基于GIS的航班动态监控系统的研究与实现

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航空公司飞行签派实施航班动态监控需要持续跟踪航班的飞行状况和飞机所在位置,并且需要及时掌握获取航班执行飞机情况、执行机组情况、航路与机场天气、重要航行通告等信息。目前,航空公司实施航班飞行跟踪,主要依赖地空数据链,即ACARS位置数据报文,位置跟踪的实时性和准确性取决于位置报文下发频次,而受到ACARS通信费用的限制,当前设置的位置报频次不能满足实际航班监控的需要。其次,在信息的支持方面,由于这些信息分属不同平台,并且数据的跨平台共享不足,这就导致了实际监控中,需要在不同的平台上查询信息,并按经验做出综合判断,增加了工作负担,降低了工作效率。再次,航班监控的相关信息,如航线、气象、航行通告等多具有地理分布的特点,而目前这些信息大多以单纯的数字和文字的形式存在,地理属性并没有展现,影响了数据的完整性和直观性。因此,本文所研究的是立足于现有工作平台,面向航班动态监控,开发更高一层的应用系统,实现飞行的持续跟踪,同时整合数据资源,提升信息的使用价值和使用效率。 系统首先需要解决的是在不增加飞机ACARS位置报下发频次的前提下实现飞机位置的持续跟踪。本文通过研究所设计的方案是将FOC航班动态、ACARS报文数据与航班飞行计划数据相结合,利用FOC系统中的航班动态数据控制飞行推演进程,利用飞行计划数据作为依据,实施航班位置的推演,而利用ACARS报文数据修正推演中间结果。经过测试,这种方案推算的飞机位置与实际间的误差较小,满足实际监控工作的需要;其次需要解决是按监控的信息需求整合数据资源,本文设计的方案是设计不同的数据接口,从相关数据源中获取原始数据,并按使用需求对这些原始数据进行加工处理;最后,为将监控相关信息以直观而友好的方式提交给用户,本文将GIS技术引入系统开发中,使用电子地图作为显示平台,同时利用电子地图快速、准确定位的特点实现信息的快速查询。 本文在系统规划阶段进行了面向监控工作席位的广泛的需求调研,明确了系统目标和功能需求,而在系统开发阶段采用渐进获取的策略,将功能需求按其效能和实现的难易程度划分成若干层次,进而形成不同阶段系统的开发目标,作为系统开发计划的依据。 系统作为GIS应用软件,本文首先研究并概要阐述了GIS技术的定义、发展历程、基本功能和开发方式。在对GIS软件的三种开发方式进行研究对比之后,本文决定采用GIS集成二次开发,即将GIS控件嵌入通用的软件开发工具中,进行二者的集成开发。本文通过对常用的GIS工具的对比,并结合作者以往GIS应用软件的开发经验,决定使用北京超图软件公司的组件式产品SuperMapObjects作为GIS平台。之后,本文研究并阐述了Supermap Objects开发平台的功能及特点、控件集的作用、空间数据引擎和海量数据的管理方式。本文将Supermap Objects的SuperMap和SuperWorkspace控件嵌入编程环境VB.NET,较好地完成了系统GIS功能的开发。 本系统作为专为航班动态监控而开发的软件,其本质是建立在原有工作平台之上的更高一层的应用系统,而基础是航空公司飞行运行控制(FOC)系统、飞机通信寻址及报告报系统(ACARS)、航行通告处理及发布系统、飞行计划制作软件,以及航行情报服务软件等。对这些支撑平台的研究是进行系统规划和设计工作的前提。本文在系统开发之前对这些支撑平台做了比较细致的研究,并在第二章重点阐述了这些支撑平台的设计原理、系统结构、工作方式、系统功能和技术特点等。 本系统按软件工程提出的方法和规范进行设计与开发。本文从软件开发的规范流程出发,分步进行了系统规划、系统设计、软件实现这三个阶段的工作。按系统开发策略本系统的开发分三个阶段来实施,第一阶段重点是解决飞行跟踪和监控相关信息的获取问题,本文重点研究并给出了关键系统功能的实现方案。本文之后以此方案为依据进行了软件架构,算法与面向对象的程序设计。 本文最终开发了基于GIS的航班动态监控系统,基本实现了航班动态监控常用的飞行过程持续跟踪、信息查询与地图显示和不正常情况告警等功能。
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