CN102375138B - 雷达航迹与航班信息综合显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雷达航迹与航班信息综合显示系统，与EUROCAT-X系统和航班信息系统通信，包括DOD数据预处理端、服务器端和客户端。本发明的雷达航迹与航班信息综合显示系统从EUROCAT-X系统获取飞机的各种航迹数据、从现有的航班及报文系统获取航班计划和航班动态信息，并通过相关的对应和关联方法将两套系统中的航班对应起来，实现参考显示。

Description

雷达航迹与航班信息综合显示系统

技术领域

本发明涉及一种雷达航迹与航班信息综合显示系统。

背景技术

2001年9月由澳大利亚公司承接的NESACC(Northern，Eastern andSouthern Area Control Centre)项目主要负责中国民航华北、华东、中南三大管制区域中心的建设。EURACAT-X系统(简称欧洲猫系统)是中国民航NESACC项目实施完成的系统，该系统由法国公司在澳大利亚的分公司基于EURACAT2000的基础上开发及客户化完成，实现了大区之间的AIDC(ATSInter-Facility Ground/Ground Data Communications，空管自动化系统数据通信)方式的数据交换以及ACC(区域管制)与TMA(Terminal Area，终端管制)、TMA与RTW之间的CDP方式的数据交换。在华北、华东、中南三大区管中心主要集成了：雷达数据处理(多种方式)、飞行数据处理、冲突/低高度探测告警处理、ADS/CPDLC(地空数据链)、RVSM(缩小垂直间隔)、电报自动拍发和电子进程单等。这套系统建有一套模拟系统主要用于培训，在主系统宕机的情况下可以通过简单配置成为备份系统。

目前华东空管除了欧洲猫系统外，还存在不少孤立的其他信息系统，这些系统之间的航班无法实现对应和关联。同时欧洲猫系统在中国民航的应用，也不完全符合中国国情，需要开发很多前置系统才能使用起来。

为此，需要从欧洲猫系统获取飞机的各种航迹数据以及从现有的航班及报文系统获取航班计划和航班动态信息，并通过相关的对应和关联方法将两套系统中的航班对应起来，实现参考显示。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是综合显示雷达航迹与航班信息。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种雷达航迹与航班信息综合显示系统，与EUROCAT-X系统和航班信息系统通信，包括DOD数据预处理端、服务器端和客户端：所述DOD数据预处理端包括：DOD数据接收器，所述DOD数据接收器通过X.25协议通信装置从EUROCAT-X系统提供的DOD接口接收航迹数据，并监控X.25协议通信装置的运作状态，在判断X.25协议通信装置工作异常时，重新复位X.25协议通信装置；DOD数据解析器，根据DOD数据格式解析从所述DOD数据接收器接收到的航迹数据、转换成相应的XML格式暂存，并向所述DOD数据接收器反馈DOD数据格式的正确率；DOD数据传送器，所述DOD数据传送器接收来自DOD数据解析器的XML格式的航迹数据；所述服务器端包括服务器框架、客户端管理器、监听器、客户端连接器、DOD连接器、地图数据导入导出工具、航班信息系统连接器、航班信息查询服务器、监控工具、系统管理工具、用户与权限管理、用户认证管理器，其中：所述服务器框架，启动所述服务器端的除所述客户端连接器和监听器之外的其他各个部件；监控服务器端各个部件的状态是否正常，在服务器端各个部件出现故障的情况下重新启动相应部件；提供服务器端各个部件之间的通信机制及数据交换通道；所述客户端管理器，启动监听器；从监听器获取到客户端信息后，启动一个客户端连接实例来与对应客户端互连并进行数据通信；管理向各个客户端进行实时动态航迹数据发送的分发队列；当与客户端连接的客户端连接器出现故障后重新启动相应的客户端连接器，并连接到对应的客户端；所述监听器监听来自不同客户端的连接请求，并限制请求连接的客户端；所述客户端连接器与客户端连接，接收由客户端发送的各种申请和请求，并进行业务处理后将反馈数据发送给对应请求的客户端；如果发生网络通信故障，则自动恢复与客户端的连接，并只向客户端发送最新的航迹数据；向客户端管理器报告网络通信状态；所述DOD连接器接收DOD数据发送器的连接请求，并接收DOD数据；将接收到的DOD数据提交到客户端管理器的分发队列中；将接收到的DOD数据存储到服务器端的数据库中；所述地图数据导入导出工具导入或导出地图数据；所述航班信息系统连接器与航班信息系统的数据库通信，实现数据获取，并将获取到的航班信息存储到服务器端的数据库中；所述航班信息查询服务器向客户端提供航班信息查询功能；所述监控工具监控客户端、DOD数据接口、航班信息系统接口的网络通信状态，监控所有服务器端的部件的运行状态，监控DOD接收接口的运行状态；所述系统管理工具提供给系统管理员对系统进行管理；所述用户与权限管理控制登录用户以及权限设置和分配；所述用户认证管理器进行用户认证和授权；所述客户端包括：航迹数据图形显示器，对航迹数据进行图形显示；航班信息查询客户端访问所述航班信息查询服务器，向用户提供查询和提示功能。

本发明从EUROCAT-X系统获取飞机的各种航迹数据、从现有的航班及报文系统获取航班计划和航班动态信息，并通过相关的对应和关联方法将两套系统中的航班对应起来，实现参考显示。

附图说明

图1是根据本发明的雷达航迹与航班信息综合显示系统的组成和调用关系示意图；

图2是可进行地图基本操作的界面的示意图；

图3是进行图层控制的界面示意图；

图4是客户端实时显示飞机当前位置的界面示意图；

图5是Socket数据操作示意图；

图6是地图距离测量示意图。

具体实施方式

下面根据附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。

图1示出了本系统的组成和调用关系。本系统包括DOD数据预处理端、服务器端、客户端，其中：DOD数据预处理端包括DOD数据接收器、DOD数据解析器、DOD数据传送器；服务器端包括服务器框架、客户端管理器、监听器、客户端连接器、DOD连接器、地图数据导入导出工具、航班信息系统连接器、航班信息查询服务器、监控工具、系统管理工具、用户与权限管理、用户认证管理器；客户端包括航迹数据图形显示器、航班信息查询客户端。

从业务数据需求上来说，本系统的主要业务数据需求分三类：

1.地图数据：主要包括航路点、航路(航线)、管制区域(包括扇区)以及其他相关数据如海岸线、内河等数据。主要来自文本文件，将通过人工方式提供。

2.雷达航迹：主要包括飞机的航迹数据，包括各种雷达航迹、计划航迹等。主要来自欧洲猫系统的DOD数据接口。

3.航班信息：主要包括航班的计划信息以及动态数据，同时也包括了AFTN(Aeronautical Fixed Telecommunications Network)电报信息。主要来自现有的航班信息系统。

地图数据可通过文本文件的方式采集；雷达航迹的采集可通过X.25协议实时地从EUROCAT-X的DOD数据输出端接收过来，通过DOD预处理端的格式解析后提供给本系统使用；航班信息的采集可通过TCP/IP协议网络从现有的航班信息系统获取。

一、DOD数据预处理端

1.DOD数据接收器(DODReceiver)

DOD数据接收器直接面向外部系统(DOD数据源)，同时将接收到的航迹数据提交给DOD数据解析器。

DOD数据接收器的主要功能包括：

1)通过X.25协议通信装置从欧洲猫系统提供的DOD接口接收经欧洲猫系统处理过的航迹数据；主要是三类信息：TRAI，TDUP，TERM。

2)监控X.25协议通信装置的运作状态，在判断X.25协议通信装置工作异常时，重新复位X.25协议通信装置。比如出现长时间不能接收到任何航迹数据，或者接收到的数据全部是无法识别格式的数据时，可以怀疑X.25协议通信装置工作异常。

该X.25协议通信装置例如Eicon卡，进行X.25协议通信，主要进行DOD数据的接收。

2.DOD数据解析器(DODParser)

DOD数据解析器从DOD数据接收器获得DOD原始数据，解析完成后以XML提交给DOD数据传送器。

DOD数据解析器的主要功能包括：

1)根据DOD数据格式解析从DOD数据接收器接收到的航迹数据，并转换成相应的XML格式暂存。

2)向DOD数据接收器反馈DOD数据格式的正确率，以便DOD数据接收器判断是否需要对X.25协议通信装置进行复位操作。

3.DOD数据传送器(DODTransmitter)

DOD数据传送器接收来自DOD数据解析器的航迹数据，是DOD数据预处理端与服务器端之间的连接的界面，XML格式的航迹数据通过DOD数据传送器从DOD数据预处理端发送给服务器端。

DOD数据传送器的主要功能包括：

1)与服务器端的DOD连接器实现互连，通过SOCKET向DOD连接器发送XML格式的航迹数据。

2)自动检测与服务器端的DOD连接器的连通性，在发生网络故障或者其他影响通信的故障恢复后能够自动恢复与DOD连接器的连接，并自动发送故障期间的所有航迹数据给DOD连接器。

二、服务器端

1.服务器框架(ServerFrame)

服务器框架是服务器端的基础平台，在服务器启动时最先启动服务器框架，再由服务器框架启动其他各个服务器部件。

服务器框架的主要功能包括：

1)启动服务器端的除客户端连接器和监听器之外的其他各个部件，包括客户端管理器、DOD连接器、航班信息系统连接器、监控工具、系统管理工具以及用户权限管理等。

2)监控运行在平台上的各个部件的状态是否正常，在服务器端子部件出现故障的情况下能够重新启动相应部件。

3)作为服务器端的基础平台，提供服务器端各种部件之间的通信机制及数据交换通道。

2.客户端管理器(ClientManager)

客户端管理器是负责管理与各个客户端的连接与数据交换的，服务器框架在启动后会启动客户端管理器。客户端管理器启动后将启动一个监听器来监听各个客户端的连接请求。

客户端管理器的主要功能包括：

1)启动监听器。

2)从监听器获取到客户端信息后，启动一个客户端连接实例来与对应客户端互连并进行数据通信。

3)管理向各个客户端进行实时动态航迹数据发送的分发队列。

4)当与客户端连接的客户端连接器出现故障后能够重新启动相应的客户端连接器，并连接到对应的客户端。

3.监听器(Listener)

监听器是服务器端用来监听来自各个客户端的连接请求的。监听器由客户端管理器负责启动，在监听器启动后，各个客户端就可以通过预先确定的端口向服务器端请求连接。

监听器的主要功能包括：

1)监听来自不同客户端的连接请求。

2)通过访问控制列表来限制请求连接的客户端。访问控制列表有两类：一类是允许访问列表，另外一类是排斥列表。

4.客户端连接器(ClientConnector)

客户端连接器是负责与某个客户端连接并进行数据通信的服务器部件。由客户端管理器负责启动。

客户端连接器的主要功能包括：

1)与某一客户端连接，并进行数据通信。负责向对应客户端发送实时的航迹动态数据。

2)接收由客户端发送的各种申请和请求，并进行业务处理后将反馈数据发送给对应请求的客户端。比如轨迹回放请求、标签查询请求等。

3)如果发生网络通信故障能够进行自动恢复与客户端的连接，并只向客户端发送最新的航迹数据。

4)向客户端管理器报告网络通信状态。

5.DOD连接器(DODConnector)

DOD连接器是服务器端负责与DOD数据预处理端连接的部件。该部件由服务器框架启动。

DOD连接器的主要功能包括：

1)接收DOD数据预处理端的DOD数据发送器的连接请求，并接收DOD航迹数据。

2)将接收到的DOD数据提交到客户端管理器的分发队列中。

3)将接收到的DOD数据存储到服务器端的数据库中。

在服务器端与DOD预处理端之间网络故障恢复后，网络中断期间的DOD数据量可能比较大，同时，故障恢复后DOD连接器要处理实时的DOD数据。因此，在DOD连接器内部设计中考虑采用单独线程来处理故障恢复后的大量DOD数据。

6.地图数据导入导出工具(LayerImpExpTool)

地图数据导入导出工具是一个相对独立的工具，同时也是本系统三大数据来源之一。导入工具可以选择导入数据的图层类型以及源文件路径，进行导入操作。

地图数据导入导出工具的主要功能包括：

1)导入航路点图层数据。

2)导入航路航线图层数据。

3)导入扇区图层数据。

4)导出航路点的地图数据文件。

5)导出航路航线的地图数据文件。

6)导出扇区的地图数据文件。

7.航班信息系统连接器(FISConnector)

航班信息系统连接器是服务器端负责与现有的航班信息系统的数据库交互的部件，由服务器框架启动。

航班信息系统连接器的主要功能包括：

1)与现有航班信息系统的数据库通信，实现数据获取。

2)将获取到的航班信息存储到服务器端的数据库中。

8.航班信息查询服务器(FIQSever)

航班信息查询服务器是服务器端相对独立的一个部件，它是B/S架构的Server端，向航班信息查询客户端提供航班信息查询功能。

9.监控工具(MonitorTool)

监控工具是系统提供的对整个系统运行提供监控的平台。监控工具从服务器端的不同部件中抽取各种状态信息，并通过直观的界面显示给系统管理员。

监控工具的主要功能包括：

1)监控所有客户端的网络通信状态。

2)监控DOD数据接口的网络通信状态。

3)监控航班信息系统接口的网络通信状态。

4)监控所有服务器端的部件的运行状态。

5)监控DOD接收接口的运行状态。

整个服务器系统(包括DOD预处理端)的每个部件都将提供状态报告接口供监控工具进行状态监控，当出现异常或者无法接收到状态报告时，服务器框架会重启相应部件。因此，DOD预处理端向服务器端提供的信息，除了航迹数据，还有DOD预处理端的每个部件的状态报告，该报告可定时发送，1代表正常，0代表异常。

10.系统管理工具(SystemManagerTool)

系统管理工具是系统提供给系统管理员对系统进行管理的工具。

系统管理工具的主要功能包括：

1)参数管理：包括各种配置文件及参数文件的修改及生效。

2)对各个服务器部件的控制：复位、重启等。

3)对各个通信队列的控制：暂停、清空等。

11.用户与权限管理(UserManager)

用户与权限管理是系统用来控制登录用户以及权限设置和分配的部件。

用户与权限管理的主要功能包括：

1)用户管理：创建新用户、修改用户信息、用户禁用、删除用户等。

2)权限管理：权限定义、权限划分、权限分配等。

3)角色管理：创建角色、角色分配权限、赋予用户角色等。

12.用户认证管理器(UserAuthorization)

用户认证管理器由服务器框架负责启动，是一个独立的用户认证和授权的部件。

用户认证管理器的主要功能包括：

1)用户登录鉴定。

2)用户权限授予。

三、客户端

1.航班信息查询客户端(FIQClient)

航班信息查询客户端将以B/S架构方式访问服务器端的航班信息查询服务器，通过WEB页面或者内欠到GIS框架中的WEB页面向用户提供各种查询和提示功能，包括：

航班动态信息的查询；

以某机场作为本场的工作模式；

航班次日计划的安排，空军单位会增加一些军航计划；

与航迹数据的对应显示功能等。

2.航迹数据图形显示器(TrackGIS)

2.1地图基本操作

地图基本操作，包括地图放大，缩小，平移，全图，鹰眼。可提供相应的键盘控制和鼠标控制，如：PageUp&PageDown和鼠标滚轮能控制放大、缩小，方向键控制地图平移等。界面如图2所示。

2.2图层控制

实现图层控制，根据用户的需要打开或关闭某个图层。界面如图3所示。

过滤显示，主要包括：

a、空间过滤显示：例如，按照管制区域、飞机重要航路、机场周边显示范围等；

b、属性过滤显示：例如，按照航空公司等进行属性过滤等；

c、组合过滤：例如，偏离航道的飞机显示等。

2.3基础图层数据加工

完成机场位置等重要航路点位置以及航路、航线、扇区位置(甚至海岸线、内河以及其他相关的数据)的数据转换，加载到系统中；

静态数据信息的更新：航路航线、机场位置等重要航路点、扇区位置等信息的维护。

2.4Socket数据接收

在Socket端口实时接收DOD发送过来的数据，在客户端实时显示飞机的当前位置，并把飞行数据保存到数据库中。数据中至少包含飞机编号(唯一)，经纬度坐标，飞机航向等信息。界面如图4所示。

客户端启动时开始请求数据，服务器端发送实时数据给客户端，客户端退出时从服务器端注销，服务器端停止发送实时数据给客户端。

数据操作如图5所示。

2.5地图距离测量

通过选定某一坐标点，画不同直径的圆圈，圆圈的直径可以设置(可自由设置)；

飞行时，任意两个飞机之间，可通过画直线方式，测算出水平距离。

界面如图6所示。图示红色线段为测量三航路点的距离，结果是55.177km。

显然，在上述教导下，可能对本发明进行多种修正和变型，并在所附权利要求的范围内，本发明可实施为不同于具体描述的方式。

Claims (6)

1.一种雷达航迹与航班信息综合显示系统，与EUROCAT-X系统和航班信息系统通信，包括DOD数据预处理端、服务器端和客户端：

所述DOD数据预处理端包括：

DOD数据接收器，所述DOD数据接收器通过X.25协议通信装置从EUROCAT-X系统提供的DOD接口接收航迹数据，并监控X.25协议通信装置的运作状态，在判断X.25协议通信装置工作异常时，重新复位X.25协议通信装置；

DOD数据解析器，根据DOD数据格式解析从所述DOD数据接收器接收到的航迹数据、转换成相应的XML格式暂存，并向所述DOD数据接收器反馈DOD数据格式的正确率；

DOD数据传送器，所述DOD数据传送器接收来自DOD数据解析器的XML格式的航迹数据；

所述服务器端包括服务器框架、客户端管理器、监听器、客户端连接器、DOD连接器、地图数据导入导出工具、航班信息系统连接器、航班信息查询服务器、监控工具、系统管理工具、用户与权限管理、用户认证管理器，其中：

所述服务器框架，启动所述服务器端的除所述客户端连接器和监听器之外的其他各个部件；监控服务器端各个部件的状态是否正常，在服务器端各个部件出现故障的情况下重新启动相应部件；提供服务器端各个部件之间的通信机制及数据交换通道；

所述客户端管理器，启动监听器；从监听器获取到客户端信息后，启动一个客户端连接实例来与对应客户端互连并进行数据通信；管理向各个客户端进行实时动态航迹数据发送的分发队列；当与客户端连接的客户端连接器出现故障后重新启动相应的客户端连接器，并连接到对应的客户端；

所述监听器监听来自不同客户端的连接请求，并限制请求连接的客户端；

所述客户端连接器与客户端连接，接收由客户端发送的各种申请和请求，并进行业务处理后将反馈数据发送给对应请求的客户端；如果发生网络通信故障，则自动恢复与客户端的连接，并只向客户端发送最新的航迹数据；向客户端管理器报告网络通信状态；

所述DOD连接器接收DOD数据发送器的连接请求，并接收DOD数据；将接收到的DOD数据提交到客户端管理器的分发队列中；将接收到的DOD数据存储到服务器端的数据库中；

所述地图数据导入导出工具导入或导出地图数据；

所述航班信息系统连接器与航班信息系统的数据库通信，实现数据获取，并将获取到的航班信息存储到服务器端的数据库中；

所述航班信息查询服务器向客户端提供航班信息查询功能；

所述监控工具监控客户端、DOD数据接口、航班信息系统接口的网络通信状态，监控所有服务器端的部件的运行状态，监控DOD接收接口的运行状态；

所述系统管理工具提供给系统管理员对系统进行管理；

所述用户与权限管理控制登录用户以及权限设置和分配；

所述用户认证管理器进行用户认证和授权；

所述客户端包括：

航迹数据图形显示器，对航迹数据进行图形显示；

航班信息查询客户端，访问所述航班信息查询服务器，向用户提供查询和提示功能。

2.如权利要求1所述的雷达航迹与航班信息综合显示系统，其特征在于，所述监听器通过访问控制列表来限制请求连接的客户端，所述访问控制列表包括允许访问列表和排斥列表。

3.如权利要求1所述的雷达航迹与航班信息综合显示系统，其特征在于，所述航班信息查询服务器是B/S架构的服务器，所述航班信息查询客户端是B/S架构的浏览器。

4.如权利要求1所述的雷达航迹与航班信息综合显示系统，其特征在于，所述地图数据包括航路点图层数据、航路航线图层数据、扇区图层数据。

5.如权利要求1所述的雷达航迹与航班信息综合显示系统，其特征在于，所述系统管理工具对系统进行的管理包括参数管理、对各个服务器部件的控制、对各个通信队列的控制。

6.如权利要求1所述的雷达航迹与航班信息综合显示系统，其特征在于，所述航班信息包括航班的计划信息以及动态数据，还包括AFTN电报信息。

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