CN101533569B

CN101533569B - 支持航空器四维时空信息的飞行动态监视方法

Info

Publication number: CN101533569B
Application number: CN2009100808243A
Authority: CN
Inventors: 朱衍波; 张军; 谭锡荆; 李大伟; 刘帆
Original assignee: AVIATION DATA COMMUNICATION Corp; Beihang University
Current assignee: AVIATION DATA COMMUNICATION Corp; Beihang University
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2029-03-23
Also published as: CN101533569A

Abstract

本发明公开了一种支持航空器四维时空信息的飞行动态监视方法。该方法包括接收飞机下发的报文，提取所述报文中的报文元素，所述报文元素包括飞机所在的经度、纬度、飞行高度和飞行时间；根据预设的投影方式，及提取的所述经度、纬度，将飞机所在的经纬度点投影到预先加载的地图上，绘制经纬度轨迹；根据提取的所述飞行高度、经度和纬度，绘制飞行剖面轨迹。通过本发明可以实现支持经度、纬度、高度和时间的四维监视。

Description

支持航空器四维时空信息的飞行动态监视方法

技术领域

本发明涉及飞行动态监视技术，特别涉及一种支持航空器四维时空信息的飞行动态监视方法。

近年来，我国航空运输总周转量持续高速地增长，航空业务量随之大幅增加。在航空流量快速增加的同时，运输安全成为日渐重要的课题，受到了制造商和运营机构的重视。为了保障在航行过程中飞机飞行的安全性，需要对整个航程中飞机的飞行状态进行全程监控，了解飞机对飞行计划的执行情况。

发明人在实现本发明的过程中发现现有技术至少存在如下问题：现有技术中对飞行状态的监控缺乏完善的方案，尤其缺乏对支持经度、纬度、高度和时间的全程监控方案。

本发明是提供一种支持航空器四维时空信息的飞行动态监视方法，解决全方位监控飞机飞行状态轨迹的问题。

本发明提供了一种支持航空器四维时空信息的飞行动态监视方法，包括：

接收飞机下发的报文，提取所述报文中的报文元素，所述报文元素包括飞机所在的经度、纬度、飞行高度和飞行时间；根据预设的投影方式及提取的所述经度、纬度，将飞机所在的经纬度点投影到预先加载的地图上，绘制经纬度轨迹；根据提取的所述飞行高度、经度和纬度，绘制飞行剖面轨迹；所述接收飞机下发的报文，提取所述报文中的报文元素包括：读取飞机下发的报文，在接收的报文格式有效时，对接收的报文进行扩展标识语言反序列化处理；提取报文元素，在报文元素有效时，对报文元素进行格式转换。

根据预设的投影方式及提取的所述经度、纬度，将飞机所在的经纬度点投影到预先加载的地图上，绘制经纬度轨迹；

根据提取的所述飞行高度、经度和纬度，绘制飞行剖面轨迹。

由上述技术方案可知，本发明通过绘制经纬度轨迹和飞行剖面轨迹，实现支持经度、纬度、高度和时间的四维监视，为飞机的监控人员提供全方位的动态监控。

附图说明

图1为本发明第一实施例的方法流程示意图；

图2为本发明第二实施例的方法流程示意图；

图3为本发明第二实施例中的步骤22的方法流程示意图；

图4为本发明第二实施例中的步骤23的方法流程示意图；

图5为本发明第二实施例中的步骤24的方法流程示意图；

图6为本发明第二实施例中的步骤25的方法流程示意图；

图7为本发明第二实施例中的步骤26的方法流程示意图。

具体实施方式

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为本发明第一实施例的方法流程示意图，包括：

步骤11：接收飞机下发的报文，提取所述报文中的报文元素，所述报文元素包括飞机所在的经度、纬度、飞行高度和飞行时间。

步骤12：根据预设的投影方式，及提取的所述经度、纬度，将飞机所在的经纬度点投影到预先加载的地图上。

步骤13：根据提取的所述飞行高度、经度和纬度，绘制飞行剖面轨迹。

本实施例通过绘制经纬度轨迹和飞行剖面轨迹，实现支持经度、纬度、高度和时间的四维监视，为飞机的监控人员提供全方位的动态监控

第二实施例从监控系统角度对监视流程进行较为详细地描述。

图2为本发明第二实施例的方法流程示意图，包括：

步骤21：加载地图。地图元素包括陆地、海洋、国界、省界等信息。

为了更形象地描述飞机所在的位置等信息，可以将飞机显示在地图上。

步骤22：读取飞机下发的报文，在接收的报文格式有效性时，对接收的报文进行扩展标识语言(extensible Markup Language，XML)反序列化处理。

对于飞机下发的报文，有些格式可能是监控系统不能处理的，因此首先需要判断报文格式是否有效，只有在报文格式有效的情况下才可以进行后续的处理。四维监视方法的数据源并不只是飞机下发的原始报文，而是经过处理的xml格式的报文。方法中要提取报文元素进行相关运算时如果直接对xml格式报文进行拆分处理的话，效率会很低，所以要经过xml反序列化的操作，这样最大的好处在于提高对数据源进行处理的效率。

步骤23：提取报文元素，在报文元素有效时，对报文元素进行格式转换。

在飞机下发的报文中包含很多报文元素，例如飞机所在的经度、纬度、高度、时间等信息，监控系统可以根据实际需要提取相应的信息。

与报文格式相似，只有在报文元素有效性的前提下，才能进行后续运算。

并且，原始的报文元素是以字符串的形式识别出来的，但是所有的位置点元素信息要在地图投影上显示出来必须要经过运算，因此也必须将字符串格式的数据转换为浮点型的数据才能参与运算。当然如果报文元素的格式不正确，也就无法进行相关格式转换，也就无法进行相关运算了。

步骤24：根据不同的投影方式，将飞机位置的经纬度点投影到监控系统的计算机屏幕地图上。

对以飞机飞行位置经纬度点为坐标进行的投影包括三种投影方式，分别是球形投影，麦卡托投影和高斯投影。经纬点如果绘制在计算机屏幕的地图投影上需要作相关算法运算，而不同的投影方式对应的投影算法也不同。这就需要预先识别出当前地图的投影方式，然后才能选择相关的投影算法，最终将飞机位置的经纬度点转换为计算机屏幕地图投影的坐标点，绘制在地图投影上。

步骤25：根据经纬度点投影绘制经度、纬度轨迹。

步骤26：绘制飞机飞行的剖面轨迹。剖面轨迹包括飞机的高度及飞行时间等。

通过上述的步骤24、25实现经度、纬度的绘制，通过步骤26实现高度、时间的绘制，因此，本实施例实现了支持经度、纬度、高度和时间的全程监控方案。

步骤27：加载报文元素，即以文字的形式显示飞机下发的报文中的报文元素。步骤24、25、26是以图表的形式显示，步骤27是以文字的形式显示，实现多种方式的显示。

本实施例支持航空器四维时空信息的飞行动态监视方法，能够以经纬度为坐标点在已知的地图投影上绘制出当前飞机的飞行轨迹，同时能够以高度和飞行距离为坐标点在飞行剖面上绘制出飞机的剖面轨迹，以时间维度表示出当前飞机的时间信息。能够为飞机的监控人员提供全方位的动态监控。

下面对第二实施例中一些步骤进行进一步地详细描述。

图3为本发明第二实施例中的步骤22的方法流程示意图，包括：

步骤31：初始化报文的接收地址。

步骤32：接收报文并判定报文有效性，如果报文有效，执行步骤33；否则，执行步骤34。

步骤33：对报文进行XML反序列化处理。

步骤34：丢弃报文。

图4为本发明第二实施例中的步骤23的方法流程示意图，包括：

步骤41：提取报文元素，识别出其中需要计算的变量字符串，包括经度、纬度、高度，以及其他报文特征的字符串，如报文发送时间、标准信息标识(Standard Message Identifier，SMI)等新信息。

步骤42：判定提取出来的报文元素是否格式正确，如果格式正确，执行步骤43，否则，执行步骤44。

步骤43：对报文元素进行格式转换。其中，具体包括：对位置点的经度字符串值进行转换，转换为浮点型；对位置点的纬度字符串值进行转换，转换为浮点型。

步骤44：丢弃报文元素。

图5为本发明第二实施例中的步骤24的方法流程示意图，包括：

步骤51：确定地图的投影方式，如果为球形投影，执行步骤52；如果为麦卡托投影，执行步骤53；如果为高斯投影，执行步骤54。

步骤52：执行经纬度点转换为球形投影的计算机屏幕坐标点算法，实现经纬度点的投影。

步骤53：执行经纬度点转换为麦卡托投影的计算机屏幕坐标点算法，实现经纬度点的投影。

步骤54：执行经纬度点转换为高斯投影的计算机屏幕坐标点算法，实现经纬度点的投影。

图6为本发明第二实施例中的步骤25的方法流程示意图，包括：

步骤61：判断是否显示飞机飞行航迹，如果需要显示，执行步骤62；否则执行步骤63。

步骤62：在计算机屏幕绘制飞机当前飞行位置点，并与前一个位置点连接成直线。

步骤63：在计算机屏幕直接绘制飞机当前飞行位置点，并擦除前一个位置点。

图7为本发明第二实施例中的步骤26的方法流程示意图，包括：

步骤71：根据提取的报文元素加载飞行剖面信息，所述飞行剖面信息包括飞机所在的当前位置点的经度、纬度和当前飞机的飞行高度，还可以进一步包括飞行时间、起降机场、航班号、机尾号等信息。

步骤72：根据飞机所在的当前位置点的经度、纬度及飞行高度计算当前位置点的飞行距离；

步骤73：根据所述飞行高度和飞行距离绘制飞行剖面轨迹，即飞行剖面轨迹是二维曲线，其中一维为飞行高度坐标，另一维为飞行距离坐标。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种支持航空器四维时空信息的飞行动态监视方法，其特征在于，包括：

接收飞机下发的报文，提取所述报文中的报文元素，所述报文元素包括飞机所在的经度、纬度、飞行高度和飞行时间；

根据提取的所述飞行高度、经度和纬度，绘制飞行剖面轨迹；

所述接收飞机下发的报文，提取所述报文中的报文元素包括：

读取飞机下发的报文，在接收的报文格式有效时，对接收的报文进行扩展标识语言反序列化处理；

提取报文元素，在报文元素有效时，对报文元素进行格式转换。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的投影方式及提取的所述经度、纬度，将飞机所在的经纬度点投影到预先加载的地图上，绘制经纬度轨迹包括：

根据不同的投影方式，将飞机位置的经纬度点投影到监控系统的计算机屏幕地图上；

根据经纬度点投影绘制经度、纬度轨迹。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述读取飞机下发的报文，在接收的报文格式有效时，对接收的报文进行扩展标识语言反序列化处理包括：

初始化报文的接收地址；

接收报文并判定报文有效性；

当报文有效时，对报文进行XML反序列化处理；当报文无效时，丢弃报文。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取报文元素，在报文元素有效时，对报文元素进行格式转换包括：

提取报文元素；

判定提取出来的报文元素是否格式正确；

当报文元素的格式正确，对报文元素进行格式转换；当报文格式不正确，丢弃报文元素。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据不同的投影方式，将飞机位置的经纬度点投影到监控系统的计算机屏幕地图上包括：

确定地图的投影方式；

当为球形投影时，执行经纬度点转换为球形投影的计算机屏幕坐标点算法，实现经纬度点的投影；当为麦卡托投影时，执行经纬度点转换为麦卡托投影的计算机屏幕坐标点算法，实现经纬度点的投影；当为高斯投影时，执行经纬度点转换为高斯投影的计算机屏幕坐标点算法，实现经纬度点的投影。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据经纬度点投影绘制经度、纬度轨迹包括：

判断是否显示飞机飞行航迹；

当需要显示时，在计算机屏幕绘制飞机当前飞行位置点，并与前一个位置点连接成直线；当不需要显示时，在计算机屏幕直接绘制飞机当前飞行位置点，并擦除前一个位置点。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据提取的所述飞行高度、经度和纬度，绘制飞行剖面轨迹包括：

加载飞行剖面信息，所述飞行剖面信息包括飞机所在的当前位置点的经度、纬度和当前飞机的飞行高度；

根据所述经度、纬度和飞行高度计算当前位置点的飞行距离；

根据所述飞行高度和飞行距离绘制飞行剖面轨迹。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：加载地图，在所述地图上绘制经纬度轨迹。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：加载以文字形式显示的报文元素。