飞行模拟仿真培训系统及其培训方法与流程

本发明属于航空仿真培训领域，具体地指一种飞行模拟仿真培训系统及其培训方法。

背景技术：

目前国内外民航固定翼飞机发展越来越迅猛，飞机种类也越来越多样，对飞行员的操作要求也越来越严格。如果使用真飞机对人员进行培训与训练，不仅具有安全隐患，而且费用昂贵。飞行模拟机能很好地解决这些问题。它既能有效模拟出飞机实际的飞行状态，还能锻炼操作者的驾驶技能，又能消除安全隐患。当前飞行模拟机的仿真培训软件种类繁多，质量参差不齐，一般配置场景时都是导入本地存储数据，即使有的数据库中可以配置存储签约数据，但很难保证所有配置数据的同步一致，容易存在数据冗余，不能完全满足飞行员或训练员同时在身体承受、心理调节的训练，尤其在风雨交加场景下的迅速调整能力的训练较为欠佳，对于培训数据受训飞行员只能通过在监测中心查阅和调取，在其余地方就无法查阅和调取，即使可以通过移动终端调取，安全效果往往不佳。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述不足提供一种飞行模拟仿真培训系统及其培训方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种飞行模拟仿真培训系统，包括配置飞行模块、配置因素模块、数据解析模块、场景生成模块、培训测试模块以及查询模块，所述配置飞行模块、配置因素模块分别与数据解析模块相连，所述数据解析模块与场景生成模块相连,所述场景生成模块与培训测试模块相连,所述培训测试模块与查询模块相连。

一种飞行模拟仿真培训方法的具体步骤是：

步骤1：培训师通过配置飞行模块配置飞行的范围、飞行预设航向、各个阶段的飞行预设高度、空速以及预设姿态等，通过配置因素模块配置飞行范围内气压大小、风速大小、是否出现雷电、冰雹等影响飞行的因素；

步骤2：数据解析模块接收配置飞行模块和配置因素模块的飞行配置数据，并对所述飞行配置数据进行解算，生成场景模块接收解算后的飞行配置数据并生成虚拟飞行场景；

步骤3：培训测试模块将虚拟飞行场景呈现给受训飞行员，受训飞行员通过培训测试模块按照操作流程进行仿真飞行作业；

步骤4：判断飞行操作中是否存在操作错误，如果存在操作错误，则对发现的操作错误进行及时纠正，判断受训飞行员在飞行中对操作错误的纠正是否正确；如果纠正不正确，将记录这次错误，并提示受训飞行员返回步骤3；判断飞行任务是否全部完成，如果飞行任务没有完成，则返回步骤3，如果所有飞行任务完成了，则保存本次受训飞行员的操作记录并加密；

步骤4：通过查询模块对操作记录进行登录查询。

本发明的飞行仿真培训软件有效地对飞行状态的仿真，仿真效果显著，利用订阅/推送消息获取签约数据，优化了用户体验，达到了仿真配置数据同步一致的效果，而且能够有效解决移动终端不同阶段的标识管理问题，具备更强的识别性，通过分析各个奇异值的重构矩阵所包含的信息量，根据信息量的比例来自适应地稀疏化奇异值，从而及时的防止安全隐患的发生，优化了密钥与标识的按需更新，操作结果可靠，尤其适用于一种民航固定翼飞机的飞行模拟仿真培训。

附图说明

图1为本发明一种飞行模拟仿真培训系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步说明本发明。

实施例：一种飞行模拟仿真培训系统，包括配置飞行模块、配置因素模块、数据解析模块、场景生成模块、培训测试模块以及查询模块，所述配置飞行模块、配置因素模块分别与数据解析模块相连，所述数据解析模块与场景生成模块相连,所述场景生成模块与培训测试模块相连,所述培训测试模块与查询模块相连。

所述的飞行模拟仿真培训系统的仿真培训方法的具体步骤是：

步骤1：培训师通过配置飞行模块配置飞行的范围、飞行预设航向、各个阶段的飞行预设高度、空速以及预设姿态等，通过配置因素模块配置飞行范围内气压大小、风速大小、是否出现雷电、冰雹等影响飞行的因素；

步骤2：数据解析模块接收配置飞行模块和配置因素模块的飞行配置数据，并对所述飞行配置数据进行解算，生成场景模块接收解算后的飞行配置数据并生成虚拟飞行场景；

步骤3：培训测试模块将虚拟飞行场景呈现给受训飞行员，受训飞行员通过培训测试模块按照操作流程进行仿真飞行作业；

步骤4：判断飞行操作中是否存在操作错误，如果存在操作错误，则对发现的操作错误进行及时纠正，判断受训飞行员在飞行中对操作错误的纠正是否正确；如果纠正不正确，将记录这次错误，并提示受训飞行员返回步骤3；判断飞行任务是否全部完成，如果飞行任务没有完成，则返回步骤3，如果所有飞行任务完成了，则保存本次受训飞行员的操作记录并加密；

步骤4：通过查询模块对操作记录进行登录查询。

所述步骤1具体包括以下步骤：

步骤11：培训师通过人机交互显示界面为配置飞行模块配置签约数据，输入并存储受训飞行员的用户名、用户号码、注册状态、培训优先级和联系方式等；

步骤12：培训师通过人机交互显示界面为配置因素模块配置签约数据，输入并存储受训飞行员的组名、组内成员数目、组号、组类型和组优先级等；

步骤13：培训师通过人机交互显示界面向配置飞行模块和配置因素模块初始注册成功，配置因素模块通过人机交互显示界面向配置飞行模块发送订阅请求，携带订阅类型标识消息，向配置飞行模块请求获取全部签约数据；

步骤14：配置飞行模块接收配置因素模块发送的订阅请求，判断配置因素模块中的携带订阅类型标识消息是否包含其获取的全部签约数据，并回复响应消息；

步骤15：如果订阅类型标识不是获取全部签约数据，则回复的响应消息为通知培训师返回步骤12，流程处理结束；如果订阅类型标识是获取全部签约数据，则转下一步；

步骤16：配置飞行模块遍历缓存中的签约数据，向配置因素模块发送消息推送全部签约数据；

步骤17：收到推送消息后，根据推送的签约数据更新配置因素模块的因素数据，并回复响应消息，配置飞行模块收到回复后完成同步，同时触发配置飞行模块和配置因素模块向数据解析模块发送数据。

所述步骤2具体包括以下步骤：

步骤21：数据解析模块按照配置飞行模块和配置因素模块的通讯格式进行解析，得到配置参数；

步骤22：将解析得到的配置参数以时间先后为索引进行存储，并建立索引；

步骤23：创建场景的背景图像结构体，通过索引调取配置参数生成场景图像。

所述步骤4具体包括以下步骤：培训师通过向查询模块输入账号密码，在线验证通过后，获取培训数据并发送至培训师的移动终端；每个受训飞行员通过各自的移动终端获取培训数据信息，具体为查询模块完成参数配置，生成查询密钥和第一标识，并生成标识对应的第一私钥，查询模块为每个受训飞行员移动终端分配一个唯一的第二标识，第二标识为初始标识，并生成第二标识相应的第二私钥，查询模块将第一标识、第二标识、第二私钥接入到每个受训飞行员移动终端中；受训飞行员移动终端获取第二标识和设备编码，使用第二私钥对第二标识和设备编码进行签名，并向查询模块发送注册请求，查询模块使用第二标识验证注册请求来源的可靠性，若验证通过，则生成第三标识及第三私钥，第三标识为新的设备标识，若没有验证通过，则说明该移动终端被攻击，记录该次受攻击设备编码，查询模块对第三标识和第三私钥进行加密保护，并使用第一私钥签名密文信息，形成注册响应发送给受训飞行员移动终端；受训飞行员移动终端接收注册响应后，输入验证码进行验证解析数据并处理，完成注册激活使用，受训飞行员移动终端使用第一标识验证注册响应来源的可靠性；若验证通过，则解密密文，获取第三标识和第三私钥明文，并写入受训飞行员移动终端中，受训飞行员移动终端进入正式工作状态，使用第三标识作为密码标识登录查询模块查询培训数据信息。

当移动终端被攻击的攻击信息超出阈值后进行提示报警，被攻击的攻击信息阈值为wi·f，其计算方法如下：对受训飞行员移动终端的设备编码序列按行拉成列向量，然后组成一个矩阵m,对矩阵m进行奇异值分解，对受到过攻击的设备编码序列按行拉成列向量，然后组成一个矩阵m1，受到过攻击的设备的数量为n,对矩阵m1进行奇异值分解，将第n个奇异值zn作为奇异值阈值运算的初始阈值f，计算矩阵m1所含攻击信息占矩阵m所含攻击信息的比例bi；

其中，zi为矩阵m的第i个奇异值；

每个奇异值对应的稀疏权重wi为：

所述步骤中受训飞行员通过仿真硬件接入培训测试模块按照操作流程进行仿真飞行作业。