[发明专利]基于性能的导航飞行程序计算机虚拟环境仿真校验系统

权利要求书

1.一种基于性能的导航飞行程序计算机虚拟环境仿真校验系统，其特征在于：所述系统包括数据层、模型层、显示层和应用层；

所述数据层为基于性能的导航飞行程序校验数据处理系统，用于对飞行程序数据、地形数据和障碍物数据进行处理；

所述模型层为基于性能的导航飞行程序校验民机飞行模型系统，用于为飞行程序的虚拟验证提供飞机的导航系统、动力学系统以及增强型近地警告系统；

所述显示层为基于性能的导航飞行程序校验二维显示以及三维视景引擎系统，用于虚拟验证时，为用户提供二维显示以及三维视景系统；

所述应用层为基于性能的导航飞行程序校验应用系统，提供应用层的服务，基于控制流实现地形文件和三维模型载入、场景初始化以及飞行程序编码文件验证、文件的解析、文件存储、仿真初始设置、模型解算、帧同步、三维仿真运行、仿真控制、仿真数据显示；

所述数据层为模型层提供飞行程序数据、地形数据和障碍物数据以及对数据进行处理；模型层为显示层提供飞机的导航系统、动力学系统以及近地警告系统模型；显示层为应用层提供二维显示以及三维视景系统。

2.根据权利要求1所述的基于性能的导航飞行程序计算机虚拟环境仿真校验系统，其特征在于：所述基于性能的导航飞行程序校验数据处理系统包括：基于ARINC424的PBN飞行程序数据处理单元，以及地形数据和障碍物数据处理单元；

所述基于ARINC424的PBN飞行程序数据处理单元用于对PBN飞行程序数据进行处理，包括数据导入、数据解析、数据验证以及数据存储；

所述地形数据和障碍物数据处理单元用于对地形数据和障碍物数据进行处理，包括数据编辑、导入、数据解析，以及数据存储；

所述基于ARINC424的PBN飞行程序数据处理单元依据ARINC424编码的EXCEL存储方式进行飞行程序数据结构定义；

在EXCEL表格中设有Basicdatas和Procedures两个页面；

在Basicdatas页面里定义和存储机场、地基导航设备、跑道以及所有的航路点的名称、类型、高程、磁方向、经纬度坐标；

在Procedures页面里定义针对每条跑道的飞行程序的类型、航段组成，以及每一航段的定位点标识、高度、速度限制、航段类型、所需导航性能限制值、最后进近定位点和复飞点以及最后进近的磁航向、垂直下滑角。

3.根据权利要求2所述的基于性能的导航飞行程序计算机虚拟环境仿真校验系统，其特征在于：所述地形数据采用数字高程模型，其用一组有序数值阵列形式表示地面高程，每个单元格存储高程值，采用全球高程的默认色系来表示；

所述障碍物数据利用航行情报服务中心公布的机场障碍物数据，并对其进行处理，得到所需要的数据格式；

所述障碍物数据采用Obstacle标识的结构体，在结构体中，分别定义变量以及Obstacledata为标识的map类型容器数据，来存放具体的障碍物数据；

所述变量包括机场名称、机场代码、磁差、参考点经纬度、投影坐标系；

所述障碍物数据包括障碍物名称、方向、距离、海拔高度数据；

所述map类型容器数据能够根据障碍物的数量自动增加数据长度，以适合不同机场的障碍物数量。

4.根据权利要求3所述的基于性能的导航飞行程序计算机虚拟环境仿真校验系统，其特征在于：所述基于性能的导航飞行程序校验民机飞行模型系统包括导航系统模型、飞行动力学系统模型和增强型近地警告系统模型；

所述导航系统模型，用于在飞行程序校验中制定飞行计划、计算飞机性能以及进行导航计算，并输出飞行导引的相关参数到其他系统；

所述飞行动力学系统模型，用于对飞机运动方程进行解算，得到飞机的姿态、速度、高度、升降率、位置以及其它飞行状态参数；

所述增强型近地警告系统模型，用于根据目前飞行状态，结合自身的地形数据库和机场数据库以及障碍物数据库确定潜在的与地形、障碍物间的冲突；如果接近地面时出现不安全情况，所述增强型近地警告系统模型进行提示；

所述飞行状态包括飞机的姿态、速度、高度、升降率、位置以及其它飞行状态参数。