①飛機(jī)配載平衡評(píng)估：計(jì)算載重是否超過(guò)最大允許量，即確認(rèn)載重是否超標(biāo)，同時(shí)按配載信息計(jì)算飛機(jī)重心位置，確認(rèn)飛機(jī)重心是否在合理范圍內(nèi)。②飛機(jī)燃油消耗評(píng)估：計(jì)算執(zhí)行飛行計(jì)劃總的航行距離，參照不同機(jī)型在爬升、巡航、下降各個(gè)階段對(duì)燃油的消耗，計(jì)算完成飛行計(jì)劃所需燃油量，結(jié)合飛行計(jì)劃中飛機(jī)起始飛行所搭載的燃油量，評(píng)估剩余燃油是否在安全范圍內(nèi)。③跑道方向越障高度評(píng)估：根據(jù)飛行計(jì)劃中的機(jī)型信息，確定執(zhí)行飛行計(jì)劃的機(jī)型性能參數(shù)，根據(jù)跑道方向障礙物與跑道的距離、障礙物的高度，按照通航飛機(jī)爬升率計(jì)算飛機(jī)的越障高度是否符合安全起飛標(biāo)準(zhǔn)。④飛機(jī)及飛行員適航評(píng)估：評(píng)估執(zhí)行飛行計(jì)劃?rùn)C(jī)型和飛行員是否有相應(yīng)儀表或目視飛行的飛行資質(zhì)[7]。

1.1.2 垂直剖面評(píng)估

從地形數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的數(shù)字高程模型中提取經(jīng)度、緯度和高程數(shù)據(jù)，通過(guò)高精度等分插值方法得到計(jì)劃航跡所在垂直方向的地形剖面，結(jié)合各航跡點(diǎn)飛行高度，繪制可變巡航高度的通航飛行計(jì)劃航跡剖面，評(píng)估飛行計(jì)劃各個(gè)階段飛機(jī)與地面間的高度是否留有足夠的安全余量。

1.1.3 三維可視化評(píng)估

針對(duì)通用航空飛行與地面地形地物關(guān)系密切的特點(diǎn)，采用三維可視化的方式直觀評(píng)估通用航空飛行計(jì)劃的風(fēng)險(xiǎn)。主要包括：①航線威脅評(píng)估：從地形數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的數(shù)字高程模型中提取經(jīng)度、緯度和高程數(shù)據(jù)，構(gòu)建三維地理模型，根據(jù)飛行計(jì)劃中各航跡點(diǎn)經(jīng)度、緯度坐標(biāo)及飛行高度信息計(jì)算航跡空間位置，評(píng)估計(jì)劃航跡是否經(jīng)過(guò)或接近管制區(qū)、監(jiān)視區(qū)、報(bào)告區(qū)以及禁飛區(qū)；②作業(yè)區(qū)域氣象條件評(píng)估：根據(jù)氣象預(yù)報(bào)和實(shí)況數(shù)據(jù)得到危險(xiǎn)氣象區(qū)域信息，評(píng)估計(jì)劃航跡是否穿越或接近危險(xiǎn)氣象區(qū)域。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)由飛行計(jì)劃評(píng)估終端（FPET）和飛行計(jì)劃評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)兩部分組成。為實(shí)現(xiàn)通用航空飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，設(shè)計(jì)飛行計(jì)劃評(píng)估終端的各主要系統(tǒng)模塊如圖1所示。主要包括：飛行計(jì)劃評(píng)估模塊、飛行計(jì)劃接收與管理模塊、評(píng)估結(jié)果輸出與可視化呈現(xiàn)模塊、二三維一體化地理信息系統(tǒng)平臺(tái)管理模塊。飛行計(jì)劃評(píng)估終端外部通過(guò)ADO數(shù)據(jù)訪問技術(shù)實(shí)現(xiàn)飛行計(jì)劃評(píng)估終端與飛行計(jì)劃評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)的信息交互，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議服務(wù)器（NTP）獲取系統(tǒng)統(tǒng)一時(shí)鐘，通過(guò)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（DMS）獲取相關(guān)配置信息。各主要系統(tǒng)模塊具體說(shuō)明如下：

圖1 飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Module structure diagram of flight plan evaluation system

1）飛行計(jì)劃評(píng)估模塊

飛行計(jì)劃評(píng)估模塊是為通用航空飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)提供飛行計(jì)劃評(píng)估服務(wù)的核心功能模塊，該模塊可結(jié)合接收到的通用航空飛行計(jì)劃具體內(nèi)容，從關(guān)鍵定量化指標(biāo)、低空飛行剖面、三維計(jì)劃航跡3個(gè)方面實(shí)現(xiàn)通用航空飛行計(jì)劃評(píng)估。

2）飛行計(jì)劃接收與管理模塊

飛行計(jì)劃接收與管理模塊是為通用航空飛行計(jì)劃評(píng)估終端提供飛行計(jì)劃接收與管理服務(wù)的功能模塊，其按照服務(wù)內(nèi)容可以分為飛行計(jì)劃接收、飛行計(jì)劃管理兩個(gè)主要模塊，其中飛行計(jì)劃接收又包含網(wǎng)絡(luò)傳輸、手工輸入和文件導(dǎo)入3種方式，而飛行計(jì)劃管理又包含對(duì)飛行計(jì)劃的添加、修改、刪除和保存功能。

3）評(píng)估結(jié)果輸出與可視化呈現(xiàn)模塊

評(píng)估結(jié)果輸出與可視化呈現(xiàn)是為系統(tǒng)提供飛行計(jì)劃評(píng)估結(jié)果輸出與可視化呈現(xiàn)服務(wù)的功能模塊，其主要包括評(píng)估結(jié)果輸出、飛行計(jì)劃預(yù)演示兩個(gè)主要部分，而評(píng)估結(jié)果輸出是將所涉及的關(guān)鍵定量化指標(biāo)、低空飛行剖面、三維計(jì)劃航跡3項(xiàng)重要評(píng)估結(jié)果整理后以表單的形式輸出，飛行計(jì)劃預(yù)演示是利用二三維一體化地理信息系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所提交飛行計(jì)劃的可視化呈現(xiàn)。

4）二三維一體化地理信息系統(tǒng)平臺(tái)管理模塊

二三維一體化地理信息系統(tǒng)平臺(tái)管理模塊是為通用航空飛行計(jì)劃評(píng)估終端提供地圖管理服務(wù)的功能模塊，采用二三維一體化地理信息平臺(tái)，對(duì)于飛行高度低、容易受地面地物影響的通用航空飛行給出更加直觀有效的評(píng)估結(jié)果。具體又包括圖層管理、顯示中心管理、控制區(qū)域管理以及關(guān)鍵點(diǎn)管理4個(gè)主體部分。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法

1）飛行計(jì)劃評(píng)估模塊實(shí)現(xiàn)方法

飛行計(jì)劃評(píng)估模塊實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖2所示，其主要從圖中虛線框的關(guān)鍵定量化指標(biāo)、低空飛行剖面、三維計(jì)劃航跡3個(gè)方面實(shí)現(xiàn)通用航空飛行計(jì)劃評(píng)估。關(guān)鍵定量化指標(biāo)包括飛機(jī)配載平衡、飛機(jī)燃油消耗、跑道方向越障高度、飛機(jī)及飛行員適航4個(gè)部分，從飛行計(jì)劃評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)中的飛行計(jì)劃表中提取與上述指標(biāo)相關(guān)的飛行計(jì)劃報(bào)文數(shù)據(jù)，參照各個(gè)機(jī)型的飛行手冊(cè)，基于飛機(jī)性能工程方法評(píng)估各個(gè)關(guān)鍵量化指標(biāo)，將各個(gè)量化指標(biāo)的評(píng)估結(jié)果傳入飛行計(jì)劃評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)。低空飛行剖面評(píng)估從飛行計(jì)劃評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取計(jì)劃航跡點(diǎn)的經(jīng)、緯度和高程數(shù)據(jù)，通過(guò)高精度等分插值方法結(jié)合二三維一體化地理信息系統(tǒng)平臺(tái)提取計(jì)劃航跡所在垂直方向的地形剖面，評(píng)估計(jì)劃航跡在垂直方向上與地形之間是否保持足夠的安全余量。三維計(jì)劃航跡評(píng)估包括航線威脅評(píng)估和作業(yè)區(qū)域氣象條件評(píng)估兩部分，航線威脅評(píng)估從飛行計(jì)劃評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取計(jì)劃航跡點(diǎn)的經(jīng)、緯度和高程數(shù)據(jù)，將計(jì)劃航跡數(shù)據(jù)導(dǎo)入二三維一體化地理信息系統(tǒng)平臺(tái)，在三維空間中評(píng)估計(jì)劃航跡與管制區(qū)、監(jiān)視區(qū)、報(bào)告區(qū)以及與禁飛區(qū)之間的位置關(guān)系，作業(yè)區(qū)域氣象條件評(píng)估從飛行計(jì)劃評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取天氣數(shù)據(jù)，評(píng)估計(jì)劃航跡與危險(xiǎn)氣象區(qū)域的空間位置關(guān)系。

圖2 飛行計(jì)劃評(píng)估模塊實(shí)現(xiàn)過(guò)程Fig.2 Implementation of flight plan evaluation module

2）飛行計(jì)劃接收與管理模塊實(shí)現(xiàn)方法

飛行計(jì)劃接收與管理模塊的實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖3所示，其主要由飛行計(jì)劃接收模塊和飛行計(jì)劃管理模塊兩部分構(gòu)成。飛行計(jì)劃接收方式有網(wǎng)絡(luò)傳輸、手工輸入和文件導(dǎo)入3種，其中網(wǎng)絡(luò)傳輸利用通用航空綜合運(yùn)行支持系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)接收由飛行計(jì)劃受理終端傳送來(lái)的飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)，手工輸入通過(guò)與飛行計(jì)劃評(píng)估終端界面交互的形式錄入飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)，文件導(dǎo)入是采用規(guī)定格式飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)文件的方式錄入飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)，通過(guò)上述3種方式接收的飛行計(jì)劃最終都被導(dǎo)入飛行計(jì)劃評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)。飛行計(jì)劃管理的方式包括對(duì)飛行計(jì)劃的添加、修改、刪除和保存操作，通過(guò)與飛行計(jì)劃評(píng)估終端界面交互的形式實(shí)現(xiàn)上述對(duì)飛行計(jì)劃的管理操作，完成上述操作后的飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)都將被導(dǎo)入飛行計(jì)劃評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)。

3）評(píng)估結(jié)果輸出與可視化呈現(xiàn)模塊實(shí)現(xiàn)方法

評(píng)估結(jié)果輸出與可視化呈現(xiàn)模塊的實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖4所示，其主要由評(píng)估結(jié)果輸出和評(píng)估結(jié)果預(yù)演示兩部分組成。評(píng)估結(jié)果輸出基于二三維一體化地理信息系統(tǒng)平臺(tái)得到低空飛行剖面和三維計(jì)劃航跡，同時(shí)結(jié)合基于飛機(jī)性能工程的關(guān)鍵定量化指標(biāo)，最終以表單文件的形式輸出上述3項(xiàng)評(píng)估結(jié)果。評(píng)估結(jié)果預(yù)演示利用飛行計(jì)劃評(píng)估終端從飛行計(jì)劃評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取的計(jì)劃航跡點(diǎn)的經(jīng)、緯度和高程數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)基于二三維一體化地理信息系統(tǒng)平臺(tái)的飛行計(jì)劃預(yù)演示及評(píng)估結(jié)果可視化呈現(xiàn)。

圖3 飛行計(jì)劃接收與管理模塊實(shí)現(xiàn)過(guò)程Fig.3 Implementation of flight plan reception and management module

圖4 評(píng)估結(jié)果輸出與可視化呈現(xiàn)模塊實(shí)現(xiàn)過(guò)程Fig.4 Implementation of evaluation results output and visualization module

4）地理信息系統(tǒng)平臺(tái)管理模塊實(shí)現(xiàn)方法

二三維一體化地理信息系統(tǒng)平臺(tái)管理模塊的實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖5所示，其主要包括圖層管理、顯示中心管理、控制區(qū)管理以及關(guān)鍵點(diǎn)管理4個(gè)部分。圖層管理將航路、計(jì)劃航線、控制區(qū)以及關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)引入地理信息系統(tǒng)的圖層場(chǎng)景，圖層化管理上述可視化數(shù)據(jù)[9]。顯示中心管理通過(guò)與飛行計(jì)劃評(píng)估終端界面的交互，編輯顯示中心的經(jīng)、緯度以及比例尺來(lái)改變地理信息系統(tǒng)視角。控制區(qū)管理將通用航空中的禁飛區(qū)、管制區(qū)、監(jiān)視區(qū)、報(bào)告區(qū)以及異常天氣區(qū)等信息整合為各類控制區(qū)，通過(guò)與飛行計(jì)劃評(píng)估終端界面的交互實(shí)現(xiàn)對(duì)上述區(qū)域的添加、編輯與保存操作。關(guān)鍵點(diǎn)管理將通用航空中的DME、VOR、機(jī)場(chǎng)以及地標(biāo)點(diǎn)等數(shù)據(jù)整合為各類關(guān)鍵點(diǎn)，基于二三維一體化地理信息系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)上述各類關(guān)鍵點(diǎn)的添加、編輯與保存操作。

圖5 二三維一體化地理信息系統(tǒng)平臺(tái)管理模塊實(shí)現(xiàn)過(guò)程Fig.5 Implementation of 2D/3D GIS platform management module

3 系統(tǒng)運(yùn)行與測(cè)試結(jié)果

圖6 系統(tǒng)運(yùn)行與測(cè)試情況Fig.6 System operation and test

如圖6（a）為通用航空綜合運(yùn)行支持系統(tǒng)中心服務(wù)站的實(shí)物圖，圖中第二行顯示器最右側(cè)為飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)的顯示，系統(tǒng)運(yùn)行主界面如圖6（b）所示。對(duì)于表1所示的通用航空飛行計(jì)劃，其關(guān)鍵指標(biāo)評(píng)估結(jié)果如表2所示，從關(guān)鍵指標(biāo)評(píng)估結(jié)果可以看出飛機(jī)重心位置符合88.90 cm～120.47 cm的條件，從飛機(jī)燃油消耗評(píng)估結(jié)果可以看出飛機(jī)剩余燃油量大于評(píng)估機(jī)型Cessna 172的不可用燃油量[10]，其剩余燃油量在安全范圍內(nèi)，從跑道方向越障高度評(píng)估結(jié)果可以看出飛機(jī)超越障礙物高度滿足大于100 m的安全高度限制，飛機(jī)及飛行員適航評(píng)估結(jié)果可以由相關(guān)機(jī)型性能、飛行員執(zhí)照信息獲取，其具備相應(yīng)飛行資質(zhì)。

表1 飛行計(jì)劃基本信息Tab.1 Basic information of flight plan

表2 飛行計(jì)劃關(guān)鍵指標(biāo)評(píng)估結(jié)果Tab.2 Result of key indices evaluation for flight plan

垂直剖面評(píng)估結(jié)果比較如圖7所示，其中橫軸為飛行距離，縱軸為飛行高度，上方折線為計(jì)劃航跡垂直剖面，下方曲線為地形剖面邊界，圖7（a）中計(jì)劃航跡與地形之間存在較大安全間隔，其在垂直剖面內(nèi)符合安全飛行的限制條件，垂直剖面評(píng)估結(jié)果為合格，圖7（b）中計(jì)劃航跡與地形之間存在相交的點(diǎn)，地形會(huì)對(duì)正常飛行造成威脅，垂直剖面評(píng)估結(jié)果為不合格。

圖7 垂直剖面評(píng)估結(jié)果比較Fig.7 Results comparison of vertical profile evaluation

三維計(jì)劃航跡評(píng)估結(jié)果比較如圖8所示，其中飛機(jī)模型所在折線為計(jì)劃航跡，圖8（a）中從三維計(jì)劃航跡評(píng)估結(jié)果看，計(jì)劃航跡周圍不存在禁飛區(qū)、異常天氣區(qū)等威脅區(qū)域，其與地面地物之間也保持一定安全距離，其三維計(jì)劃航跡評(píng)估結(jié)果為合格，圖8（b）中半透明區(qū)域“ForbidArea”為禁飛區(qū)，從三維計(jì)劃航跡評(píng)估結(jié)果看，計(jì)劃航跡中有部分航段已經(jīng)進(jìn)入禁飛區(qū)，其三維計(jì)劃航跡評(píng)估結(jié)果為不合格。

圖8 三維計(jì)劃航跡評(píng)估結(jié)果比較Fig.8 Results comparison of 3D plan trajectory evaluation

4 結(jié)語(yǔ)

本文給出了通用航空飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。利用二三維一體化地理信息系統(tǒng)平臺(tái)和基于數(shù)據(jù)庫(kù)的客戶端/服務(wù)器架構(gòu)，從關(guān)鍵指標(biāo)評(píng)估、垂直剖面評(píng)估以及三維可視化評(píng)估3個(gè)方面實(shí)現(xiàn)通用航空飛行計(jì)劃的評(píng)估。評(píng)估系統(tǒng)密切結(jié)合中國(guó)通用航空飛行的特點(diǎn)，評(píng)估結(jié)果中既包括直觀的三維可視化評(píng)估結(jié)果，也包括定量化的評(píng)估指標(biāo)。本文方法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的通用航空飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)可以為通用航空飛行計(jì)劃的制訂和審批提供技術(shù)支撐。

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（責(zé)任編輯：劉智勇）

Design and implementation of flight plan evaluation system for general aviation

WU Renbiao,MA Yabing,WANG Xiaoliang
（Intelligent Signal and Image Processing Key Lab of Tianjin,CAUC,Tianjin 300300,China）

A design and implementation method of flight plan evaluation system for general aviation considering the characteristics of general aviation such as lower flight height,flexible route,significant effects of terrain and load is proposed to guarantee the safety,legality and efficiency of flight.The flight plan evaluation is based on extraction and processing of complex evaluation factors.The aircraft performance engineering method is exploited to evaluate key indices such as fuel cost,load balance and takeoff obstacle height;a high precision interpolation method for terrain is utilized to calculate the low altitude flight profile and a 2D/3D platform of geographic information system is employed to evaluate the whole flight procedure in 3D visualization style.System test indicates that the flight plan evaluation system designed with the presented method could evaluate a flight plan from key indices,flight profile and 3D visualization.This system could support the preparation and approval of flight plan and satisfy the requirement of flight plan evaluation service for general aviation.

general aviation;flight plan evaluation;flight profile;3D visualization;geographic information system

V355；TP311.1

：A

：1674－5590（2016）06－0001－05

2016-04-05；

：2016-05-10

：國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2011BAH24B12）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（11402294）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（3122015D003）

吳仁彪（1966—），男，湖北武漢人，教授，博士，研究方向?yàn)樾盘?hào)和信息處理及其在雷達(dá)、通信和導(dǎo)航中的應(yīng)用.