基于GIS的民用航空器搜寻辅助决策系统研究
【摘要】：近几年来,经济的快速增长和人们对航空运输的需求量的增大,带动了航空运输业快速发展,这给航空运输带来了新的机遇。同时,近几年来不断发生的航空器不安全事件,导致航空运输安全受到广泛地关注,航空运输安全也面临着新的挑战。一旦发生航空器紧急情况,各级民航部门如何应对,如何对失事航空器进行定位,如何确定搜寻区域,如何展开搜寻等一系列问题,是我国搜寻能力建设亟需解决的问题。本文就搜寻机制建设、搜寻区域预测、搜寻方式方法、搜寻辅助决策系统等方面进行了研究,开发了基于搜寻区域地理信息特征的搜寻辅助决策系统。搜寻机制是整个搜寻环节的重要组成部分。本文对比分析了国内、外搜寻机制,总结了我国现阶段搜寻机制存在的不足之处,提出了搜寻辅助决策系统的应用需求和功能需求。搜寻区域的确定是开展搜寻任务的基础。本文从航空器气动特性,分析了不同坐标系下航空器飞行状态方程的转换关系；利用图像处理技术将包含有航空器气动曲线的图片中提取数据,获得了衡量飞行状态的重要参量一一升阻比系数；构建了无动力、无控制航空器下降的数学模型；计算了在恒定风条件下航空器的下降距离确定了搜寻区域,并根据不同搜寻区域采用不同的搜寻方式展开搜寻任务,并通过法航447的搜寻区域验证了该方法的合理性。在VS2008集成开发环境,利用MFC编程技术开发一套基于Google Earth软件的航空器搜寻辅助决策系统,设计开发了搜寻机制模块、飞行资料汇编模块、失事区域定位模块、搜寻过程模块,实现了信息的共享、区域定位、搜寻过程演示等功能。该系统应用于搜寻民用航空器、提高搜寻协同能力。
【关键词】：GIS 航空器 搜寻 区域定位 辅助决策系统 【学位授予单位】：中国民用航空飞行学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P208;V328
【目录】：
- 摘要6-7
- Abstract7-10
- 第一章 绪论10-18
- 1.1 研究背景及意义10-11
- 1.2 国内外研究综述11-16
- 1.2.1 航空器搜寻机制11-13
- 1.2.2 航空器运动模型13
- 1.2.3 搜寻区域确定方法13-15
- 1.2.4 搜寻辅助决策系统15-16
- 1.3 本文创新点及章节安排16-18
- 1.3.1 本文创新点16
- 1.3.2 本文的主要工作16-18
- 第二章 需求分析和系统总体设计18-32
- 2.1 民用航空器搜寻机制18-29
- 2.1.1 国际民航组织18-20
- 2.1.2 美国搜寻机制20-23
- 2.1.3 澳大利亚搜寻机制23-25
- 2.1.4 中国的搜救机制25-27
- 2.1.5 对比分析27-29
- 2.2 系统需求分析29-30
- 2.3 系统开发总体框架30-31
- 2.4 本章小结31-32
- 第三章 航空器动力学模型32-52
- 3.1 坐标变换矩阵的构成32-34
- 3.2 不同坐标系间的转换矩阵34-40
- 3.2.1 常见坐标系34-36
- 3.2.2 坐标系间的转换矩阵36-40
- 3.3 航空器无动力运动模型40-42
- 3.4 航空器气动特性42-45
- 3.4.1 升力系数42-44
- 3.4.2 阻力系数44-45
- 3.4.3 航空器的升阻比45
- 3.5 气动数据仿真45-51
- 3.6 本章小结51-52
- 第四章 搜寻区域的预测与仿真52-72
- 4.1 升阻比仿真53
- 4.2 下降距离53-59
- 4.3 确定搜寻区域59-63
- 4.4 算例分析63-68
- 4.4.1 解算搜寻区域63-65
- 4.4.2 算例比较65-66
- 4.4.3 法航AF447航班搜寻区域66-68
- 4.5 搜寻方式68-71
- 4.5.1 扇形搜寻方式69
- 4.5.2 扩展方形搜寻69-70
- 4.5.3 航迹线搜寻70
- 4.5.4 等高线搜寻方式70-71
- 4.6 本章小结71-72
- 第五章 基于GIS的搜寻辅助决策系统设计与实现72-82
- 5.1 Google Earth应用72-73
- 5.2 系统设计与实现73-81
- 5.2.1 搜寻机制模块74-76
- 5.2.2 航空器资料汇编模块76-78
- 5.2.3 失事区域快速定位模块78-79
- 5.2.4 搜寻过程及演示模块79-81
- 5.3 本章小结81-82
- 总结与展望82-83
- 参考文献83-86
- 攻读硕士学位期间取得的学术成果86-87
- 致谢87
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