基于 GoogleEarth 的飞行等待程序三维模拟实现

计算机与现代化　２０１４年第１期

ＪＩＳＵＡＮＪＩＹＵＸＩＡＮＤＡＩＨＵＡ总第２２１期

文章编号：１００６－２４７５（２０１４）０１－００５１－０４收稿日期：２０１３－０８－１４

基金项目：２０１１年度中国民航飞行学院青年科研基金项目（Ｘ２０１１－３４）

作者简介：潘卫军（１９６８－），男，湖北黄冈人，中国民航飞行学院空中交通管理学院副院长，教授，博士，研究方向：空中交通管理，计算机模拟与仿真；李丘（１９８８－），男，四川自贡人，硕士研究生，研究方向：空中交通管理。基于ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ的飞行等待程序三维模拟实现

潘卫军，李　丘

（中国民航飞行学院空中交通管理学院，四川广汉６１８３０７）

摘要：民航飞行和航空运行保障人员需要及时掌握飞行动态，模拟仿真是对飞行动态最直观的表现方式之一。传统的飞行动态模拟都是基于二维仿真，对于航空器的姿态显示等受到限制。本研究通过对飞行等待程序模拟仿真的研究，利用ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ软件实现飞行等待程序的三维模拟，并实现该三维模拟仿真的技术路线，为后续结合ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ的二次开发以实现更加自动化的三维仿真提供参考。

关键词：飞行等待程序；ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ；仿真算法；ＫＭＬ；贝塞尔算法

中图分类号：ＴＰ３１１ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－２４７５．２０１４．０１．０１２

ＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＴｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＨｏｌｄｉｎｇＰａｔｔｅｒｎＢａｓｅｄｏｎＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ

ＰＡＮＷｅｉ－Ｊｕｎ，ＬＩＱｉｕ

（ＣｉｖｉｌＡｖｉａｔｉｏｎＦｌｉｇｈｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｇｕａｎｇｈａｎ６１８３０７，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｉｌｏｔａｎｄａｖｉａｔｉｏｎｏｐｅｒａｔｉｏｎｇｕａｒａｎｔｅｅｓｔａｆｆｎｅｅｄｔｏｇｒａｓｐｔｈｅｆｌｉｇｈｔｄｙｎａｍｉｃｓｉｎｔｉｍｅ，ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｎｔｕｉｔｉｖｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｆｌｉｇｈｔｄｙｎａｍｉｃｓ．Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｌｉｇｈｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｉｔｃａｎｎｏｔｄｉｓｐｌａｙｔｈｅａｔｔｉｔｕｄｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｉｒｃｒａｆｔ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｆｌｉｇｈｔｈｏｌｄｉｎｇｐａｔｔｅｒｎ，ｕｓｉｎｇＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈｔｏｉｍｐｌｅ－ｍｅｎｔｓｆｌｉｇｈｔｈｏｌｄｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｆｏｒ３ｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｒｏｕｔｅｔｏｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅ３ｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｐｒｏｖｉｄｅｓｒｅｆ－ｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｆｌｉｇｈｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｏｌｄｉｎｇｐａｔｔｅｒｎ；ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ＫＭＬ；Ｂｅｓｓｅｌａｌｇｏｒｉｔｈｍ

０　引　言

仿真技术对于模拟和呈现现实世界中客观事物

的发展、变化和运行规律起着重要作用，利用飞行仿

真器在地面训练飞行员，可以节省大量燃料和经费而

且不受气象条件和场地的限制。此外，利用飞行仿真

器还能模拟空中运行中可能遭遇的特殊情况，培养飞

行员和管制员应对特殊情况的能力，具有较高的安全

性。通常民航飞行和航空运行保障人员需要及时掌

握飞行动态，都希望能有一种直观方便的三维仿真方法

来模拟航空器飞行动态，以帮助他们解决实际工作中遇

到的问题。本研究以ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ（ＧＥ）软件为平台，结

合软件编程实现飞行等待程序三维飞行模拟仿真。１　飞行等待程序中航迹点经纬度计算

方法１．１　飞行等待程序飞行等待程序由定位点、出航转弯、出航边、入航转弯、入航边组成，等待定位点通常以ＮＤＢ／ＶＯＲ、ＶＯＲ／ＶＯＲ、ＶＯＲ／ＤＭＥ作为定位点。其中ＮＤＢ为无指向性无线电信标（Ｎｏｎ－ＤｉｒｅｃｔｉｏｎａｌＢｅａｃｏｎ），ＶＯＲ为甚高频全向信标（ＶｅｒｙＨｉｇｈＦｒｅｑｕｅｎｃｙＯｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎ－ａｌＲａｄｉｏＲａｎｇｅ），ＤＭＥ为测距仪（ＤｉｓｔａｎｃｅＭｅａｓｕｒｅＥ－ｑｕｉｐｍｅｎｔ），可分为出航转弯向右的右等待航线以及出航转弯向左的左等待航线，其中右等待航线为标准等待航线。如图１

所示。

图１　标准等待程序示意图