CN113190887A

CN113190887A - 一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统

Info

Publication number: CN113190887A
Application number: CN202110325642.9A
Authority: CN
Inventors: 苏乐; 翟文鹏
Original assignee: Civil Aviation University of China
Current assignee: Civil Aviation University of China
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2021-07-30

Abstract

本发明公开了一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统，包括应用接口层、系统中间层和平台支持层；所述应用接口层包括用户输入数据参数接口、传统仪表程序设计接口等；所述系统中间层包括2D/3D表示层、核心技术层和数据服务层；所述2D/3D表示层包括2D/3D图形交互接口、对话框管理接口等；所述数据服务层包括2D/3D几何图元数据库、地图信息数据库和航图信息数据库；所述平台支持层主要使用CAD平台等底层支持技术。本发明属于计算机辅助设计领域，具体是指一种能够保障机场飞行和空管运行安全，满足国内一线飞行程序设计人员日常使用习惯的目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统。

Description

一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统

技术领域

本发明属于计算机辅助设计领域，具体是指一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统。

背景技术

目前国内关于飞行程序辅助设计系统有：基于GIS的飞行程序设计和民航华北空管局的飞行程序计算机辅助设计系统(简称FPCAD)以及以MAPINFO 或SUPERMAP为开发平台的辅助飞行程序设计系统。1996年，华北局开发的 FPCAD即《非精密进近计算机辅助系统》，目前还没有成熟的产品。以 MAPINFO或SUPERMAP为开发平台的辅助飞行程序设计系统是GIS的早期产品，国内开发的飞行程序辅助设计方法及系统都是基于扫描地图的，存在地图拼接的问题。且这些辅助设计系统都开发的比较早，没有关于PBN或者通用航空的辅助设计。随后联合北方工业大学计算机系吴洁明教授和卢敏等进一步研究了标准仪表离场程序的计算机的实现，解决了航空器目视盘旋进近保护区的确定问题，以及实现了对航空器基线转弯程序设计过程和设计结果评价的可视化。国内现有技术的优点：基于GIS的飞行程序设计的优点是设计流程简单，易于模板化，易于理解，易于新功能的添加和新算法的设计；缺点：功能不完全，人机交互性不足，且没有提供单位标注和辅助信息标注的功能。

国外的一些航空发达国家几乎都以ARCGIS为开发平台，典型的系统有： ENAC与法国航空数据信息公司CGX共同开发了GeoTITAN系统较为完善，其中完整的资料输出非常实用，完全整合了ICAO DOC8168文件规范，实现了保护区自动绘制，障碍物自动评估以及航图自动制作等；以及意大利的IDS公司开发的FPDAM以三维方式设计仪表飞行程序的空域管理系统并建立了完整的航空数据库平台，在PBN设计领域这两款国外系统做出了较好的样例。国外现有技术的优点：GIS平台既有很好的绘图功能，也有强大的地理信息系统，灵活的开发方式，多种数据模型以及良好的人机交互界面，用户可以简单的操作辅助设计界面。国外现有技术的缺点：1)国内、外飞行程序设计遵循的标准不完全一致，国外系统给出的设计结果并不适用国内标准；2)国内一线飞行程序设计人员普遍使用CAD平台作为日常设计工具，而GIS平台的设计结果无法直接导入CAD平台进行二次修改以适应国内标准。因此，国外系统在国内的实用性不高。

综上所述，国内、外目前均不存在相对成熟的基于我国实际运行情况的，能够保障机场飞行和空管运行安全的，以及满足国内一线飞行程序设计人员日常使用习惯的，基于少量航行参数的目视与仪表飞行程序自动化辅助设计方法及系统。

发明内容

为了解决上述难题，本发明提供了一种基于我国实际运行情况的，能够保障机场飞行和空管运行安全的，以及满足国内一线飞行程序设计人员日常使用习惯的目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统。

为了实现上述功能，本发明采取的技术方案如下：一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统，包括应用接口层、系统中间层(自顶向下分别为 2D/3D表示层、核心技术层、数据服务层)和平台支持层。

1)应用接口层：是系统接入门户的一部分，主要以用户输入数据参数接口、传统仪表程序设计接口、PBN程序设计接口和目视程序设计接口构成。系统用户使用本层次的接口来调用和管理系统中间层和平台支持层的功能。其中，用户输入数据参数接口是系统用户使用最频繁的模块，用户对底层系统的条用主要通过该模块来完成，该模块直接决定了系统将要完成的飞行程序辅助设计全过程。因此，这个层次为系统上层内容提供了可移植性，为将来扩展系统应用范围提供必要的支持。

2)系统中间层：即交互式2D/3D引擎，包括2D/3D表示层、核心技术层和数据服务层。2D/3D表示层，完成地图、跑道、导航台、航路点、航路、限制空域、保护区等2D/3D内容的绘制，提供人机交互控制接口(对话框、图层等)，满足用户定制和查询飞行程序设计信息的需求，包括2D/3D图形交互接口、2D/3D图层管理接口、对话框管理接口；核心技术层，完成地图、跑道、导航台、航路点、航路、限制空域、保护区等2D/3D内容的设计、障碍物评估、障碍物所在位置自动判断、系统任务调度、系统模块协同，以及数据库数据交换功能，包括实时2D/3D图形渲染引擎、数值与几何计算引擎、用户交互逻辑管理引擎、文件I/O管理引擎，以及数据库协作引擎；数据服务层，完成系统各类信息、数据的存储，包括2D/3D几何图元数据库、地图信息数据库和航图信息数据库。

3)平台支持层：主要使用C/C++/C#等高级程序设计语言将软件相关接口以及底层支持技术接口抽象化，提高系统代码的可移植性和可重用性。底层支持技术包括：2D/3D图形辅助设计平台AutoCAD、微软编程平台.NET框架、微软关系数据库解决方案SQLServer等。

本项申请专利所描述的系统中，2D/3D表示层为实时信息的展示窗口，数据库作为系统的数据核心；用户是系统的操作者，用以实现对底层数据的组织、管理和分析，最终形成结果报告。采用三层结构模型可同时确保系统的可维护性和可扩充性。

2、本项专利申请的系统功能模块概述

本项专利申请所描述的系统主要分为六大功能模块，分别是地理信息模块、障碍物信息模块、传统程序设计模块、PBN程序设计模块、航图报告模块与三维飞行程序展示模块。

1)地理信息模块包括：地理坐标系设置(类型包括WGS84、北京54、西安80和CGCS2000)、地理坐标系查询与导出、点坐标输入(类型包括地理坐标、极坐标与相对跑道入口坐标)、点坐标查询(类型包括地理坐标、极坐标与相对跑道入口坐标)、磁偏角设置与查询，以及航线(磁)方向标注。

2)障碍物信息模块包括：障碍物文件导入(支持通用的Excel表格文件，可按地理坐标、极坐标、相对跑道入口坐标等多种数据格式进行导入)、障碍物屏幕点选(点选后可进行编辑与导出)、障碍物信息查询与修改、障碍物信息批量导出(支持通用的Excel表格文件，可按地理坐标、极坐标、相对跑道入口坐标等多种数据格式进行导出)，以及数字地图障碍物提取(支持将数字地图中的等高线数据离散化病转换为标准形式的障碍物数据集)。

3)传统飞行程序设计模块包括：进场航线(类型包括直线进场、沿DME 弧进场)保护区绘制、进近航段(类型包括起始进近、中间进近和最后进近) 保护区绘制、复飞航段(类型包括非精密的直线复飞、精密/非精密的指定高转弯复飞，以及精密/非精密的指定点转弯复飞)保护区绘制与障碍物评估、离场航段(类型包括直线离场、指定高转弯离场，以及指定点转弯离场)保护区绘制与障碍物评估、目视盘旋保护区绘制与障碍物评估，以及模板绘制与评估 (模板类型包括：OIS面、等待/直角航线、基线转弯、OAS面、VSS面、极本ILS面、OFZ面、附件十四面、导航台保护区、风螺旋线、FAS面与起飞航径区)。

4)PBN程序设计模块包括：航迹绘制、航路点编辑器(航路点批量导入、查询与编辑、批量导出等)、程序设计(类型包括：进场航段、离场航段与复飞航段)，以及最短稳定距离的计算。

5)航图报告模块包括：航图自动生成(类型包括：标准仪表离场航图、标准仪表进场航图与仪表进近航图)、报告模板生成(自动导入关键航段参数表与障碍物评估结果表格)以及航图符号库。

6)三维飞行程序展示模块：将绘制出的各航段保护区进行三维动态效果展示。

本发明采取上述结构取得有益效果如下：

1、基于CAD平台的飞行程序模型绘制与计算方法。国内外已有技术多基于GIS平台，对地理信息数据支持度优于对图形绘制功能的支持，导致其绘制出的飞行程序图形可修改性差，从而缺乏设计实用性，目前在国内飞行程序设计行业内已不再被作为主流工具被一线设计人员所使用；而CAD平台相比GIS 平台，具备更加强大的2D/3D绘图功能，同时还保证了对地理信息数据的完美支持，已被国内飞行程序设计行业内的一线设计人员广泛使用，因此本项专利申请基于CAD平台的智能化飞行程序绘制与障碍物评估方法，更适用于国内一线飞行程序设计人员的日常使用习惯。

2、基于少量航行参数的各航段保护区一键绘制与障碍物自动评估功能，简化一线飞行程序设计人员操作流程，提升设计效率。在传统的飞行程序设计中，各航段的保护区绘制是必不可少的关键工作流程之一，一线设计人员往往通过手工绘制方式，先根据相关原始航行参数计算出诸如转弯半径、距离、角度、高度等数据，然后再通过将直线、曲线、切线等多种基本图形进行组合编辑的方式，完成一个航段的保护区绘制，此过程工作量巨大，且任一个步骤有差错就可导致最终的绘制结果误差极大。因此，本项专利申请结合各航段保护区图形特征，将绘制流程抽象为基于少量航行参数的各航段保护区参数化建模过程，用户只需要输入目标行段的相关原始参数集(平均为5-10个航行参数)，然后在屏幕中点选若干关键点，便可一键绘制出完整、准确、美观的保护区图形，大大提升飞行程序设计的工作效率与正确性。

3、基于图层技术的飞行程序模型设计与存储方法，方便体现飞行程序设计人员灵活、快速地创建和编辑满足自身要求的飞行程序模型。图层是类似含有文字或图形等元素的胶片，顺序叠放组合在一起形成页面的最终效果，并且可对页面上的元素精确定位。基于图层技术，本项专利申请将数字地图、飞行跑道、导航台、航路点、航路、限制空域与位置、标称航迹、保护区、障碍物等2D图形、数字、文本、矢量图等信息设计为图层进行存储，并且实现图层的新建、复制、剪切、删除、合并、颜色标识、栅格化、特殊样式等功能，方便用户灵活、快速地创建和编辑满足自身要求的飞行程序模型。

附图说明

图1为本发明一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统的框架图；

图2为本发明一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统的功能模块图；

图3为本发明一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统的地理信息模块的实施方式图；

图4为本发明一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统的障碍物信息模块的实施方式图；

图5为本发明一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统的传统目视及仪表飞行程序设计模块的实施方式图；

图6为本发明一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统的PBN飞行程序设计模块的实施方式图；

图7为本发明一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统的航图报告模块的实施方式图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。以下结合附图，对本发明做进一步详细说明。

如图1-7所述，本发明一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统，包括应用接口层、系统中间层和平台支持层；所述应用接口层包括用户输入数据参数接口、传统仪表程序设计接口、PBN程序设计接口和目视程序设计接口；所述系统中间层包括2D/3D表示层、核心技术层和数据服务层；所述2D/3D表示层包括2D/3D图形交互接口、2D/3D图层管理接口、对话框管理接口；所述核心技术层包括实时2D/3D图形渲染引擎、数值与几何计算引擎、用户交互逻辑管理引擎、文件I/O管理引擎，以及数据库协作引擎；所述数据服务层包括2D/3D 几何图元数据库、地图信息数据库和航图信息数据库；所述平台支持层主要使用CAD平台等底层支持技术。

本发明还包括还包括地理信息模块、障碍物信息模块、传统程序设计模块、PBN程序设计模块、航图报告模块与三维飞行程序展示模块。

所述地理信息模块包括地理坐标系设置、地理坐标系查询与导出、点坐标输入、点坐标查询、磁偏角设置与查询，以及航线(磁)方向标注。

所述障碍物信息模块包括障碍物文件导入、障碍物屏幕点选、障碍物信息查询与修改、障碍物信息批量导出，以及数字地图障碍物提取。

所述传统飞行程序设计模块包括进场航线保护区绘制、进近航段保护区绘制、复飞航段保护区绘制与障碍物评估、离场航段保护区绘制与障碍物评估、目视盘旋保护区绘制与障碍物评估，以及模板绘制与评估。

所述PBN程序设计模块包括航迹绘制、航路点编辑器、程序设计，以及最短稳定距离的计算。

所述航图报告模块包括航图自动生成、报告模板生成以及航图符号库。

所述三维飞行程序展示模块将绘制出的各航段保护区进行三维动态效果展示。

一、地理信息模块的实施方式：

1、地理坐标系设置子模块的实施方式：

Step 1：用户输入经纬度网格参数：坐标系类型(WG84/北京54/西安 80/CGCS2000)、中心点经纬度、经纬度网格上下限、经纬线度数间隔。

Step 2：系统自动计算中央经线和全部经纬线上固定间隔处的点集的经纬度坐标集合P。

Step 3：系统自动将点集经纬度坐标集合P转换为CAD屏幕界面上的几何坐标集合G。

Step 4：系统根据几何坐标集合G，在屏幕上绘制出中央经线和全部经纬线。

2、地理坐标系查询与导出子模块的实施方式：

Step 1：用户点选坐标系导出按钮；

Step 2：系统自动判断当前CAD文档中是否已经设置坐标系。如果是，则自动调取当前坐标系类型与坐标中心点经纬度数据，并转到Step 3；否则，返回主界面。

Step 3：系统自动将当前文档已设置的经纬度网格的地图投影方式，及其网格中心点的经纬度等信息，导出到文本文件。

3、点坐标输入子模块：

此模块允许用户以“地理坐标”、“基准点-磁方位角”，以及“相对入口坐标”等多种不同方式，实现坐标点的输入功能。

(1)“地理坐标”方式坐标点功能：

Step 1：用户输入坐标点的经纬度与高斯三度带/六度带的X\Y轴坐标。

Step 2：系统自动判断当前CAD文档是否已经设置坐标系。如果是，则转到Step3；否则，转到Step 5。

Step 3：系统自动调取当前坐标系类型与坐标中心点经纬度数据。

Step 4：系统根据Step 1和Step 3的数据计算输入点的经纬度坐标，并进行坐标显示。

Step 5：系统自动提示未建立坐标系，并返回主界面。

(2)“基准点-磁方位角”方式输入坐标点功能：

Step 1：用户输入机场的基准点和磁偏角，再输入坐标点的距离(m)和磁方位角。

Step 5：系统自动提示未建立坐标系，并返回主界面。

(3)“相对入口坐标”方式输入坐标点功能：

Step 1：用户输入机场的跑道入口和进近角度，再输入坐标点的相对跑道入口的X\Y坐标(m制单位)。

Step 5：系统自动提示未建立坐标系，并返回主界面。

4、点坐标查询子模块：

此模块允许用户以“地理坐标”、“基准点-磁方位角”，以及“相对入口坐标”等多种不同方式，实现坐标点的查询功能。

(1)“地理坐标”方式的点坐标查询功能：

Step 1：用户在CAD屏幕中选择点。

Step 3：系统自动调取当前坐标系类型与坐标中心点经纬度数据，。

Step 4：系统根据Step 1和Step 3的数据计算点的经纬度坐标，并进行坐标显示。

Step 5：系统自动提示未建立坐标系，并返回主界面。

(2)“基准点-磁方位角”方式点坐标查询功能：

Step 1：用户在CAD屏幕中选择点，并输入机场的基准点和磁偏角数值。

Step 5：系统自动提示未建立坐标系，并返回主界面。

(3)“相对入口坐标”方式点坐标查询功能：

Step 1：用户在CAD屏幕中选择点，并输入机场的跑道入口坐标和进近角度数值。

Step 5：系统自动提示未建立坐标系，并返回主界面。

5、磁偏角设置与查询子模块：

此模块实现磁偏角数值的设置与查询功能。

(1)磁偏角设置功能：

Step 1：用户输入磁偏角数值。

Step 2：系统自动判断该输入数据是否合理。如果是，则转到Step 3；否则，转到Step4。

Step 3：系统将输入的磁偏角数值存储到CAD数据库中，覆盖前一次或默认的磁偏角数值，并进行屏幕显示。

Step 4：系统提示合理的磁偏角范围，并返回主界面。

(2)磁偏角查询功能：

Step 1：用户点击查询磁偏角按钮。

Step 2：系统自动查询当前CAD文档数据库中的磁偏角数值，并进行屏幕显示。

6、航线(磁)方向标注子模块：

Step 1：用户在CAD屏幕点选航线起点和航线终点。

Step 2：系统自动查询当前CAD文档数据库中的磁偏角数值。

Step 3：系统根据Step 1和Step 2的相关数值，计算出用户选定航线的航线角数值，并进行屏幕显示。

二、障碍物信息模块的实施方式：

1、障碍物文件导入子模块：

此模块实现从文件中批量导入障碍物功能：

Step 1：用户点选障碍物批量导入按钮，并选择障碍物数据文件。

Step 2：系统自动判断当前CAD文档是否已经设置坐标系。如果是，则转到Step3；否则，提示未建立坐标系，并返回主界面。

Step 3：系统自动判断导入文件中各障碍物的地理坐标类型，并将各障碍物的地理坐标转换为对应的CAD坐标。

Step 4：系统自动将导入文件中的各障碍物分别与CAD屏幕中已存在的障碍物进行相同性比较(障碍物名称、CAD屏幕坐标均相同)，筛选出相同的障碍物放入重复障碍物集合并进行提示，然后将导入文件中的非重复障碍物集合显示在CAD屏幕中。

2、障碍物屏幕点选添加子模块：

此模块实现用户通过在CAD屏幕点选方式添加障碍物功能：

Step 1：用户在CAD屏幕中点选添加障碍物，此时障碍物相关属性数据均为默认数值，用户可连续点选，每点选一个障碍物，系统自动在CAD屏幕中对应位置绘制一个障碍物。

Step 2：用户结束屏幕点选，系统自动显示所有点选障碍物数据列表，用户可通过点选列表项的方式，快速在CAD屏幕中定位对应的障碍物。

Step 3：用户可通过双击列表项的方式，进入障碍物数据编辑界面，可编辑数据包括障碍物编号、障碍物名称、障碍物描述、障碍物类型、障碍物高度 (m)、障碍物修正高(m)等。

Step 4：用户完成某个障碍物编辑后，系统自动将修改后的障碍物数据同步显示在CAD屏幕中。

Step 5：用户完成所有障碍物编辑后，可通过批量导出功能将此次点选的所有障碍物导出为列表文件。

3、障碍物信息查询与修改子模块：

此模块实现用户批量查询与编辑CAD屏幕中障碍物数据的功能：

Step 1：用户点选障碍物查询与修改按钮，并在CAD屏幕中框选障碍物集合。

Step 2：系统自动读取所有被选中障碍物数据，并以列表形式显示。

Step 3：用户设置障碍物查询条件，例如等，系统自动筛选出符合条件的

Step 4：用户可通过双击列表项的方式，进入障碍物数据编辑界面，可编辑数据包括障碍物编号、障碍物名称、障碍物描述、障碍物类型、障碍物高度 (m)、障碍物修正高(m)等。

Step 5：用户完成某个障碍物编辑后，系统自动将修改后的障碍物数据同步显示在CAD屏幕中。

4、障碍物屏幕点选子模块：

此模块实现用户批量导出障碍物数据为列表文件。

Step3：用户选择批量导出功能，将Step 1中框选的所有障碍物导出为列表文件。

5、数字地图障碍物提取子模块：

此模块实现数字地图中等高线障碍物自动提取功能，如图5所示。

Step 1：用户导入包含等高线的数字地图。

Step 2：用户设置机场标高(m)。

Step 3：用户在CAD屏幕中框选障碍物提取区域。

Step 4：系统自动读取框选区域内的等高线集合，并读取其中每个等高线的高程数据。

Step 5：系统自动筛选出高程超过机场标高的等高线子集，并对该等高线子集进行离散化。

Step 6：系统自动将离散化后的点集合转换为障碍物数据集合，并以列表数据形式进行显示。

三、传统飞行程序设计模块的实施方式：

1、进场航线保护区绘制与障碍物评估子模块：

实现VOR/NDB航路直线进场航线，以及沿DME弧进场航线保护区绘制与障碍物评估。

(1)VOR/NDB航路直线进场保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户在CAD屏幕上点选VOR/NDB直线进场航线起始点与起始进近点IAF。

Step 2：系统自动判断用户点选的航段长度是否满足ICAODOC8168中的规定长度要求。如果是，则转到Step 3；否则，转到Step 4。

Step 3：系统自动计算直线进场航线保护区绘制参数与关键点集坐标，并进行屏幕绘制。

Step 4：系统给出增加航段长度提示，并返回主界面。

Step 5：用户在CAD屏幕上点选绘制完的VOR/NDB直线进场航线保护区，并点击障碍物评估。

Step 6：系统自动从CAD屏幕中筛选出现在该保护区内部的障碍物集合，并将这些障碍物进一步划分为主区障碍物子集和副区障碍物子集。

Step 7：系统分别对主区障碍物子集和副区障碍物子集中的每个障碍物进行评估，并显示评估结果列表。

Step 8：用户可选择性将障碍物评估结果列表导出为数据表格文件。

(2)沿DME弧进场航线保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户在CAD屏幕上点选沿DME弧航线起始点、起始进近点 IAF，以及DME弧的圆心点。

Step 2：系统自动判断用户点选的DME圆弧半径是否满足ICAODOC8168 中的规定长度要求。如果是，则转到Step 3；否则，转到Step 4。

Step 3：系统自动计算沿DME弧进场航线保护区绘制参数与关键点集坐标，并进行屏幕绘制。

Step 4：系统给出增加DME圆弧半径长度提示，并返回主界面。

Step 5：用户在CAD屏幕上点选绘制完的DME弧进场航线保护区，并点击障碍物评估。

2、进近航段保护区绘制与障碍物评估子模块：

(1)“直线进近”类型的起始进近航段保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户在CAD屏幕上点选起始进近点IAF与中间进近定位点IF。

Step 2：系统自动计算保护区绘制参数与关键点集坐标，并进行屏幕绘制。

Step 3：用户在CAD屏幕上点选绘制完的起始进近航段保护区，并点击障碍物评估。

Step 4：系统自动从CAD屏幕中筛选出现在该保护区内部的障碍物集合，并将这些障碍物进一步划分为主区障碍物子集和副区障碍物子集。

Step 5：系统分别对主区障碍物子集和副区障碍物子集中的每个障碍物进行评估，并显示评估结果列表。

Step 6：用户可选择性将障碍物评估结果列表导出为数据表格文件。

(2)“沿DME弧进近”类型的起始进近航段保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户在CAD屏幕上点选起始进近点IAF、中间进近定位点IF，以及DME导航台。

(3)中间进近航段保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户在CAD屏幕上点选中间进近点IF与最后进近定位点FAF。

Step 3：用户在CAD屏幕上点选绘制完的中间进近航段保护区，并点击障碍物评估。

(4)最后进近航段保护区绘制与障碍物评估：

系统实现最后进近航段保护区绘制，其中进近类型包括：导航台不在最后进近航段上、MAPt为导航台和MAPt与FAF均为导航台，导航台类型包括： VOR与NDB导航台。

Step 1：用户在CAD屏幕上点选最后进近点FAF与复飞点MAPt。

Step 3：用户在CAD屏幕上点选绘制完的最后进近航段保护区，并点击障碍物评估。

3、非精密复飞航段保护区绘制与障碍物评估子模块：

(1)实现“VOR/NDB进近，飞越导航台为MAPt”方式的直线复飞(非精密)保护区绘制与障碍物评估，支持添加外加的复飞引导，导航台类型为 VOR与NDB。

Step 1：用户在CAD屏幕上点选复飞点MAPt与外加导航台坐标。

(2)“指定高度/高”转弯复飞(非精密)保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户首先输入基本航行参数：航空器类型、最后进近最大IAS (km/h)、转弯最大IAS(km/h)、机场标高(m)、转弯高度(m)、转弯坡度(°)、最后进近MDA(高度，单位m)与复飞爬升梯度(％)；其次输入复飞点(MAPt)参数：有无FAF的程序、MAPt点类型(导航台/定位点)与导航台类型(VOR/NDB)；然后输入转弯类型参数：转弯角度类型 (≤90°/＞90°/转弯回台)、转弯方向(向左/向右)、是否指定航迹、是否允许在MAPt之前转弯与是否显示航迹线；最后输入转弯后飞向定位点或导航台(VOR/NDB)。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选MAPt点、FAF点、FAF点定位容差 DME台、MAPt点容差DME台、转弯后导航台(或者，转弯后定位点与定位点容差导航台)。

Step3：系统自动计算复飞保护区绘制参数，包括直线段与转弯段，并进行屏幕绘制。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的“指定高度/高”转弯复飞(非精密)保护区，并点击障碍物评估。

Step 5：系统自动从CAD屏幕中筛选出现在该保护区内部的障碍物集合，并将这些障碍物进一步划分为直线段(SOC前/后)障碍物子集和转弯区障碍物子集。

Step 6：系统分别对直线段(SOC前/后)障碍物子集和转弯区障碍物子集的每个障碍物进行评估，并显示评估结果列表。

Step7：用户可选择性将障碍物评估结果列表导出为数据表格文件。

(3)“指定点”转弯复飞(非精密)保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户首先输入基本航行参数：航空器类型、最后进近最大IAS (km/h)、转弯最大IAS(km/h)、机场标高(m)、复飞爬升梯度(％)、转弯坡度(°)、最后进近MDA(高度，单位m)与转弯点定位方式；其次输入复飞点(MAPt)参数：有无FAF的程序、MAPt点类型(导航台/定位点)与导航台类型(VOR/NDB)；然后输入转弯类型参数：转弯角度类型 (≤90°/＞90°/转弯回台)、转弯方向(向左/向右)、是否指定航迹与是否显示航迹线；最后输入转弯后飞向定位点或导航台(VOR/NDB)。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选FAF点、FAF点容差DME台、转弯点、转弯点容差DME台、转弯后导航台(或者，转弯后定位点与定位点容差导航台)。

Step 3：系统自动计算复飞保护区绘制参数，包括直线段与转弯段，并进行屏幕绘制。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的“指定点”转弯复飞(非精密) 保护区，并点击障碍物评估。

4、精密复飞航段保护区绘制与障碍物评估子模块：

Step 0：用户在CAD屏幕中绘制OAS面(详细步骤请参见相关章节的描述)。

(1)“指定高度/高”转弯复飞(精密)保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户首先输入基本航行参数：航空器类型、最后进近最大IAS (km/h)、转弯最大IAS(km/h)、HL(m)、决断高DH(m)、入口标高 (m)、转弯高度(m)、转弯坡度(°)、下滑角(°)、GP’面起始点坐标(m)与复飞爬升梯度(％)；其次输入转弯类型参数：转弯角度类型(≤ 90°/＞90°/转弯回台)、转弯方向(向左/向右)、是否指定航迹与是否显示航迹线；最后输入转弯后飞向定位点或导航台(VOR/NDB)。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选绘制的OAS面与转弯后导航台(或者，转弯后定位点与定位点容差导航台)。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的“指定高度/高”转弯复飞(精密)保护区，并点击障碍物评估。

(2)“指定点”转弯复飞(精密)保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户首先输入基本航行参数：航空器类型、最后进近最大IAS (km/h)、转弯最大IAS(km/h)、HL(m)、决断高DH(m)、入口标高 (m)、转弯点定位方式、转弯坡度(°)、下滑角(°)、GP’面起始点坐标(m)与复飞爬升梯度(％)；其次输入转弯类型参数：转弯角度类型(≤ 90°/＞90°/转弯回台)、转弯方向(向左/向右)、是否指定航迹与是否显示航迹线；最后输入转弯后飞向定位点或导航台(VOR/NDB)。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选绘制的OAS面、转弯点、转弯点定位容差导航台，以及转弯后导航台(或者，转弯后定位点与定位点容差导航台)。

Step 7：用户可选择性将障碍物评估结果列表导出为数据表格文件。

5、离场航段保护区绘制与障碍物评估子模块：

(1)直线离场保护区绘制与障碍物评估功能：

Step 1：用户首先选择直线离场航迹类型，分别是：

①“无航迹引导、无航迹调整”，并输入入口标高(m)，然后在CAD屏幕中点选跑道入口与跑道末端。

②“无航迹引导、有航迹调整(无航迹调整点)”，并输入入口标高 (m)，然后在CAD屏幕中点选跑道入口、跑道末端与航迹上的任一点(非跑道末端点)。

③“无航迹引导、有航迹调整(指定航迹调整点)”，并输入入口标高 (m)，然后在CAD屏幕中点选跑道入口、跑道末端、航迹调整点、调整后标称航迹上任一点，以及定位导航台。

④“有航迹引导、无航迹调整(导航台在跑道中线延长线上，背台飞)”，并输入入口标高(m)与导航台类型(VOR/NDB)，然后在CAD屏幕中点选跑道入口、跑道末端与导航台。

⑤“有航迹引导、无航迹调整(导航台在跑道中线延长线上，向台飞)”，并输入入口标高(m)与导航台类型(VOR/NDB)，然后在CAD屏幕中点选跑道入口、跑道末端与导航台。

Step 2：系统自动计算直线离场保护区绘制参数，并进行屏幕绘制。

Step 3：用户在CAD屏幕上点选绘制完的直线离场保护区，并点击障碍物评估。

Step 5：系统分别对主区障碍物子集和副区障碍物子集的每个障碍物进行评估，并显示评估结果列表。

(2)“指定高度/高”转弯离场保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户首先输入基本航行参数：DER标高(m)、转弯高度(m)、 PDG(％)、离场转弯最大IAS(km/h)、转弯坡度(°)、转弯区最小MOC (m)、转弯前离场方式(直线/偏置)、有无航迹调整点，以及是否允许DER 之前转弯；然后输入转弯类型参数：转弯角度类型(≤90°/＞90°/转弯回台)、转弯方向(向左/向右)、是否指定航迹与是否显示航迹线；最后输入转弯后飞向定位点或导航台(VOR/NDB)。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选跑道入口、跑道末端、直线段航迹调整点、航迹调整点容差DME台、直线段航迹上的一个点、转弯后导航台(或者，转弯后定位点与定位点容差导航台)。

Step 3：系统自动计算离场保护区绘制参数，包括直线段与转弯段，并进行屏幕绘制。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的“指定高度/高”转弯离场保护区，并点击障碍物评估。

Step 5：系统自动从CAD屏幕中筛选出现在该保护区内部的障碍物集合，并将这些障碍物进一步划分为直线段障碍物子集和转弯区障碍物子集。

Step 6：系统分别对直线段障碍物子集和转弯区障碍物子集的每个障碍物进行评估，并显示评估结果列表。

(3)“指定点”转弯离场保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户首先输入基本航行参数：转弯点指示空速(km/h)、转弯坡度(°)、PDG(％)、DER标高(m)、转弯点定位方式(DME弧/双台交叉等)、转弯区最小MOC(m)转弯前离场方式(直线/偏置)、有无航迹调整点与是否绘制辅助线；然后输入转弯类型参数：转弯角度类型(≤90°/＞90 °/转弯回台)、转弯方向(向左/向右)、是否指定航迹与是否显示航迹线；最后输入转弯后飞向定位点或导航台(VOR/NDB)。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选跑道入口、跑道末端、直线段航迹调整点、航迹调整点容差DME台、转弯点、转弯点容差DME台、转弯后导航台(或者，转弯后定位点与定位点容差导航台)。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的“指定点”转弯离场保护区，并点击障碍物评估。

6、目视盘旋保护区绘制与障碍物评估子模块：

Step 1：用户首先输入基本航行参数：机场标高(m)、TAS高度(m)，航空器类型(多选，A/B/C/D/E)与各类航空器指示空速(km/h)。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选跑道入口与跑道末端。

Step 3：系统自动计算目视盘旋保护区绘制参数，并进行屏幕绘制。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的目视盘旋保护区，并点击障碍物评估。

Step 5：系统自动从CAD屏幕中筛选出现在该保护区内部的障碍物集合，并将这些障碍物进一步划分为保护区所含航空器类型子集。

Step 6：系统分别对保护区所含航空器类型子集的每个障碍物进行评估，并显示评估结果列表。

7、模板绘制与评估子模块：

(1)OIS面(非H类航空器)保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户输入基本航行参数：跑道末端标高(m)、离场PDG(％)，以及离场转弯高度(m)或离场转弯点位置(屏幕点选)。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选跑道入口、跑道末端与离场方向(或者离场转弯点)。

Step 3：系统自动计算OIS面保护区绘制参数，并进行屏幕绘制。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的OIS面保护区，并点击障碍物评估。

Step 5：系统自动从CAD屏幕中筛选出现在该保护区内部的障碍物集合。

(2)等待/直角航线保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户首先输入基本航行参数：指示空速(km/h)、海拔高度 (m)、时间(min)、等待点类型(导航台/定位点)，以及是否山区机场及其主区MOC；其次选择等待/直角航线、是否绘制等待点与入航方向，以及是否绘制缓冲区/副区及其宽度(km)；然后选择转弯方向(向左/向右)；最后选择绘制类型参数(多选，航线/模板/基本保护区/全向进入保护区)。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选导航台与入航方向，或者等待定位点、入航方向与VOR/DME导航台。

Step 3：系统自动计算等待/直角航线保护区绘制参数，并进行屏幕绘制。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的等待/直角航线保护区，并点击障碍物评估。

Step 5：系统自动从CAD屏幕中筛选出现在该保护区内部的障碍物集合，并将障碍物集合进一步划分为主区障碍物子集与各缓冲区或副区障碍物子集。

Step 6：系统分别对主区障碍物子集与各缓冲区或副区障碍物子集的每个障碍物进行评估，并显示评估结果列表。

(3)基线转弯保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户首先输入基本航行参数：指示空速(km/h)、海拔高度 (m)、导航台标高(m)、程序点类型(飞越VOR/飞越NDB)、转弯坡度 (°)、时间(min)，以及出航限制(DME距离)；然后确定进入方向(最大30°/等于出航方向)，以及转弯方向(向左/向右)。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选导航台与入航方向。

Step 3：系统自动计算基线转弯保护区绘制参数，并进行屏幕绘制。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的基线转弯保护区，并点击障碍物评估。

Step 5：系统自动从CAD屏幕中筛选出现在该保护区内部的障碍物集合，并将障碍物集合进一步划分为主区障碍物子集与副区障碍物子集。

Step 6：系统分别对主区障碍物子集与副区障碍物子集的每个障碍物进行评估，并显示评估结果列表。

(4)OAS面保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户输入基本航行参数：进近类型(I类、II类、II类自动飞行、 APV I类、APV II类)、LOC在入口的航道波束宽(m)、下滑角(°)、航向台至入口距离(m)、RDH(m)、复飞爬升梯度(％)、机轮与GP天线间的垂直距离(m)、航空器类型(A/B/C/D/DL)、是否标准、翼展半宽 (m)、入口标高(m)、切下滑台高(场压高m)、FAF容差最早点距入口距离(km)、GP/DME至入口距离(m)、中间进近航段长度(km)、％15 面起始高度(m)、是否PaOAS面、左跑道/右跑道，以及是否FAA新版。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选跑道入口与跑道末端。

Step 3：系统自动计算OAS面保护区绘制参数，包括(WA、WB、 WC)、(WA*、WB*、WC*)、(XA、XB、XC)、(YA、YB、YC)、 (ZA、ZB、ZC)、(CX、CY、CZ)、(CX’、CY’、CZ’)、(DX、 DY、DZ)、(DX’、DY’、DZ’)、(EX、EY、EZ)、(EX’、 EY’、EZ’)，并进行屏幕绘制。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的OAS面保护区，并点击障碍物评估。

Step 5：系统自动从CAD屏幕中筛选出现在该保护区内部的障碍物集合，并将障碍物集合进一步划分为OAS所含各个面障碍物子集。

Step 6：系统分别对OAS所含各个面障碍物子集的每个障碍物进行评估，并显示评估结果列表。

(5)目视航段面(VSS面)保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户输入基本航行参数：入口标高(m)、OCH(m)、下滑角 (°)、进近类型(由航向台或类似于航向台的设施提供侧向引导的/其他直线仪表进近程序)、偏置设置(无偏置的/航迹偏置并与跑道中线延长线相交/航迹偏置并与跑道中线延长线平行)、跑道类型与基准代码、偏置角度(°)，以及偏置方向(向左/向右)。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选跑道入口与跑道末端。

Step 3：系统自动计算VSS面保护区绘制参数，并进行屏幕绘制。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的VSS面保护区，并点击障碍物评估。

Step 6：系统分别对Step 5得到的障碍物集合中的每个障碍物进行评估，并显示评估结果列表。

(6)基本ILS面保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户输入基本航行参数：入口标高(m)、是否H类航空器与复飞面距入口距离(m)，以及是否绘制跑道。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选跑道入口与跑道末端。

Step 3：系统自动计算基本ILS面保护区绘制参数，并进行屏幕绘制。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的基本ILS面保护区，并点击障碍物评估。

Step 5：系统自动从CAD屏幕中筛选出现在该保护区内部的障碍物集合，并将该集合中的障碍物进一步划分为进近面、复飞面与过渡面，共3个面的障碍物子集。

Step 6：系统分别对Step 5得到的3个障碍物子集的每个障碍物进行评估，并显示评估结果列表。

(7)无障区(OFZ)保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户输入基本航行参数：跑道类型(精密I类、精密II类或III 类)、基准代码(1/2/3、4)、入口标高(m)、复飞面距升降带距离(m)，以及是否绘制跑道。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选跑道入口与跑道末端。

Step 3：系统自动计算无障区(OFZ)保护区绘制参数，并进行屏幕绘制。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的无障区(OFZ)保护区，并点击障碍物评估。

Step 5：系统自动从CAD屏幕中筛选出现在该保护区内部的障碍物集合，并将该集合中的障碍物进一步划分为复飞面、内过渡面、内进近面与升降带，共4个面的障碍物子集。

Step 6：系统分别对Step 5得到的4个障碍物子集的每个障碍物进行评估，并显示评估结果列表。

(8)附件十四面保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户输入基本航行参数：跑道类型(非仪表跑道/非精密进近跑道/ 精密进近跑道I类/精密进近跑道II类或III类)、基准代码(1/2/3/4)、升降带半宽(m)、复飞爬升面梯度(％)、入口标高(m)、末端标高(m)、复飞面至入口距离(m)、是否按双跑道进行绘制，以及是否绘制跑道。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选跑道入口与跑道末端。

Step 3：系统自动计算附件十四面保护区绘制参数，并进行屏幕绘制。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的附件十四面保护区，并点击障碍物评估。

Step 5：系统自动从CAD屏幕中筛选出现在该保护区内部的障碍物集合，并将该集合中的障碍物进一步划分为内进近面、复飞面、进近面、升降带、起飞爬升面、过渡面、内水平面与锥形面，共8个面的障碍物子集。

Step 6：系统分别对Step 5得到的8个障碍物子集的每个障碍物进行评估，并显示评估结果列表。

(9)导航台保护区绘制：

Step 1：用户选择导航台类型：VOR或NDB。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选导航台与航迹方向。

Step 3：系统自动计算导航台保护区绘制参数，并进行屏幕绘制。

(10)风螺旋线绘制：

Step 1：用户输入基本航行参数：指示空速(km/h)、海拔高度(m)、转弯坡度(°)、全向风风速(km/h)、采点间隔(°)、转弯角度(°)与转弯方向(向左/向右)。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选导航台与转弯前的飞行方向。

Step 3：系统自动计算导航台保护区绘制参数，并显示部分参数计算结果，包括：转弯率(°/s)、转弯半径(km)、风的影响(km)与C容差 (km)，然后进行屏幕绘制。

(11)气压垂直导航(FAS面)保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户输入基本航行参数：公布VPA(°)、RDH(m)、机场最低温度(℃)、入口标高(m)、机场标高(m)、中间航段长度(km)、 FAF点海拔高度(m)、复飞坡度(％)、最大VPA(°)、航空器类型、指示空速(km/h)、特定入口指示空速(km/h)与复飞面从Xz点开始向后延长距离(km)。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选跑道入口与进近方向。

Step 3：系统自动计算FAS面保护区绘制参数，并显示部分参数计算结果，包括：△Tstd(°)、温度修正(△H)、最小VPA(°)、最高温度限制(℃)、Xz、Xfas、Xfas’、Xfas“、FAS面角度(°)、FAS’面角度 (°)与FAS”面角度(°)，然后进行屏幕绘制。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的FAS面保护区，并点击障碍物评估。

Step 5：系统自动从CAD屏幕中筛选出现在该保护区内部的障碍物集合，并将该集合中的障碍物进一步划分为最后进近航段障碍物子集与中间进近航段障碍物子集。

Step 6：系统分别对Step 5得到的2个障碍物子集的每个障碍物进行评估，并显示评估结果列表。

(12)起飞航径区保护区绘制与障碍物评估：

Step 1：用户输入基本航行参数：跑道末端标高(m)。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选跑道入口、跑道末端与起飞航迹上的任一点。

Step 3：系统自动计算起飞航径区保护区绘制参数，并进行屏幕绘制。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的起飞航径区保护区，并点击障碍物评估。

四、PBN飞行程序设计模块的实施方式：

1、PBN航路点编辑器子模块：

(1)航路点批量导入功能：

Step 1：用户点选航路点批量导入按钮，并选择航路点数据文件。

Step 3：系统自动计算导入文件中各航路点的经纬度坐标。

Step 4：系统自动将导入文件中的各航路点分别与CAD屏幕中已存在的航路点进行相同性比较(航路点名称、经纬度坐标均相同)，筛选出相同的航路点放入重复航路点集合并进行提示，然后将导入文件中的非重复航路点集合显示在CAD屏幕中。

Step 5：提示未建立坐标系，返回主界面。

(2)航路点查询功能：

Step 1：用户点选航路点查询按钮。

Step 2：系统自动在当前CAD文档中搜索航路点集合。如果该集合不为空，则转到Step 3；否则，返回主界面。

Step 3：系统自动获取各航路点数据，并显示航路点数据列表。

(3)航路点批量导出功能：

Step 1：用户点选航路点查询按钮，并在当前CAD屏幕中框选航路点搜索范围。

Step 2：系统自动在航路点搜索范围中搜索航路点集合。如果该集合不为空，则转到Step 3；否则，返回主界面。

Step 3：系统自动获取各航路点数据，并导出成表格数据文件。

2、PBN程序设计子模块：

(1)PBN进场保护区绘制与障碍物评估功能：

Step 1：用户输入基本航行参数：导航规范、目标航路点类型(旁切/飞越)、转弯后航迹编码、转弯坡度(°)、转弯最大IAS(km/h)、转弯高度 (m)、风速(km/h)与温度差(°)。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选进场航线所需的航路点。

Step 3：系统自动计算进场航线保护区绘制参数，并进行屏幕绘制。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的进场航线保护区，并点击障碍物评估。

Step 5：系统自动从CAD屏幕中筛选出现在该保护区内部的障碍物集合，并将该障碍物集合进一步划分为主区障碍物子集与副区障碍物子集。

Step 6：系统分别对Step 5得到主区障碍物子集与副区障碍物子集中的每个障碍物进行评估，并显示评估结果列表。

(2)PBN航路保护区绘制与障碍物评估功能：

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选航路航段所需的航路点。

Step 3：系统自动计算航路航段保护区绘制参数，并进行屏幕绘制。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的航路航段保护区，并点击障碍物评估。

(3)“第一段指定高”PBN转弯离场保护区绘制与障碍物评估功能：

Step 1：用户输入基本航行参数：导航规范、转弯后航迹编码、转弯坡度 (°)、转弯最大IAS(km/h)、转弯高度(m)、风速(km/h)、温度差 (°)、PDG(％)、DER标高(m)、跑道长度(m)、离场转弯区最小 MOC(m)、是否末端允许转弯、是否绘制辅助线，以及是否绘制航迹线。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选离场航段所需的航路点。

Step 3：系统自动计算离场航段保护区绘制参数，并进行屏幕绘制。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的离场航段保护区，并点击障碍物评估。

Step 5：系统自动从CAD屏幕中筛选出现在该保护区内部的障碍物集合，并将该障碍物集合进一步划分为直线段障碍物子集与转弯区障碍物子集。

Step 6：系统分别对Step 5得到直线段障碍物子集与转弯区障碍物子集中的每个障碍物进行评估，并显示评估结果列表。

(4)“第一段指定点”PBN转弯离场保护区绘制与障碍物评估功能：

Step 1：用户输入基本航行参数：导航规范、目标航路点类型(旁切/飞越)、转弯后航迹编码、转弯坡度(°)、转弯最大IAS(km/h)、风速 (km/h)、温度差(°)、PDG(％)、DER标高(m)、跑道长度(m)、离场转弯区最小MOC(m)、是否末端允许转弯、是否绘制辅助线，以及是否绘制航迹线。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选离场航段所需的航路点。

(5)“第一段指定高(LNAV)”PBN转弯复飞保护区绘制与障碍物评估功能：

Step 1：用户输入基本航行参数：导航规范、转弯后航迹编码、转弯坡度 (°)、转弯最大IAS(km/h)、转弯高度(m)、风速(km/h)、温度差 (°)、机场标高(m)、入口标高(m)、MDA(m)、复飞爬升梯度 (％)、航空器类型、最后进近最大IAS(km/h)、是否允许MAPt前转弯、是否绘制辅助线，以及是否绘制航迹线。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选复飞航段所需的航路点。

Step 3：系统自动计算复飞航段保护区绘制参数，并进行屏幕绘制。

Step 4：用户在CAD屏幕上点选绘制完的复飞航段保护区，并点击障碍物评估。

(6)“第一段指定点(LNAV)”PBN转弯复飞保护区绘制与障碍物评估功能：

Step 1：用户输入基本航行参数：导航规范、转弯后航迹编码、转弯坡度 (°)、转弯最大IAS(km/h)、风速(km/h)、温度差(°)、机场标高 (m)、入口标高(m)、MDA(m)、复飞爬升梯度(％)、航空器类型、最后进近最大IAS(km/h)、是否允许MAPt前转弯、是否绘制辅助线，以及是否绘制航迹线。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选复飞航段所需的航路点。

(7)“第一段指定高(VNAV)”PBN转弯复飞保护区绘制与障碍物评估功能：

Step 1：用户输入基本航行参数：导航规范、转弯坡度(°)、转弯最大 IAS(km/h)、转弯高度(m)、风速(km/h)、温度差(°)、机场标高 (m)、入口标高(m)、DH(m)、复飞爬升梯度(％)、航空器类型、最后进近最大IAS(km/h)、HL(m)、RDH(m)、VPA(°)、是否允许 MAPt前转弯、是否绘制辅助线，以及是否绘制航迹线。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选复飞航段所需的航路点。

(8)“第一段指定点(VNAV)”PBN转弯复飞保护区绘制与障碍物评估功能：

Step 1：用户输入基本航行参数：导航规范、转弯坡度(°)、转弯最大 IAS(km/h)、风速(km/h)、温度差(°)、机场标高(m)、入口标高、DH(m)、复飞爬升梯度(％)、航空器类型、最后进近最大IAS (km/h)、HL(m)、RDH(m)、VPA(°)、是否允许MAPt前转弯、是否绘制辅助线，以及是否绘制航迹线。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选复飞航段所需的航路点。

3、PBN航迹绘制子模块：

Step 1：用户输入基本航行参数：航路点类型、转弯点指示空速 (km/h)、转弯高度(m)、转弯坡度(°)与温度差(°)。

Step 2：用户在CAD屏幕中依次点选PBN航迹所需的航路点。

Step 3：系统自动计算PBN航迹绘制参数，并进行屏幕绘制。

4、最短稳定距离的计算子模块：Step 1：用户输入两个航路点各自的基本航行参数：航路点类型、转弯点指示空速(km/h)、转弯高度(m)、转弯坡度 (°)、转弯角度(°)与温度差(°)。

Step 2：系统自动计算最短稳定距离相关参数：TRD(m)和下降梯度(％)，并进行屏幕显示。

五、航图报告模块的实施方式：

1、航图自动生成子模块：

此模块实现符合ICAO航图制作标准的标准仪表离场航图、标准仪表进场航图、仪表进近航图、机场障碍物A型图，以及机场障碍物B型图。

(1)标准仪表离场航图自动生成；最短稳定距离的计算；功能：

Step 1：用户输入航图基本数据：机场名称、跑道号、通讯频段 (ATIS/APP/TWR)、过渡高度/过渡层/QFE水平边界、航图编号，公布日期等。

Step 2：系统自动从CAD文档的离场图层中读取航迹集合，并进行适当缩放后，与航图基本数据一起进行显示。

(2)标准仪表进场航图自动生成；最短稳定距离的计算；功能：

Step 2：系统自动从CAD文档的进场图层中读取航迹集合，并进行适当缩放后，与航图基本数据一起进行显示。

(3)仪表进近航图自动生成；最短稳定距离的计算；功能：

Step 1：用户输入航图标题部分基本数据包括：机场名称、跑道号、通讯频段(ATIS/APP/TWR)、机场标高(m)、入口标高(m)、航图编号、公布日期；GP不工作时的测距与高度数据表包括：测距DME台名称、距DME台距离(nm)及其对应的程序高(m/ft)；剖面图参数包括：复飞程序描述、过渡层/过渡高度、RDH(m/ft)、定位点列表数据(定位点名称、距跑道入口距离、程序高度、定位方式)、航段OCA列表数据(航段名称、航段OCA)；着陆最低标准列表数据(ILS/DEM、VOR/DME、NDB、LNAV、目视盘旋程序的航空器类型、DH/MDH、RVR/VIS)；地速时间与下降率列表数据(复飞点/航路点名称、距离、地速-时间-下降率)。

Step 2：系统自动从CAD文档的进近图层中读取航迹集合，并进行适当缩放后，与航图基本数据一起进行显示。

2、报告模板生成子模块：

此模块实现已绘制出的保护区参数列表自动导出成word格式文件，主要包括：传统离场保护区参数、FAS保护区参数、进近转弯参数、直角或等待航线参数、基线转弯保护区参数、目视盘旋保护区参数、OAS面障碍物评估参数、目视盘旋障碍物评估参数、起飞航径区障碍物评估参数、VSS面参数、VSS面障碍物评估参数等。

以传统离场保护区参数自动导出为例的实施过程：

Step 1：用户输入传统离场保护区的基本航行参数，点击参数导出按钮。

Step 2：系统自动将相关参数导出为符合民航局相关标准的表格文件。

3、航图符号库子模块：

此模块实现航图制作中常用航图符号的绘制功能：

Step 1：用户点击航图符号库按钮，然后选择需要绘制的航图符号，并确定航图符号绘制大小与颜色。

Step 2：根据航图符号类型，用户在CAD屏幕中点选关键点坐标。

Step 3：系统绘制对应的航图符号。

六、三维飞行程序展示模块的实施方式：

Step 1：系统将设计出的飞行程序各航段的飞行航迹进行二维到三维的自动转换和拼接

Step 2：系统自动计算获得包含进场、进近、离场、复飞的完整的三维航迹。

Step 3：系统自动完成机场终端区内，三维航迹所覆盖的所有地形数据的分析。

Step 4：系统以三维动画回放方式展示飞行程序设计结果，并提供多视角查看功能。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统，其特征在于：包括应用接口层、系统中间层和平台支持层；所述应用接口层包括用户输入数据参数接口、传统仪表程序设计接口、PBN程序设计接口和目视程序设计接口；所述系统中间层包括2D/3D表示层、核心技术层和数据服务层；所述2D/3D表示层包括2D/3D图形交互接口、2D/3D图层管理接口、对话框管理接口；所述核心技术层包括实时2D/3D图形渲染引擎、数值与几何计算引擎、用户交互逻辑管理引擎、文件I/O管理引擎，以及数据库协作引擎；所述数据服务层包括2D/3D几何图元数据库、地图信息数据库和航图信息数据库；所述平台支持层主要使用CAD平台等底层支持技术。

2.根据权利要求1所述的一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统，其特征在于：还包括地理信息模块、障碍物信息模块、传统程序设计模块、PBN程序设计模块、航图报告模块与三维飞行程序展示模块。

3.根据权利要求2所述的一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统，其特征在于：所述地理信息模块包括地理坐标系设置、地理坐标系查询与导出、点坐标输入、点坐标查询、磁偏角设置与查询，以及航线(磁)方向标注。

4.根据权利要求2所述的一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统，其特征在于：所述障碍物信息模块包括障碍物文件导入、障碍物屏幕点选、障碍物信息查询与修改、障碍物信息批量导出，以及数字地图障碍物提取。

5.根据权利要求2所述的一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统，其特征在于：所述传统飞行程序设计模块包括进场航线保护区绘制、进近航段保护区绘制、复飞航段保护区绘制与障碍物评估、离场航段保护区绘制与障碍物评估、目视盘旋保护区绘制与障碍物评估，以及模板绘制与评估。

6.根据权利要求2所述的一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统，其特征在于：所述PBN程序设计模块包括航迹绘制、航路点编辑器、程序设计，以及最短稳定距离的计算。

7.根据权利要求2所述的一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统，其特征在于：所述航图报告模块包括航图自动生成、报告模板生成以及航图符号库。

8.根据权利要求2所述的一种目视与仪表飞行程序自动化辅助设计系统，其特征在于：所述三维飞行程序展示模块将绘制出的各航段保护区进行三维动态效果展示。