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基于普洱思茅机场导航台站的电磁环境管理软件设计和实现

【摘要】根据民航机场净空及电磁环境相关要求,机场一直致力于机场周边建筑物及构筑物的限高初审工作.由于电磁环境算法复杂,相关计算的准确度及效率较低.本文通过对无线电导航台站电磁环境管理的软件设计与实现的研究,旨在实现自动计算机场限高数据,提高计算准确度与计算效率.

【关键词】机场导航台电磁环境软件设计

在机场环境中,通信导航系统是保证航行安全的重要系统,航空无线电导航台站电磁环境的保护愈发受到重视.同时,由于普洱思茅机场特殊地理环境,距市区较近,机场净空与地方经济发展的矛盾日益突出,市政府高度重视净空及电磁环境工作,并出台“凡净空保护区内的新建建筑物或构筑物必须到普洱思茅机场办理相关审核手续”的政策,故机场每年需办理大量限高初审工作.由于机场导航台站电磁环境保护区算法繁琐,若采用人工计算的方法,工作效率会大大降低,而且准确度也无法保证.通过电磁环境管理软件的设计与实现,可自动计算机场限高数据,在提高计算准确度、计算效率的同时,通过数据库的建立也能大大提高数据保存和查询能力.

一、系统构成

1.1 软件流程图

软件对用户进行认证,识别权限后,可进入各自功能区.用户角色分为管理者和使用者,使用者可以进行建筑物限高的计算,管理者除此功能外还可进行用户管理和建筑物信息管理.

1.2 软件的主要功能和特点

1）系统管理功能模块

系统管理模块的功能是管理用户信息,主要包括用户的用户名、和权限,并对其进行添加、修改信息,管理员可以对新添加的用户进行权限设置.系统用户管理模块的设计过程如下：

通过对操作人员的权限设置,可以保证系统中相应的内容和操作只能被授权的人知道和使用；另外在系统管理模块中还设置更改的功能,这样方便用户对自己的保护,避免他人盗用自己的用户名对系统进行破坏的操作.

2）建筑物管理功能模块

建筑物管理功能模块主要包括了对建筑物信息的增加、修改、删除、限高计算及查询.基本资料模块的设计过程如下：

限高计算是建筑物管理模块的一个重要内容.输入建筑物相对于机场跑道位置关系数据（一般由测绘公司提供）,便能准确、高效的计算出建筑物的限高信息.建筑物基本信息中涵盖必填项及选填项,其中必填项包括以特定格式要求填写的编号及建筑物名称、选填项包括建设单位、建筑年份、建筑性质、拟建高度、地面高程、申报时间、机场报送时间、资料反馈时间及其他信息.其中,电磁环境保护区计算因不同导航台站电磁环境保护区范围不同,其中需包含航向信标台、下滑信标台、无方向性信标台、指点信标台、测距仪台、全向信标台的控制高程,同样也需要根据测绘公司提供的建筑物相对于跑道的位置关系信息进行计算,用CAD 制图说明建筑物与跑道的位置关系.在建筑物查询功能中,可选择以上条件对建筑物信息进行相似查询.

3）关于产品功能模块

点击关于产品模块,可浏览产品的设计者与设计版本,便于设计者更好的了解用户建议,更新产品,提高产品实用性.建筑物基本信息、限高计算相互关联,内容相互支持；

各模块在特定的关系约束下共同构成一个统一的整体,完成软件的功能.

2.2 软件核心算法实现

依据《航空无线电导航台站电磁环境要求》（GB6364-86）中对电磁环境的要求以及《普洱思茅机场使用手册》中机场资料数据,使用VB 语言编制算法.

首先,将机场跑道分割为六个区域,如下图所示,其中蓝色区域为跑道：

根据测绘公司提供的数据,判断建筑物所在区域,并依据建筑物到跑道中线或延长线的垂直距离及垂足到相应跑道端的距离即可计算出限制高度.本软件依据普洱思茅机场信息开发,算法中需要机场以下信息：普洱思茅机场跑道长2500 米,标高1300 米；航向信标天线距跑道北端300 米,标高1297.3 米；下滑信标/ 测距仪台位于距跑道中心线向西120 米、距36 号跑道入口（即跑道南端）300 米处,标高1298.6 米；无方向信标台位于距36 号跑道入口（即跑道南端）1020 米处,标高1320 米；指点信标与无方向信标台合建,故位置及标高相同；全向信标台位于距跑道南端3241 米处,标高为1365.972 米；X 为建筑物到跑道中线或延长线的垂直距离,Y 为垂足到跑道南端的距离,单位为米；Text5、Text6、Text7、Text8、Text9 中计算所得内容分别对应航向信标台控制高程、无方向信标台控制高程、指点信标台控制高程、下滑信标台/ 测距仪台控制高程、全向信标台/ 测距仪台控制高程,单位为米.

例如,区域一算法如下：

Dim z2 As Double

Dim p2 As Double

Dim q2 As Double

z2 等于 Sqr((Y + 300) ^ 2 + X ^ 2)

p2 等于 Sqr((Y - 1000) ^ 2 + X ^ 2)

q2 等于 Sqr((Y - 1000) ^ 2 + X ^ 2)

If 0 <等于 X And Y > 200 Then

Text5.Text 等于 “不在电磁环境保护区范围内,无影响”Else

If 0 <等于 X And 0 <等于 Y And X > (Y + 2800) * Tan(10 / 180 *3.1415926) Then

Text5.Text 等于 “不在电磁环境保护区范围内,无影响”Else

If 0 <等于 X And 0 <等于 Y Then

Text5.Text 等于 1315

End If

If p2 <等于 50 Then

Text6.Text 等于 1323

Else

If p2 <等于 150 Then

Text6.Text 等于 1320 + p2 * Tan(3 / 180 * 3.1415926)

Text6.Text 等于 Text6.Text + “, 并且不得有铁路、架空低压电力线、通信线缆、110KV 以下架空高压输电线”

Else

If p2 <等于 300 Then

Text6.Text 等于 1320 + p2 * Tan(3 / 180 * 3.1415926)

Text6.Text 等于 Text6.Text + “, 并且不得有山丘、堤坝”

Else

If p2 <等于 500 Then

Text6.Text 等于 1320 + p2 * Tan(3 / 180 * 3.1415926)

Text6.Text 等于 Text6.Text + “, 并且不得有110KV 以上架空高压输电线”

Else

Text6.Text 等于 1320 + p2 * Tan(3 / 180 * 3.1415926)

End If

If X >等于 0 And Y >等于 0 And q2 > 30 Then

Text7.Text 等于 “不在指点信标台电磁环境保护区内,无影响”

Else

If X >等于 0 And Y >等于 0 And X < Abs(Y - 1000) * Tan(30 / 180

* 3.1415926) Then

Text7.Text 等于 q2 * Tan(45 / 180 * 3.1415926) + 1320Else

If X >等于 0 And Y >等于 0 Then

Text7.Text 等于 q2 * Tan(20 / 180 * 3.1415926) + 1320

End If

Dim z1 As Double

z1 等于 Sqr((X + 89.423) ^ 2 + (Y - 3240.244) ^ 2)

If Y >等于 0 And X >等于 0 Then

Text8.Text 等于 “不在下滑信标台电磁环境保护区内,无影响”

End If

If z1 <等于 100 Then

Text9.Text 等于 “此区域内不得有建筑物”

Else

If z1 <等于 200 And z1 > 100 ThenText9.Text 等于 1365.972ElseIf z1 <等于 300 And z1 > 200 Then

Text9.Text 等于 1365.972 + z1 * Tan(1.5 / 180 * 3.1415926)Else

Text9.Text 等于 1365.972 + z1 * Tan(2.5 / 180 * 3.1415926)

End If

其他区域根据《航空无线电导航台（站）电磁环境要求》中对应区域的要求进行算法编码实现.

1.3 数据库的建立与链接

本软件采用Microsoft Access 建立数据库, 与VisualBasic 相关界面进行链接,建筑物信息表结构设计.如下图示,建筑物信息表具有建筑物编号、建筑物名称、建设单位、建筑年份等属性,其中带下划线的属性“建筑物编号”是实体集的主键.

三、软件实现结果

本软件构架初步为单机exe 形式,使用VB 语言编写核心算法,采用Microsoft Access 建立数据库,与Visual Basic相关界面进行链接；

区域一实现结果如下图5,其他各区域界面与此类似：

建筑物信息录入如下图6.

四、结语

该电磁环境管理软件由机场一线工作人员进行开发,保证软件更加贴近实际的需求；软件使用者无需懂得电磁环境保护区计算方式,只需输入建筑物与跑道位置关系数据便可自动评估对机场导航台站电磁环境的影响,自动计算出限制高度.该软件以普洱思茅机场为出发点,亦可根据其它机场的机场坐标信息,编制相应算法,开发相应的电磁环境管理软件,可拓展性较强.

参考文献

[1]GB6364-2013 航空无线电导航台（站）电磁环境要求；

[2]MH/T4003.1-2014 民用航空通信导航监视台（站）设置场地规范第一部分：导航；[3] 普洱思茅机场使用手册

环境管理论文范文结:

关于本文可作为环境管理方面的大学硕士与本科毕业论文环境管理论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。