CN113436038A - 一种领航计算技能自动化训练与考核系统 - Google Patents

一种领航计算技能自动化训练与考核系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种领航计算技能自动化训练与考核系统，训练与考核系统包括数据规则生成模块、技能训练评判模块、计算数据模型模块、自动计时模块以及评分与考核模块。本发明提出了一种领航计算技能自动化训练与考核系统，集成提供了训练、考核、数据管理等交互功能，提升了训练积极性，降低了出卷、阻止、改卷、考核的复杂度，解决了领航计算技能训练提高与自动考核的问题。

Description

一种领航计算技能自动化训练与考核系统
技术领域
本发明涉及模拟训练技术领域，具体是指一种领航计算技能自动化训练与考核系统。
背景技术
领航计算技能是领航技能的重要组成部分。领航技能主要是通过理论学习、计算技能训练、模拟飞行、实装飞行等教学环节逐渐形成，计算技能训练是其中的重要环节，缺少计算技能就不可能形成最终的领航技能。通过领航技能训练可加强领航理论知识的理解、贯通、转化，领航计算技能是形成空中领航能力的重要组成部分，计算技能不过关，在实施空中领航中不能准确及时完成搜辨地标、判断航迹、计算数据等相应领航工作，就不能顺利完成飞行任务。形成领航计算技能比较困难，周期长，计算技能的形成符合心智技能形成的一般规律，从初步理解到熟练运用需要通过复杂、系统、不间断训练才能形成；计算技能训练枯燥，难以调动训练积极性，组训困难，出卷、组织、改卷、考核比较复杂。
为了解决上述技术问题，我们提出了一种领航计算技能自动化训练与考核系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述技术的缺陷，提供：
一种领航计算技能自动化训练与考核系统，所述训练与考核系统包括数据规则生成模块、技能训练评判模块、计算数据模型模块、自动计时模块以及评分与考核模块；
所述数据规则生成模块在满足领航规律以及实际情况的前提下，生成构建可供有效计算的领航计算数据题目，所述数据规则生成模块通过可视化数据规则的管理，可进行多机种的领航计算题目的生成；
所述技能训练评判模块分别计算出用原理模型计算的标准答案与用计算尺计算、手工作业的手工答案，并评判一个合理误差，并将误差存储到判例库中，提供给评分与考核模块用于参考答案的误差区间；
所述计算数据模型模块构建了多种标准答案的计算数学模型，所述计算数学模型包括领航基本数据计算、求风计算、改航计算、无线电领航计算、准时到达计算以及常用心算；
所述自动计时模块用于自动对考试时间进行记录；
所述评分与考核模块将上传答案与标准答案以及判例库进行比对，得出考核成绩及评分。
作为改进，所述数据规则生成模块生成的数据包括数据范围规则、数据正负规则、数据规律规则、数据逻辑规则、数据间断规则、数据分布规律。
作为改进，所述领航基本数据计算包括航向(X)换算、高度表修成误差、空速表修正误差、转弯诸元计算、爬高求地速计算、下滑计算、已知偏流求应飞航向计算、速度距离时间换算、气象风换算成航行风、航迹角航向偏流换算。
作为改进，所述求风计算包括求风角、已知气象风求偏流地速应飞航向、已知偏流地速求风、求风预计航行资料。
作为改进，所述改航计算包括用垂直观测角求水平距离、按偏离角改航、按航迹修正角改航。
作为改进，所述无线电领航计算包括基本角度换算、按180度出航求电台方位角、向台求偏航角、背台求偏流角、45度截距法定位。
作为改进，所述准时到达计算包括调整速度准时到达以及转弯绕飞准时到达。
作为改进，所述常用心算包括求PL、求地速、心算补偿距离、心算改航角系数以及不同速度下一分钟所经过的距离。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明提出了一种领航计算技能自动化训练与考核系统，集成提供了训练、考核、数据管理等交互功能，提升了训练积极性，降低了出卷、阻止、改卷、考核的复杂度，解决了领航计算技能训练提高与自动考核的问题。
附图说明
图1是角度误差示意图。
图2是数学模型。
图3是航向换算原理图。
图4是气象风换算原理图。
图5是航迹角、航向和偏流的换算原理图。
图6是已知偏流求应飞航向原理图。
图7是爬高求地速原理图。
图8是下滑计算原理图。
图9是计算风角原理图。
图10是已知气象风求偏流、地速、应飞航向原理图。
图11是已知偏流、地速，求风示意图。
图12是垂直观测角与水平距离。
图13是按偏离角改航示意图。
图14是按航迹修正角改航示意图。
图15是基本角度换算示意图。
图16是按180°出航求电台方位角。
图17是电台相对方位角不变，用航向判断偏航。
图18是背台求偏流角示意图。
图19是45°截距法定位原理图。
图20是数据生成规则管理界面。
图21是评判规则管理界面。
图22是训练界面。
图23是考核界面。
具体实施方式
下面结合附图对一种领航计算技能自动化训练与考核系统做进一步的详细说明。
结合附图，图1～23，一种领航计算技能自动化训练与考核系统，训练与考核系统包括数据规则生成模块、技能训练评判模块、计算数据模型模块、自动计时模块以及评分与考核模块；
数据规则生成模块在满足领航规律以及实际情况的前提下，生成构建可供有效计算的领航计算数据题目，数据规则生成模块通过可视化数据规则的管理，可进行多机种的领航计算题目的生成；
技能训练评判模块分别计算出用原理模型计算的标准答案与用计算尺计算、手工作业的手工答案，并评判一个合理误差，并将误差存储到判例库中，提供给评分与考核模块用于参考答案的误差区间；
计算数据模型模块构建了多种标准答案的计算数学模型，计算数学模型包括领航基本数据计算、求风计算、改航计算、无线电领航计算、准时到达计算以及常用心算；
自动计时模块用于自动对考试时间进行记录；
评分与考核模块将上传答案与标准答案以及判例库进行比对，得出考核成绩及评分。
本实施例中，数据规则生成模块生成的数据包括数据范围规则，如空速范围；数据正负规则，如PL；数据规律规则，如罗差表、仪表误差表数据需要根据罗差表、仪表误差表生成，可采用曲线拟合方法实现；数据逻辑规则，如时间的先后；数据间断规则，高度的个位为0，在高度表很难读出；数据分布规律，如正态分布。
本实施例中，领航基本数据计算包括航向(X)换算、高度表修成误差、空速表修正误差、转弯诸元计算、爬高求地速计算、下滑计算、已知偏流求应飞航向计算、速度距离时间换算、气象风换算成航行风、航迹角航向偏流换算。
本实施例中，求风计算包括求风角、已知气象风求偏流地速应飞航向、已知偏流地速求风、求风预计航行资料。
本实施例中，改航计算包括用垂直观测角求水平距离、按偏离角改航、按航迹修正角改航。
本实施例中，无线电领航计算包括基本角度换算、按180度出航求电台方位角、向台求偏航角、背台求偏流角、45度截距法定位。
本实施例中，准时到达计算包括调整速度准时到达以及转弯绕飞准时到达。
本实施例中，常用心算包括求PL、求地速、心算补偿距离、心算改航角系数以及不同速度下一分钟所经过的距离。
本发明在技能训练评判模块中，根据不同种类技能的原理，用原理模型计算的标准答案与用计算尺计算、手工作业之间存在系统误差。为准确对训练结果进行评判，需要根据模型计算结果数据与利用计算尺计算结果数据进行比对，允许用计算尺计算与用模型计算之间存在一定误差，对不同种类计算结果比对采用不同的误差，各类不同，误差也不相同。误差存储在评判库中，便于修改，适应训练人员不同精度的训练需求和适应不同的计算尺计算精度。对于一般误差数据的判断，只需要判断数据之差即可，但对于角度误差这种值的判断不一样。某种计算技能利用计算模型计算标准答案为α，允许误差为2Δ，即在α左右各为Δ范围内都应为正确答案。假如α＝358°，Δ＝10°，计算尺计算值为β＝3°，误差Δ′＝|β-α|＝353°，如果根据差值来判断，计算尺计算误差Δ′＞Δ，大于允许误差，应该不是正确答案，而根据实际情况来看，应该是正确答案。所以，对于角度这种循环值，计算误差的方法不对。
Figure BDA0003121874800000041
本发明在计算数据模型模块中，具体包括
(1)基本数据计算
a.航向换算
根据磁差和罗差进行真航向、磁航向和罗航向三者之间的换算原理图如图3所示。
公式：
ZX＝CX+△C
CX＝ZX－△C
ZX＝LX+△L+△C
LX＝ZX－△L－△C
b.速度计算
根据空速表的仪表误差求修正表速，以及根据飞行高度、空中温度修正空速表的密度误差。
公式：
Figure BDA0003121874800000042
c.高度计算
根据高度表的仪表误差求修正表高，以及根据空中温度、修正表高修正气压式高度表的气温误差，求气压高。
公式：
Figure BDA0003121874800000051
H标修＝H标表+ΔH表
d.速度、距离、时间换算
速度、时间和距离三者之间的换算。
公式：
Figure BDA0003121874800000052
e.气象风换算成航行风
根据气象风向和气象风速换算成航行风向和航行风速原理如图4所示。
公式：
CFX航＝ZFX气±180°－△C
U航＝U气×3.6
f.航迹角、航向和偏流的换算
航迹角、航向和偏流三者之间的换算原理如图5所示。
公式：
HJ＝HX+PL
g.根据已知偏流求应飞航向
根据航线角和偏流求应飞航向原理如图6所示。
公式：
CX应＝CHX－PL
h.转弯诸元计算
包括根据转弯速度与转弯坡度求转弯半径，根据转弯速度、转弯坡度和转弯角度求转弯时间，根据转弯速度和转弯时间求转弯弧长。
公式：
Figure BDA0003121874800000053
Figure BDA0003121874800000054
Figure BDA0003121874800000055
i.爬高求地速
根据平飞表速、爬升表速、爬升时间、计算补偿距离，再根据补偿距离和已飞时间计算平均地速，如图7所示。
公式：
△S＝(V平表－V上表)t上升
W＝(S已+△S)/t已飞
j.下滑计算
根据需要下滑的高度和下降率计算下滑时间，如图8所示。
公式：
Figure BDA0003121874800000061
(2)求风计算
a.求风角
根据航行风向和航迹角计算风角的原理如图9所示。
公式：
FJ＝CFX航-CHJ
b.已知气象风求偏流、地速、应飞航向
根据磁差将气象风向换算成航行风向，将气象风速换算成航行风速，再根据航行风、真空速和航线角求偏流、地速、应飞航向，如图10所示。
公式：
Figure BDA0003121874800000062
W＝V+UcosFJ
c.已知偏流、地速，求风
根据空速向量、偏流和地速，利用计风仪求出空中风，如图11所示。
公式：
Figure BDA0003121874800000063
W＝V+UcosFJ
d.求风、预计航行资料
根据航线飞行的距离和时间计算出地速；再根据空速向量、偏流和地速，利用计风仪求出空中风；最后根据已知的下一边航线角求出预计的下一边的航行资料，即下一边的偏流、地速和应飞航向。
公式：
Figure BDA0003121874800000071
W＝V+UcosFJ
(3)改航计算
a.用垂直观测角求水平距离
根据真高和垂直观测角计算直升机位置与检查点之间的水平距离，如图12所示。
公式：
S水平＝H真×tgZG
b.按偏离角改航
根据偏航距离和未飞距离计算出偏离角，然后进一步计算出改航后新的航线角，最后根据偏流计算出新的应飞航向，如图13所示。
公式：
CHX新＝CHX原±LJ
CX新应＝CHX新－PL
c.按航迹修正角改航
根据偏航距离、已飞距离和未飞距离计算出偏航角和偏离角，然后进一步计算出航迹修正角，最后根据平均航向和航迹修正角计算出新的应飞航向，如图14所示。
公式：
X应＝X预±XZ
(4)无线电领航计算
a.基本角度换算
利用无线电领航的两个基本公式，进行航向、电台方位角、飞机方位角、电台相对方位角四者之间的换算，如图15所示。
公式：
CDF＝CX+DXF
CFF＝CDF±180°
b.按180°出航求电台方位角
根据着陆航向和航线角计算转弯角度和转弯补充角，然后计算出出控制转弯时的预定电台方位角，如图16所示。
公式：
Figure BDA0003121874800000081
ZW＝CX着反-CHX(左航线)
ZW＝CHX+CX着反(右航线)
得出α后，则可算出预定电台方位角：
Figure BDA0003121874800000082
(左“-”，右“+”)
c.向台求偏航角
根据航线角和电台方位角计算偏离角。
原理如图17所示。
公式：
LJ＝∣CHX原-CHX新∣＝∣CHX原-CDF∣
即：
LJ＝∣CHX-CX∣
d.背台求偏流角
包括背台飞行中根据飞机方位角和航向计算偏流，根据飞机方位角和航线角计算偏航角，以及不准确通过起点时修正航迹的修正角和修正后的应飞航向,如图18所示。
公式：
CHJ均＝CFF
PL＝CFF-CX均
PH＝CFF-CHX
PL＝DXF均-180°
e.45°截距法定位
根据地速和电台到航线的垂直距离计算直升机距离电台的位置,如图19所示。
公式：
S′＝W×t
S偏＝S-S′
(5)准时到达
a.按应飞地速调整应飞真空速
公式：
Figure BDA0003121874800000091
ΔW＝W应-W原V表应＝V表原±ΔW
b.按预定的速度修正量调整速度
公式：
Figure BDA0003121874800000092
或
Figure BDA0003121874800000093
注：ΔW——地速修正量；Δt——早到或晚到的时间差；t——预定的飞行时间；W——飞机的地速。
c.在预定的飞行时间内调整速
公式：
Figure BDA0003121874800000094
或
Figure BDA0003121874800000095
实施例一
主要构建数据生成包括：数据范围规则(如空速范围)、数据正负规则(如PL)、数据规律规则(如罗差表、仪表误差表的曲线拟合)、数据逻辑规则(如时间的先后)、数据间断规则(高度的后位为0，在高度表很难读出)、数据分布规律(正态分布)等,实现数据可视化管理。如图20所示。
实施例二
根据不同种类技能的原理，用计算尺计算、手工作业、判断与用模型计算存在系统误差，为准确对训练结果进行评判，需要根据计算尺的计算原理、实际计算比对，允许用计算尺计算与用模型计算之间存在一定误差，对不同种类计算结果比对采用不同的误差，这个误差存储在证券库中，便于修改，适应训练人员不同的训练需求和适应不同的计算尺计算精度。评判库示意如图21所示。
实施例三
进行训练模式，自动生成随机训练数据，显示在表格中，在表格中填写计算数据，可显示正确答案、计算时间，如图22所示。
实施例四
进行考核模式，自动生成随机考核数据，显示在表格中，在表格中填写计算数据，自动计时，考核时间到，自动终止考核，显示正确答案、计算时间、考核分数等数据，如图23所示。
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 (8)

1.一种领航计算技能自动化训练与考核系统，其特征在于：所述训练与考核系统包括数据规则生成模块、技能训练评判模块、计算数据模型模块、自动计时模块以及评分与考核模块；
所述数据规则生成模块在满足领航规律以及实际情况的前提下，生成构建可供有效计算的领航计算数据题目，所述数据规则生成模块通过可视化数据规则的管理，可进行多机种的领航计算题目的生成；
所述技能训练评判模块分别计算出用原理模型计算的标准答案与用计算尺计算、手工作业的手工答案，并评判一个合理误差，并将误差存储到判例库中，提供给评分与考核模块用于参考答案的误差区间；
所述计算数据模型模块构建了多种标准答案的计算数学模型，所述计算数学模型包括领航基本数据计算、求风计算、改航计算、无线电领航计算、准时到达计算以及常用心算；
所述自动计时模块用于自动对考试时间进行记录；
所述评分与考核模块将上传答案与标准答案以及判例库进行比对，得出考核成绩及评分。
2.根据权利要求1所述的一种领航计算技能自动化训练与考核系统，其特征在于：所述数据规则生成模块生成的数据包括数据范围规则、数据正负规则、数据规律规则、数据逻辑规则、数据间断规则、数据分布规律。
3.根据权利要求2所述的一种领航计算技能自动化训练与考核系统，其特征在于：所述领航基本数据计算包括航向(X)换算、高度表修成误差、空速表修正误差、转弯诸元计算、爬高求地速计算、下滑计算、已知偏流求应飞航向计算、速度距离时间换算、气象风换算成航行风、航迹角航向偏流换算。
4.根据权利要求2所述的一种领航计算技能自动化训练与考核系统，其特征在于：所述求风计算包括求风角、已知气象风求偏流地速应飞航向、已知偏流地速求风、求风预计航行资料。
5.根据权利要求2所述的一种领航计算技能自动化训练与考核系统，其特征在于：所述改航计算包括用垂直观测角求水平距离、按偏离角改航、按航迹修正角改航。
6.根据权利要求2所述的一种领航计算技能自动化训练与考核系统，其特征在于：所述无线电领航计算包括基本角度换算、按180度出航求电台方位角、向台求偏航角、背台求偏流角、45度截距法定位。
7.根据权利要求2所述的一种领航计算技能自动化训练与考核系统，其特征在于：所述准时到达计算包括调整速度准时到达以及转弯绕飞准时到达。
8.根据权利要求2所述的一种领航计算技能自动化训练与考核系统，其特征在于：所述常用心算包括求PL、求地速、心算补偿距离、心算改航角系数以及不同速度下一分钟所经过的距离。
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