多目标电子地图的设计与实现

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1、多目标电子地图的设计与实现刘升护，王鹏，叶冰（中国飞行试验研究院，陕西西安710089）摘要：为满足多架飞机的实时监控需求，对实时遥测系统的结构和原理进行了研究，使用VC++开发工具以及MapX控件，开发了基于多目标的飞行电子地图软件。软件采用C/S结构设计，并应用MapX控件对Maplnfo地理信息系统进行二次开发。软件能显示多架飞机的位置信息、实时飞行轨迹和导航参数，使地面指挥员和监控人员能够同时地掌握所有飞行器的飞行状态，增强了导航信息的可读性和可视效果，满足了多目标综合监控的需求，对以后的型号试飞任务起到了积极的作用。关键字：MapX；

2、多目标电子地图；航迹信息显示；实时遥测系统中图分类号：TN962-34；TP302文献标识码：A：1004-373X（2015）12-0094-04收稿日期：2015-01-21随着多目标综合监控技术在飞行试验中的应用，多目标飞行电子地图也成为飞行试验的重要监控工具。传统的基于单目标的电子地图，仅能显示一架飞机，难以使地面指挥员全面地了解机场的整体飞行的状态。本文以MapX控件为基础，利用面向对象编程语言VC++，设计并实现了多目标飞行电子地图的服务器端和客户端软件。该地图除具有常规功能外，还可以实现位置信息、航迹显示及导航参数的显示。此外，软

3、件通过飞机的位置和接收其遥测数据的天线位置，计算出飞机相对遥测天线的水平和垂直角度，并实时显示在地图上，方便遥测人员更好的跟踪天线，保证了遥测信号的质量。MapX是MapInfo公司向用户提供的具有强大地图分析功能的ActiveX控件产品。在开发过程中可以选用自己最熟悉的开发语言，易于将地图功能嵌入到应用中，并且可以脱离MapInfo的软件平台运行。利用MapX能够简单快速地在应用中嵌入地图功能。1总体设计1.1服务器端设计多目标电子地图接收网络多流数据，因此它的设计不仅包含软件本身的设计，也应包含其数据系统的设计，即服务器端的设计。在飞行试验

4、中，通常在飞机上加装遥测天线用来发射无线遥测信号，将机载实时传输到地面。地面遥测接收机接收无线遥测信号，将其解调后送往实时处理服务器，服务器经过处理送往客户端，这时监控人员就可以通过客户端装置实时观察飞机性能、位置等信息。因此飞行试验实时遥测系统通常可分为机载数据发送、地面遥测接收机、前端实时服务器和实时显示客户端4部分。系统数据传输如图1所示。因此多目标电子地图的设计有如图2所示的两种设计思路：（1）通过转发程序从客户端接收数据并以组播的形式转发给电子地图；（2）在实时处理服务器里加入基本数据转发功能，每当服务器软件开启以后就自动将地图所需的

5、参数以组播的形式转发给地图。方法（1）采用中间转发程序实现连接实时处理服务器和电子地图，优点是使电子地图系统脱离原有的实时监控系统，为以后更优化带来了方便，缺点是每架飞机都需要一台电脑进行数据转发，并且中转程序需人为启动，增加出错的概率。方法（2）采用内嵌到服务器的转发功能，可以有效地提高工作效率，只需要一次性配置好转发设置，以后只需要打开服务器软件，就会自动进行数据的转发，避免人为的出错；缺点是地图系统依赖实时服务器，为以后的优化设计增加少许麻烦。由于实时监控对系统的安全可靠有着严格的要求，因此选用第二种方法进行系统软件的设计。1.2客户端（

6、电子地图）设计软件采用MapX组件与面向对象可视化编程语言VC++集成的二次开发模式，根据实时飞行监控特点，软件应该考虑到以下几点：（1）具备基本的地图操作。包括放大、缩小、居中、漫游、平移、点选图元等MapX自带功能以及测距、飞机中心点和绘制飞行半径等功能。（2）可选的飞行轨迹。由于多架飞机同时飞行，如果显示每架飞机的完全轨迹则会显得地图太乱，并且我们并不是很关注飞机的整个轨迹，有时只关注飞机在最近几分钟内的这一段轨迹。因此，地图默认只显示飞机近一段时间的轨迹，即部分轨迹。但依然保存完整轨迹数据，用户可在菜单上通过选择飞机轨迹显示模式来显示完

7、整轨迹。（3）隐藏不关注的飞机。并不是所有飞机都值得去关注，隐藏不关注的飞机可以使监控人员避免受到不必要的干扰。（4）显示飞行的基本参数。结合飞机的基本参数信息可以更好地了解飞行的状态。软件采用模块化结构程序设计方式。软件功能模块如图3所示。程序总体流程框架图如图4所示。其中定时器模块是软件的重点，主要完成地图的显示。1.3接口设计机载数据通过遥测天线传入地面接收系统，再由地面数据处理服务器通过网络发送。电子地图通过接收网络上多流数据包，根据其中飞机号不同来提取信息，然后将相应飞机位置信息和参数信息显示在地图上。如图5所示，多流数据包包含同步字

8、、总字长、飞机编号、处理系统类型、数据类型、时间字和基本飞行信息，如经纬度、高度、速度、航向角、横滚角、俯仰角和剩余油量等。2软件实现2.1地图的显示