专利名称：区域导航飞行程序设计的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种飞行程序设计装置，尤其是区域导航方式下的飞行程序的设计与评估的装置。
背景技术：
飞行程序是为航空器运行规定的按顺序进行的一系列机动飞行，包括飞行路线、高度和机动区域。飞行程序设计是保证运行安全的重要关口和进行空域规划的基础，对航空公司实现经济、高效飞行具有重要意义。
按照导航技术的发展，飞行程序设计可以分为两种
*传统程序设计
*区域导航程序设计
传统飞行程序设计技术已非常成熟，在全球范围内得到了普遍应用。
随着上个世纪七十年代，RNAV (Area Navigation,简称RNAV)技术在美国的出现，对RNAV技术的使用也日益广泛。为了规范RNAV程序设计的过程，提高设计效率，各航空大国纷纷建立了自己的RNAV飞行程序设计系统。
法国民航学院(ENAC)与AERO in SYS公司合作，于1999年推出了其飞行程序设计综合平台——GeoTITAN，该产品兼容国际民航组织(International Civil Aviation Organization,简称ICA0)禾口法国民航的飞行程序设计标准，可以完成传统程序的设计和航图制作。2006年7月推出的GeoTITAN V2. 8涵盖了 RNAV程序的设计功能。目前，GeoTITAN己经广泛应用于法国民航局、法国空军、德国空军以及非洲、东南亚等国家。
1996年，世界第一个,(Required Navigation Performance,艮卩所
需导航性能)/RNAV程序在美国阿拉斯加朱诺(Jimeau)机场应用，有效的解决了朱诺机场因自然条件恶劣，航班经常因为天气原因不能正常起降而
被迫取消的难题。由此开始，RNP/RNAV技术在世界范围内迅速扩展。世界最主要的RNP技术服务商Naverus公司在2003至2006短短三年间，为各地运营商设计了超过350个RNP程序。欧洲、日本、澳大利亚等国均在该领域进行大力发展。
飞行程序设计是RNP/RNAV应用的一项基础性技术。在各国竞相应用RNP/RNAV技术的情况下，在大力推进该技术在我国应用的同时，研制具有我国自主知识产权的RNP/RNAV飞行程序设计系统也成为发展的必然。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供了一种便利、高效率、精确的区域导航飞行程序设计的装置。
本发明的技术方案是这种区域导航飞行程序设计的装置包括工程与数据管理模块，其存储飞行程序设计方案，并对组织关系进行管理；区域导航飞行程序设计模块，其设计空域布局、规划进离场航路走向、保护区参数，绘制保护区，并评价障碍物；评估工具模块，其评估有下滑引导的航段；制图模块，其设计飞行程序上报使用的程序图和保护区图。
该装置在符合国际民航组织区域导航飞行程序设计标准的基础上，提供了满足最新技术标准的飞行程序设计装置，为区域导航技术的推广使用和新技术下飞行程序设计工作的开展提供了手段和支持。其解决了区域导航飞行程序设计手工设计不方便，以及由实施新技术带来的设计方案与标准存在偏差等问题，可以为区域导航设计工作提供便利的设计手段，并提高设计效率。
图l为本发明的功能模块图2为工程与数据管理模块的功能模块5图3为区域导航飞行程序设计模块的功能模块图； 图4为评估工具模块的功能模块图； 图5为制图模块的功能模块图； 图6为离场类型保护区设计流程图； 图7为进场类型保护区设计流程图； 图8为APV-OAS保护区设计流程图。
具体实施例方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明的功能模块图，这种区域导航飞行程序设计的装置包括 工程与数据管理模块，其存储飞行程序设计方案，并对组织关系进行管理；
区域导航飞行程序设计模块，其设计空域布局、规划进离场航路走向、保
护区参数，绘制保护区，并评价障碍物；评估工具模块，其评估有下滑引 导的航段；制图模块，其设计飞行程序上报使用的程序图和保护区图。
图2为工程与数据管理模块的功能模块图，包括3个子模块工程管 理单元，主要负责对本装置的各种数据的统一管理， 一个工程可以包括多 个方案数据、地理数据、空域数据、DEM数据等。 一个工程对应于一次设计 工作(单机场设计或多机场设计均可)方案管理单元，主要管理一个工程 内多个方案间以及方案内容的管理， 一个方案对应用户设计的一个进场或 者离场航迹， 一个工程内的多个方案之间可以共用设计好的空域数据，方 案内部的航路段段的组织、连接关系也由本单元来维护；数据管理单元， 主要负责空域数据和障碍物数据的维护。
图3为区域导航飞行程序设计模块的功能模块图，包括3个模块空域 数据设计单元，主要负责创建导航台、航路点等空域元素和进离场航路段、 跑道延长线等飞行程序设计元素，同时还需要根据设计工作航段常用的调 整习惯提供特定的航段编辑功能；航段保护区设计单元，主要负责根据航段参数设计保护区，进行航段衔接能力检査，提供非精密区域导航进场、 起始进近、中间进近、最后进近、复飞、离场的保护区计算及绘制功能，
并能根据航段的连接情况自动绘制转弯保护区；障碍物评估单元，主要负 责评估保护区覆盖范围内的障碍物评估，评估主要分为三种类型进场进
近型评估、离场复飞型评估以及精密最后进近型评估。
图4为评估工具模块的功能模块图，包括两个3模块ILS (障碍物限
制面)保护区工具单元，主要负责评估跑道上空起降带、进近面、复飞面、 过渡面等障碍物评价面的超障情况，为用户设计进近和复飞航段提供参考
依据；OAS (障碍物评价面)保护区工具单元，OAS面是在基本ILS面至上 的一组障碍物评价面，它的大小取决于ILS进近的类型、设备安装的几何 数据，以及航空器的大小等因素，它比基本ILS面评估障碍物更精确，该 单元主要负责为用户综合决策最后进近和复飞段的超障情况，以及为确定 机场运行最低标准提供参考；APV-OAS保护区工具单元，目前在区域导航飞 行程序设计中，APV航段主要指按照气压垂直导航方式进行进近和复飞的航 段，APV-0AS面与0AS面类似，都提供了从进近到复飞的保护区面，二者的 区别在于导航方式的不同，APV-OAS面主要包括四个部分FAS面、水平面、 中间复飞面、最后复飞面，该单元主要负责为用户确定一种精密进近区域 导航阶段的超障情况，以及为确定机场运行最低标准提供参考。
图5为制图模块的功能模块图，包括2个子模块程序图制作单元，从 飞行程序设计模块中读取已经完成的设计方案，并自动生成为基本的程序 图，提供修改和调整功能供设计人员继续细化和调整上报程序图；保护区 图制作单元，按照民航出图标准将当前地图显示区中内容切换到"布局设
计"界面的地图显示区中，内设了通用的布局方案可供选择，可以对设计 好的保护区进行修饰和说明，并设置比例尺进行出图。
图6为离场类型保护区设计流程图，主要包括以下步骤
7(1) 建立离场飞行程序设计方案；
(2) 选择要设计离场程序的跑道；
(3) 设计离场直线航段终点，并设置离场爬升梯度；
(4) 生成直线离场保护区，评价直线离场障碍物，得到直线离场的安 全爬升梯度；
(5) 若设计的航段符合设计意图和安全要求则进行步骤(6)，否则重 复进行步骤(4)的设计；
(6) 设计转弯离场结束点，并设置转弯离场爬升梯度；
(7) 生成转弯离场保护区，评价转弯离场障碍物，得到转弯离场的安 全爬升梯度；
(8) 若设计的航段符合设计意图和安全要求则结束，否则结合步骤(4) 和步骤(7)反复尝试直至结束。
图7为进场类型保护区设计流程图，主要包括以下步骤
(i) 建立进场飞行程序设计方案；
(ii) 选择航段设计的起始点；
(iii) :设计航段的终止点；
(iv) 生成保护区，评价进场障碍物；
(v) 比较主区和副区的超障情况，得到进场航段的超障高度； (iv)设置进场航段结束点的高度，使之高于安全超障高度。
图8为APV-0AS保护区设计流程图，主要包括以下步骤
(a) 选择要APV-OAS保护区的跑道；
(b) 按照默认参数生成APV-0AS保护区；
(c) 评价保护区各个面内的障碍物超障情况；
(d) 根据各面的超障情况设置APV-OAS面的下降梯度、爬升梯度、终 止点位置等参数；(e )重新生成APV-0AS保护区，并评价障碍物；
(f)若设计的参数符合设计意图和安全要求则结束，否则重复步骤(d) -(e),反复尝试直至结束。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的 限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等 同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1、区域导航飞行程序设计的装置，其特征在于，该装置包括工程与数据管理模块，其存储飞行程序设计方案，并对组织关系进行管理；区域导航飞行程序设计模块，其设计空域布局、规划进离场航路走向、保护区参数，绘制保护区，并评价障碍物；评估工具模块，其评估有下滑引导的航段；制图模块，其设计飞行程序上报使用的程序图和保护区图。
2、 根据权利要求l所述的区域导航飞行程序设计的装置，其特征在于，所 述工程与数据管理模块包括工程管理单元，其对所述装置的各种数据进行统一管理； 方案管理单元，其进行一个工程内多个方案间以及方案内容的管理；数据管理单元，其进行空域数据和障碍物数据的维护。
3、 根据权利要求l所述的区域导航飞行程序设计的装置，其特征在于，所 述区域导航飞行程序设计模块包括-空域数据设计单元，其创建如导航台、航路点的空域元素和如进离 场航路段、跑道延长线的飞行程序设计元素，并进行特定的航段编辑；航段保护区设计单元，其根据航段参数设计保护区，进行航段衔接能 力检査，进行非精密区域导航进场、起始迸近、中间进近、最后进近、复 飞、离场的保护区计算及绘制，并根据航段的连接情况自动绘制转弯保护 区；障碍物评估单元，其进行保护区覆盖范围内的障碍物评估。
4、 根据权利要求1所述的区域导航飞行程序设计的装置，其特征在于，所 述评估工具模块包括-ILS保护区工具单元，其评估如跑道上空起降带、进近面、复飞面、 过渡面的障碍物评价面的超障情况；OAS保护区工具单元，其评估为用户综合决策最后进近和复飞段的超障 情况，并给出为确定机场运行最低标准的参考；APV-0AS保护区工具单元，其评估为用户确定一种精密进近区域导航阶 段的超障情况，并给出为确定机场运行最低标准的参考。
5、根据权利要求l-4任一项所述的区域导航飞行程序设计的装置，其特征 在于，所述制图模块包括程序图制作单元，其从飞行程序设计模块中读取已经完成的设计方案 并自动生成为基本的程序图，还进行修改和调整上报程序图；保护区图制作单元，其按照民航出图标准将当前地图显示区中内容切 换到"布局设计"界面的地图显示区中，设有通用的布局方案，并设置比 例尺进行出图。
全文摘要
公开了一种区域导航飞行程序设计的装置，包括工程与数据管理模块，其存储飞行程序设计方案，并对组织关系进行管理；区域导航飞行程序设计模块，其设计空域布局、规划进离场航路走向、保护区参数，绘制保护区，并评价障碍物；评估工具模块，其评估有下滑引导的航段；制图模块，其设计飞行程序上报使用的程序图和保护区图。该装置在符合国际民航组织区域导航飞行程序设计标准的基础上，提供了满足最新技术标准的飞行程序设计装置，为区域导航技术的推广使用和新技术下飞行程序设计工作的开展提供了手段和支持。
文档编号G06F9/44GK101655788SQ20091008865
公开日2010年2月24日 申请日期2009年7月6日 优先权日2009年7月6日
发明者刘洪飞, 军 张, 张明昊, 朱衍波, 许有臣, 朋 赵 申请人:民航数据通信有限责任公司;北京航空航天大学