CN114443665A - 一种可视化测试用导航数据库数据创建和管理系统 - Google Patents
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Abstract
一种可视化测试用导航数据库数据创建和管理系统，包含测试用导航数据库可视化配置表编辑模块、水平剖面飞行程序编辑模块、垂直剖面飞行程序编辑模块、基本属性表格编辑模块、数据重组导出模块，提供可定义且可扩展的测试用导航数据库可视化配置表，然后通过可编辑化的水平飞行程序窗口和垂直飞行程序窗口对飞行程序进行初步编辑，然后在基本属性表格中对跑道、航路点、导航台、离场程序、进场程序、进近程序的每个参数进行详细编辑，从而实现生成能够充分验证飞行管理系统功能所需的测试用导航数据库，为飞行管理系统各功能提供质量保障。
Description
技术领域
本发明属于飞行管理系统技术领域，涉及一种可视化测试用导航数据库数据创建和管理系统，将EXCEL文件转换成二进制文件后，通过人机界面可视化方式创建可以加载到飞行管理系统的测试用导航数据库。
背景技术
飞行管理系统(FMS)是飞机上重要的航空电子系统，飞行管理系统工作性能的好坏直接影响飞机飞行过程中的全剖面飞行管理能力，因此飞行管理系统的需求确认和验证工作十分关键。
美国JEPPESEN公司或中国民航局提供的标准导航数据库都是按照各AIP和机场实际情况制作的，其数据符合ARINC424标准，但不能覆盖ARINC424所包含的内容，比如，ARINC424标准中有PI航段，但是官方发布的导航数据库文件中没有包含PI航段的进离场程序，且数据库中不包含异常情况，造成FMS不能对不符合ARINC424标准的导航数据库数据进行验证。因此，在对飞行管理系统功能进行测试时，会出现无法找到合适的导航数据以支持编写飞行管理系统功能的测试程序的情况。未经过全面验证的飞行管理系统，会给之后加装的飞行器带来潜在的飞行安全问题。
发明内容
为了能高效制作测试飞行管理系统功能所需的、标准导航数据库中缺少的导航数据库数据，本发明的发明目的在于提供一种可视化测试用导航数据库数据创建和管理系统，以支持飞行管理系统测试验证工作。
本发明的发明目的通过以下技术方案实现。
一种可视化测试用导航数据库数据创建和管理系统，包含测试用导航数据库可视化配置表编辑模块、水平剖面飞行程序编辑模块、垂直剖面飞行程序编辑模块、基本属性表格编辑模块、数据重组导出模块；
测试用导航数据库可视化配置表编辑模块在测试用导航数据库可视化配置表中将测试用导航数据分为固定值参数、用户输入参数和自动生成参数，读取标准导航数据库EXCEL格式文件后转换成二进制文件进行解析；然后在可视化配置窗口中显示固定值参数和用户输入参数的值供用户编辑，以及由预先设计好的软件代码根据一定判断条件对标准导航数据、实时的固定值参数和实时的用户输入参数自动计算后填入自动生成参数的值；
水平剖面飞行程序编辑模块从基本属性表格编辑模块中读取基本属性表格里相关内容并在水平图形化窗口显示，供用户创建编辑跑道、航路点、导航台、航段、航线的水平信息，初步生成水平飞行程序信息，该水平飞行程序信息应用于机场、跑道、航路点、导航台、航线、离场程序、进场程序、进近程序的测试用导航数据库文件；；
垂直剖面飞行程序编辑模块从基本属性表格编辑模块中读取基本属性表格里相关内容并在垂直飞行程序窗口显示，供用户编辑跑道、航路点、导航台的垂直高度，初步生成飞行程序高度约束信息，该飞行程序高度约束信息应用于航线、离场程序、进场程序、进近程序的测试用导航数据库文件；
基本属性表格编辑模块预先设置好机场、跑道、航路点、导航台、航线、离场程序、进场程序、进近程序的基本属性表格，将测试用导航数据库可视化配置表中的用户输入参数、水平剖面飞行程序编辑模块生成的水平飞行程序信息和垂直剖面飞行程序编辑模块生成的飞行程序高度约束信息填入基本属性表格，并显示在基本属性表格编辑窗口供用户对基本属性表格进行修改，生成包含机场、跑道、航路点、导航台、航线、离场程序、进场程序、进近程序的测试用导航数据库文件的最终飞行程序文件；
数据重组导出模块将测试用导航数据库可视化配置表编辑模块生成的固定值参数、自动生成参数和基本属性表格编辑模块生成的飞行程序文件进行重组，生成完整的测试用导航数据库数据后转成EXCEL格式文件后进行导出。
进一步，基本属性表格编辑模块还提供数据绑定功能，将水平图形化窗口、垂直飞行程序窗口与基本属性表格编辑窗口中的有关联关系的参数的进行绑定，若某个参数变动，其它窗口相应的参数会从新计算，并将计算结果显示在各个窗口上。
进一步，基本属性表格编辑模块还提供对飞行程序文件进行校验的功能。
进一步，基本属性表格编辑模块还提供对校验功能的开启和停止。
本发明的有益效果在于：本发明充分利用了测试用导航数据库可视化配置表的灵活性和动态扩展性，提供可定义且可扩展的测试用导航数据库航空公司用户文件及其参数模板。然后通过可编辑化的水平飞行程序窗口和垂直飞行程序窗口对飞行程序进行初步编辑，然后在基本属性表格中对跑道、航路点、导航台、离场程序、进场程序、进近程序的每个参数进行详细编辑，从而实现生成能够充分验证飞行管理系统功能所需的测试用导航数据库，为飞行管理系统各功能提供质量保障。此发明能高效、便捷定制客户需要的飞行管理系统测试所需的测试用导航数据库数据内容，奠定了飞行管理系统的一种可视化测试用导航数据库工程化应用的基础。
附图说明
图1为可视化测试用导航数据库数据创建和管理系统的数据流程示意图。
图2为可视化配置窗口示意图。
图3为ARINC424标准校验功能启、停示意图。
图4为水平图形化窗口示意图。
图5为垂直飞行程序窗口示意图。
图6为基本属性表格示意图。
图7为测试用导航数据库数据制造系统样例。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
参见图1所示，本实施例所示的一种可视化测试用导航数据库数据创建和管理系统包含测试用导航数据库可视化配置表编辑模块、水平剖面飞行程序编辑模块、垂直剖面飞行程序编辑模块、基本属性表格编辑模块、数据重组导出模块。
(一)测试用导航数据库可视化配置表编辑模块
测试用导航数据库可视化配置表编辑模块在测试用导航数据库可视化配置表中将测试用导航数据分为固定值参数、用户输入参数和自动生成参数，读取标准导航数据库EXCEL格式文件后转换成二进制文件进行解析；然后在可视化配置窗口中显示固定值参数和用户输入参数的值供用户编辑，以及由预先设计好的软件代码根据一定判断条件对标准导航数据、实时的固定值参数和实时的用户输入参数自动计算后填入自动生成参数的值；
标准导航数据库EXCEL格式文件是根据ARINC424标准ARINC 424-17RECORDFORMAT和5.0NAVIGATION DATA-FIELD DEFINITIONS，团队内部制作的一种可视化的符合ARINC424标准格式要求的导航数据库，方便用户查找相应数据。
如图2所示，为了增强测试用导航数据库的可扩展性，适应不同机型、不同ARINC424标准航空公司用户文件格式要求，同时也为了满足不同阶段的测试需求，本实施例采用可视化的测试用导航数据库文件的配置和存储方式。本实施例使用的测试用导航数据库格式与标准导航数据库的格式、范围、精度、数据类型等保持一致。测试用导航数据库可视化配置表囊括各航空公司用户文件及其相应的固定值参数、自动生成参数和用户输入参数。其中：固定值参数是对大多数测试用导航数据库数据没有影响的参数，例如，采用固定值参数来描述跑道、航段等数据类型的其它参数，这些参数对飞行计划、水平引导、垂直引导读取导航数据库的没有影响，为方便用户，写成固定值；用户输入参数是对测试用导航数据库数据有非常大的影响的，一旦变动会直接影响测试效果的参数，例如采用Identifier等用户输入参数来定义跑道、航段等数据类型的标识、形态和具体位置。自动生成参数是可以由软件自动判断，而后生成的参数例如，采用Customer/Area Code等自动生成参数由软件自动判断并填入，降低由用户填入这些参数出错的概率。
作为举例说明，基于ARINC424标准ARINC 424-17RECORD FORMAT，在不同的文件中，应包括以下信息：
(1)机场文件：
a)固定值参数：
(a)Record Type，Record类型；
(b)Customer/Area Code，地理区域，EEU；
(c)Section Code，大类标识附，P；
(d)SubSection Code，小类标识符，G；
(e)Continuation Record Number；
(f)Speed Limit，速度限制；
b)用户输入参数：
(a)Airport ICAO Identifier，机场标识符；
(b)Airport Reference Pt.Latitude，机场参考纬度；
(c)Airport Reference Pt.Longitude，机场参考经度；
(d)Magnetic Variation，机场磁差；
(e)Airport Elevation，机场高度；
(2)跑道文件：
a)固定值参数：
(a)Customer/Area Code，地理区域，EEU；
(b)Section Code，大类标识附，P；
(c)SubSection Code，小类标识符，G；
(d)Runway Magnetic Bearing磁/真方位，M；
(e)Runway Width，跑道宽度，190；
(f)File Record NO.，记录序号，75253；
(g)Cycle Date，记录更新周期，702；
b)自动生成参数：
(a)Airport ICAO Identifier，机场标识符；
(b)ICAO code，ICAO区域代码；
c)用户输入参数：
(a)Runway Identifier，机场跑道标识符；
(b)Runway Length，机场跑道长度；
(c)Runway Bearing，机场跑道方位；
(d)Runway Latitude，纬度；
(e)Runway Longitude，经度；
(f)Landing Threshold Elevation，跑道入口高度；
(3)终端区程序文件：
a)固定值参数：
(a)Record Type，记录类型，S；
(b)Customer/Area Code，地理区域，EEU；
(c)RECD NAV Section，推荐助航设备所属大类标识符，D/D/P；
(d)Transition Altitude，过渡高度层，9850/11800/11800；
(e)Speed Limit，速度限制，250；
(f)Section Code，圆心为导航设备的大类标识符，□/D/P；
(g)File Record Number.，记录序号，75253；
(h)Cycle Date，记录更新周期，702；
b)自动生成参数：
(a)Airport Ident，机场标识符；
(b)ICAO code，ICAO区域代码；
(c)Sequence No.，序列号；
(d)Route Type，航路类型；
c)用户输入参数：
(a)SID/STAR/Approach Identifier，终端区程序标识符；
(b)Transition Identifier，终端区过渡程序标识符；
(c)Fix ident，固定点名称；
(d)Waypoint Description Code，航路点描述代码；
(e)Turn Direction，转弯方向；
(f)Path and Termination，航段类型；
(g)Recommend Navaid，推荐助航系统；
(h)ARC Raidus，转弯半径；
(i)Altitude Description，经过固定点时，必须满足的高度要求；
(j)Altitude1，高度值，一般为最大值；
(k)Altitude2，高度值，一般为最小值；
(l)Altitude Description，经过固定点时，必须满足的高度要求；
(m)Altitude1，高度值，一般为最大值；
(n)Altitude2，高度值，一般为最小值；
(4)航路点文件：
a)固定值参数：
(a)Record Type，记录类型，S；
(b)File record NO.，记录序号，75253；
(c)Cycle Date，记录更新周期，702；
b)自动生成参数：
(a)Customer/Area Code，地理区域，EEU；
c)用户输入参数：
(a)Waypoint Identifier，航路点标识符；
(b)Latitude，维度；
(c)Longitude，经度；
(5)导航台文件：
a)固定值参数：
(a)Record Type，记录类型，S；
(b)File record NO.，记录序号，75253；
(c)Cycle Date，记录更新周期，702；
b)自动生成参数：
(a)Customer/Area Code，地理区域，EEU；
c)用户输入参数：
(a)Identifier，导航台标识符；
(b)Latitude，维度；
(c)Longitude，经度；
(6)航线文件：
a)固定值参数：
(a)Record Type，记录类型，S；
(b)Section Code，大类标识符，E；
(c)Subsection Code，小类标识符，R；
(d)File record NO.，记录序号，75253；
(e)Cycle Date，记录更新周期，702；
b)自动生成参数：
(a)Customer/Area Code，地理区域；
(b)Sequence No.，序列号；
c)用户输入参数：
(a)Route Identifier，航线标识符；
(b)Fix Identifier，固定点标识符；
(c)Outbound Magnetic Course，出航航向；
(d)Route Distance From，航段距离；
(e)Inbound Magnetic Course，入航航向；
(f)Minimum Altitude1，固定点转弯形成扇形区的最小高度；
(g)Maximum Altitude，最大高度限制；
(二)水平剖面飞行程序编辑模块
水平剖面飞行程序编辑模块从基本属性表格编辑模块中读取基本属性表格里相关内容并在水平图形化窗口显示，供用户创建编辑跑道、航路点、导航台、航段、航线等数据的水平信息，初步生成水平飞行程序信息，该水平飞行程序信息应用于机场、跑道、航路点、导航台、航线、离场程序、进场程序、进近程序的测试用导航数据库文件。
如图4所示，为了能够快速创建跑道、航路点、导航台、航段、航线等数据类型的测试用导航数据库文件，本实施例以直观的方法，供用户在水平图形化窗口对机场、跑道、航路点、导航台、等对象的编辑后，初步生成水平飞行程序信息，例如在水平图形化窗口创建航路点后，会在航路点和离场程序的测试用导航数据库文件中加入相关数据。
作为举例说明，本实施例所示的水平飞行程序编辑模块提供了机场、跑道、航路点、导航台的创建及编辑、快捷键的设置、水平飞行程序窗口地图图层的叠加、地图属性的编辑等信息，并支持在水平飞行程序窗口载入编辑信息，方便用户使用。水平飞行程序基本编辑内容应包括以下信息：
(1)基本操作
a)复制；
b)粘贴；
c)剪切；
d)撤销；
e)全选；
f)保存；
g)上下移动水平飞行程序编辑窗口；
h)左右移动水平飞行程序编辑窗口；
i)缩放水平飞行程序编辑窗口；
j)拖动水平飞行程序编辑窗口；
k)拖动水平飞行程序编辑窗口元素。
(2)元素
a)跑道；
b)航路点；
c)导航台；
d)连接线。
(3)地图属性
a)经纬线设置；
b)地图投影设置；
c)在线/离线地图叠加设置；
d)比例尺设置。
(三)垂直剖面飞行程序编辑模块
垂直剖面飞行程序编辑模块从基本属性表格编辑模块中读取基本属性表格里相关内容并在垂直飞行程序窗口显示，供用户编辑跑道、航路点、导航台等数据类型的垂直高度，初步生成飞行程序高度约束信息，飞行程序高度约束信息应用于航线、离场程序、进场程序、进近程序的测试用导航数据库文件
如图5所示，为了能够快速编辑跑道、航路点、导航台等数据类型的垂直高度，本实施例所示的垂直剖面飞行程序编辑模块以直观的方法，在垂直飞行程序窗口编辑跑道、航路点、导航台等数据类型的垂直高度，用于初步生成飞行程序高度约束信息。每种数据类型的高度参数对应一个或多个测试用导航数据库文件。本发明通过在垂直飞行程序窗口上垂直拖动跑道、航路点、导航台等对象，实现其高度的编辑。垂直飞行程序基本编辑内容应包括以下信息：
(1)基本操作
a)上下移动水平飞行程序编辑窗口；
b)左右移动水平飞行程序编辑窗口；
c)放大/缩小水平飞行程序编辑窗口；
d)拖动水平飞行程序编辑窗口；
e)上下拖动航路点。
(2)其它
a)测绘；
b)窗口缩放。
(四)基本属性表格编辑模块
基本属性表格编辑模块预先设置好机场、跑道、航路点、导航台、航线、离场程序、进场程序、进近程序等数据类型的基本属性表格，将测试用导航数据库可视化配置表中的用户输入参数、水平剖面飞行程序编辑模块生成的水平飞行程序信息和垂直剖面飞行程序编辑模块生成的飞行程序高度约束信息填入基本属性表格，并显示在基本属性表格编辑窗口供用户对不同数据类型的基本属性表格进行修改，生成包含机场、跑道、航路点、导航台、航线、离场程序、进场程序、进近程序的测试用导航数据库文件的最终飞行程序文件。
如图6所示，用户开始编辑各个数据类型的基本属性时，测试用导航数据库可视化配置表中的用户输入参数、水平剖面飞行程序编辑模块生成的水平飞行程序信息和垂直剖面飞行程序编辑模块生成飞行程序高度约束信息显示在各数据类型的基本属性编辑窗口。通过对每个数据类型的基本属性表格进行编辑，用户便可以随时根据飞行管理系统验证需求，新增、删除、剪切、粘贴和修改机场、跑道、航路点、导航台、离场程序、进场程序、进近程序等航空公司文件的条目化内容，进而修改其基本属性，从而达到对飞行程序进行详细编辑的目的。
对于已存在的离场程序、进场程序、进近程序、航线的航段具体参数进行编辑后，引起的数据变动，应参考航段参数变动对照表，图7中给出了CI航段的航段参数变动对照表。
基本属性表格编辑模块还提供数据绑定功能，将水平图形化窗口、垂直飞行程序窗口与基本属性表格编辑窗口中的参数的进行绑定，若某个参数变动，其它窗口相应的参数会从新计算，并将计算结果显示在各个窗口上。作为举例说明，可以绑定的参数有：
对于水平图形化窗口来说，
(a)Fix ident，固定点名称；
(b)Waypoint Description Code，航路点描述代码；
(c)Turn Direction，转弯方向；
(d)Path and Termination，航段类型；
(e)Recommend Navaid，推荐助航系统；
(f)ARC Raidus，转弯半径；
对于垂直飞行程序窗口来说，
(a)Altitude Description，经过固定点时，必须满足的高度要求；
(b)Altitude1，高度值，一般为最大值；
(c)Altitude2，高度值，一般为最小值；
基本属性表格编辑模块还提供对飞行程序文件进行校验的功能。作为举例说明，针对飞行管理系统进行鲁棒性验证，本实施例中是根据ARINC 424标准附录5PATH ANDTERMINATOR中表Beginning and Ending Leg Types、表Leg Sequencing、表Leg DataFields Table 3对导航数据的规定，校验是否符合23类航段组合标准；校验离场程序、进近程序等程序的起始航段与结束航段是否属于标准规定内容；校验23类航段涵盖其必填、选填和不适用的参数是否正确；校验每类参数的数据范围、数据类型及精度是否正确。通过对测试用导航数据库数据的校验才能保证其符合质量要求，满足ARINC 424对导航数据库数据的检验、飞行管理系统验证对测试用导航数据库的应用需求。
如图3所示，基本属性表格编辑模块还提供对校验功能的开启和停止。
(五)数据重组导出模块
将测试用导航数据库可视化配置表编辑模块生成的固定值参数、自动生成参数和基本属性表格编辑模块生成的飞行程序文件进行重组，生成完整的测试用导航数据库数据后转成EXCEL格式文件后进行导出。
综上所述，可视化测试用导航数据库数据创建和管理系统的整体流程为，从标准导航数据库EXCEL格式文件中，读取并解析数据。通过“测试用导航数据库可视化配置表”功能，对航空公司用户各文件参数的状态“固定值”“自动生成”“用户输入”进行设置。导航数据库EXCEL中的数据根据“测试用导航数据库可视化配置表”中的配置，将被设置为“用户输入参数”的参数及其对应的航空公司用户文件名称(例如，机场文件、跑道文件、离场程序文件、进场程序、航路点文件、导航台文件等)，发送并显示在“基本属性表格”中。用户根据实际情况，编辑“基本属性表格”中的参数数据。用户可在“水平飞行程序窗口”将根据“基本属性表格编辑区域”具体信息，显示水平剖面飞行程序。用户将根据实际情况，对水平剖面飞行程序进行编辑。用户可在“垂直飞行程序窗口”将根据“基本属性表格编辑区域”具体信息，显示垂直剖面飞行程序。用户将根据实际情况，对水平剖面飞行程序进行编辑。“基本属性表格”、“水平剖面飞行程序”与“垂直剖面飞行程序”相关数据具有数据绑定和联动功能，改变其中的一个参数，相关联的参数随之变化。支持根据ARINC 424标准对数据进行实时校验。支持根据“测试用导航数据库可视化配置表”对数据范围、类型等进行实时校验。最后将用可视化方式编辑好的测试用导航数据库数据导出、并生成EXCEL文件。
Claims (4)
1.一种可视化测试用导航数据库数据创建和管理系统，包含测试用导航数据库可视化配置表编辑模块、水平剖面飞行程序编辑模块、垂直剖面飞行程序编辑模块、基本属性表格编辑模块、数据重组导出模块，其特征在于：
测试用导航数据库可视化配置表编辑模块在测试用导航数据库可视化配置表中将测试用导航数据分为固定值参数、用户输入参数和自动生成参数，读取标准导航数据库EXCEL格式文件后转换成二进制文件进行解析；然后在可视化配置窗口中显示固定值参数和用户输入参数的值供用户编辑，以及由预先设计好的软件代码根据一定判断条件对标准导航数据、实时的固定值参数和实时的用户输入参数自动计算后填入自动生成参数的值；
水平剖面飞行程序编辑模块从基本属性表格编辑模块中读取基本属性表格里相关内容并在水平图形化窗口显示，供用户创建编辑跑道、航路点、导航台、航段、航线的水平信息，初步生成水平飞行程序信息，该水平飞行程序信息应用于机场、跑道、航路点、导航台、航线、离场程序、进场程序、进近程序的测试用导航数据库文件；
垂直剖面飞行程序编辑模块从基本属性表格编辑模块中读取基本属性表格里相关内容并在垂直飞行程序窗口显示，供用户编辑跑道、航路点、导航台的垂直高度，初步生成飞行程序高度约束信息，该飞行程序高度约束信息应用于航线、离场程序、进场程序、进近程序的测试用导航数据库文件；
基本属性表格编辑模块预先设置好机场、跑道、航路点、导航台、航线、离场程序、进场程序、进近程序的基本属性表格，将测试用导航数据库可视化配置表中的用户输入参数、水平剖面飞行程序编辑模块生成的水平飞行程序信息和垂直剖面飞行程序编辑模块生成的飞行程序高度约束信息填入基本属性表格，并显示在基本属性表格编辑窗口供用户对基本属性表格进行修改，生成包含机场、跑道、航路点、导航台、航线、离场程序、进场程序、进近程序的测试用导航数据库文件的最终飞行程序文件；
数据重组导出模块将测试用导航数据库可视化配置表编辑模块生成的固定值参数、自动生成参数和基本属性表格编辑模块生成的飞行程序文件进行重组，生成完整的测试用导航数据库数据后转成EXCEL格式文件后进行导出。
2.根据权利要求1所述的一种可视化测试用导航数据库数据创建和管理系统，其特征在于基本属性表格编辑模块还提供数据绑定功能，将水平图形化窗口、垂直飞行程序窗口与基本属性表格编辑窗口中的有关联关系的参数的进行绑定，若某个参数变动，其它窗口相应的参数会从新计算，并将计算结果显示在各个窗口上。
3.根据权利要求1所述的一种可视化测试用导航数据库数据创建和管理系统，其特征在于基本属性表格编辑模块还提供对飞行程序文件进行校验的功能。
4.根据权利要求3所述的一种可视化测试用导航数据库数据创建和管理系统，其特征在于基本属性表格编辑模块还提供对校验功能的开启和停止。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202210110338.7A CN114443665B (zh) | 2022-01-29 | 2022-01-29 | 一种可视化测试用导航数据库数据创建和管理系统 |
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| CN202210110338.7A CN114443665B (zh) | 2022-01-29 | 2022-01-29 | 一种可视化测试用导航数据库数据创建和管理系统 |
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116449997A (zh) * | 2023-06-15 | 2023-07-18 | 北京世冠金洋科技发展有限公司 | 一种飞机飞行参数配置方法、装置、设备和存储介质 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2022
- 2022-01-29 CN CN202210110338.7A patent/CN114443665B/zh active Active
Patent Citations (5)
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| Publication number | Publication date |
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| CN114443665B (zh) | 2024-03-15 |
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