飞行辅助训练系统的研究与开发
摘要
一、问题的提出
飞参是飞行参数记录与处理系统的简称，它是一种能够自动记录飞机飞行过程中各种状态参数的设备，能够将记录的大量飞行信息提供给信息处理设备，通过信息处理系统将数据还原为飞机故障诊断、预测、事故预防与调查分析提供各种手段。
目前，飞参地面处理系统主要是面向机务维修和地面人员及飞参专业人员的使用需要，对于机务人员来讲只需要具体的数据因此与其相配套的处理系统主要是以报表为主，其数据量大而复杂。但是对于飞行人员来讲，报表式的数据在使用中十分不便，而《飞行辅助训练系统的研究与开发》就是为了满足飞行员对数据的显示更加的形象、真实，使得当时的飞行情况一目了然的需要，以便飞行员能够方便迅速的对飞行质量做出客观判断，在下次飞行训练中进行调整。
二、系统的主要内容
《飞行辅助训练系统的研制》是基于飞行参数记录仪提供的飞行参数进行二次开发的一个复杂的集成系统，包括软件编程、计算可视
吉林大学硕士学位论文
摘要
协
二
化、飞行仿真、三维建模、图形图像处理等多个方面。本文主要就系
统软件的关键技术进行以下研究:
1、数据获取与处理。
由于机载飞参记录的信息是无量纲的二进制代码，获取参数值就
是将二进制代码还原成带量纲的物理量。这里根据拉格朗日插值原理，
采用分段线性插值的方法由二进制代码利用数据库中的参数校准曲线
求出所对应的物理量。
获取飞参数据需要经过飞行任务的选择、时间范围选择和参数值
的获取等几个步骤。
一
一
童}
选择时间范围
选择任务
输出曲线
参
考
线
移
动
曲
线
放
大
参
数
浏
览
飞参数据的获
取
曲线绘制
数值浏览
诊
之
图2数据曲线模块流程图
弓
fl
吉林大学硕士学位论文
摘要
2、数值浏览与曲线的输出
开发平台选择为Wjndows98，开发环境的选择为Microsoft公司
的VISua1C++。其主要理由为Mierosoft WindowS采用统一的图形
界面，且vj.suaLC十十6.0提供了开发图形系统的一套完整而有效的工
具及函数。这里充分利用了MFC类的有关绘图类、绘图对象类以及绘
图函数，视图区分为坐标单位显示区及参数符号数值显示区，并以不
同的颜色分别输出曲线，标注名称及单位。其主要实现在视图类的
OnDraw()函数中。为了便于操作者详细地分析飞行信息，本模块提
供了数值浏览工具:参数浏览、参考线移动。
参数浏览能够将曲线上各点的参数值显示于视图区中。根据MFC
基本WindowS信息机制生成了随鼠标移动的相关函数onMouseMove()，
捕捉鼠标信息，通过计算获得鼠标处的时间和参数值，并标注于参数
符号、数值显示区。
曲线放大主要是通过计算选定区的时间范围和极值得以实现的。
参考线移动主要为了判读方便，用类向导生成函数onLButt。nDown
()、onl·ButtonUp()、OnMouseMove()，通过捕捉鼠标位置绘制与坐
标轴垂直的两条直线。
3、基于OPenGL的三维飞行航迹的再现。
选择飞行任务
参数值获取
绘制立体航迹
飞机模型的建立
飞行姿态的叠加
图3航迹再现模块流程图
吉林大学硕士学位论文
摘要
主要研究了运用OpenGL技术，解决在三维飞行航迹仿真过程中
openGL的初始化、仿真场景的建立、复杂飞机模型的导入、飞机姿态
与航迹的叠加等问题。目的是把飞参记录的飞行参数如飞机的高度，
速度、航向、姿态、偏流角、攻角等通过计算加工计算出飞机速度的
在各个坐标轴方向的分量，并进一步计算出位移量最后再还原出当时
的飞行状态，重现飞行航迹和姿态。
三、系统需要进一步解决的问题
1、引入专家系统使系统能够自主分析判断参数中反映出来的主要
问题并提出改进方案，以弥补可能产生的人为误差。
2、如能实现多画面的随意切换及相关数据(如数字地图)的有机
结合将会极大方便客户的使用和扩展系统的功能。
1 .Problem bring forward
FDR is the shortened form of the flight data recorder and managation system.lt is a kind of device which can automatically memorize the flight parameter during the flight and provide them to the information managing device, which give support to forecast accident and diagnosis malfunction of plane.
For the moment , FDR mainly fufill the need of the maintenance personnel and the careerman of who just need the data.But for the pilot it should be shown in visualized way which is clear at a glance of the course of flight and the pilots can quickly estimate the flying condition so that they can adjust in the next training . Therefore ,1 try to recur the course of the flight in abundant and ture way .
2.Main content
"the assistant system of flight training" mainly include analysis of data constration of the ,data reading , curve of data protracting , the recurrence of aircraft course and attitude based on OpenGL and the
future imagination.
map3-module of flight path recur
3.The advance of the system
a. import the expert system so that the system can analysis these data automatically and avoid the artifical mistakes.
b. extand the function of the system through combing with digital map.
飞参是飞行参数记录与处理系统的简称，它是一种能够自动记录飞机飞行过程中各种状态参数的设备，能够将记录的大量飞行信息提供给信息处理设备，通过信息处理系统将数据还原为飞机故障诊断、预测、事故预防与调查分析提供各种手段。
目前，飞参地面处理系统主要是面向机务维修和地面人员及飞参专业人员的使用需要，对于机务人员来讲只需要具体的数据因此与其相配套的处理系统主要是以报表为主，其数据量大而复杂。但是对于飞行人员来讲，报表式的数据在使用中十分不便，而《飞行辅助训练系统的研究与开发》就是为了满足飞行员对数据的显示更加的形象、真实，使得当时的飞行情况一目了然的需要，以便飞行员能够方便迅速的对飞行质量做出客观判断，在下次飞行训练中进行调整。
二、系统的主要内容
《飞行辅助训练系统的研制》是基于飞行参数记录仪提供的飞行参数进行二次开发的一个复杂的集成系统，包括软件编程、计算可视
吉林大学硕士学位论文
摘要
协
二
化、飞行仿真、三维建模、图形图像处理等多个方面。本文主要就系
统软件的关键技术进行以下研究:
1、数据获取与处理。
由于机载飞参记录的信息是无量纲的二进制代码，获取参数值就
是将二进制代码还原成带量纲的物理量。这里根据拉格朗日插值原理，
采用分段线性插值的方法由二进制代码利用数据库中的参数校准曲线
求出所对应的物理量。
获取飞参数据需要经过飞行任务的选择、时间范围选择和参数值
的获取等几个步骤。
一
一
童}
选择时间范围
选择任务
输出曲线
参
考
线
移
动
曲
线
放
大
参
数
浏
览
飞参数据的获
取
曲线绘制
数值浏览
诊
之
图2数据曲线模块流程图
弓
fl
吉林大学硕士学位论文
摘要
2、数值浏览与曲线的输出
开发平台选择为Wjndows98，开发环境的选择为Microsoft公司
的VISua1C++。其主要理由为Mierosoft WindowS采用统一的图形
界面，且vj.suaLC十十6.0提供了开发图形系统的一套完整而有效的工
具及函数。这里充分利用了MFC类的有关绘图类、绘图对象类以及绘
图函数，视图区分为坐标单位显示区及参数符号数值显示区，并以不
同的颜色分别输出曲线，标注名称及单位。其主要实现在视图类的
OnDraw()函数中。为了便于操作者详细地分析飞行信息，本模块提
供了数值浏览工具:参数浏览、参考线移动。
参数浏览能够将曲线上各点的参数值显示于视图区中。根据MFC
基本WindowS信息机制生成了随鼠标移动的相关函数onMouseMove()，
捕捉鼠标信息，通过计算获得鼠标处的时间和参数值，并标注于参数
符号、数值显示区。
曲线放大主要是通过计算选定区的时间范围和极值得以实现的。
参考线移动主要为了判读方便，用类向导生成函数onLButt。nDown
()、onl·ButtonUp()、OnMouseMove()，通过捕捉鼠标位置绘制与坐
标轴垂直的两条直线。
3、基于OPenGL的三维飞行航迹的再现。
选择飞行任务
参数值获取
绘制立体航迹
飞机模型的建立
飞行姿态的叠加
图3航迹再现模块流程图
吉林大学硕士学位论文
摘要
主要研究了运用OpenGL技术，解决在三维飞行航迹仿真过程中
openGL的初始化、仿真场景的建立、复杂飞机模型的导入、飞机姿态
与航迹的叠加等问题。目的是把飞参记录的飞行参数如飞机的高度，
速度、航向、姿态、偏流角、攻角等通过计算加工计算出飞机速度的
在各个坐标轴方向的分量，并进一步计算出位移量最后再还原出当时
的飞行状态，重现飞行航迹和姿态。
三、系统需要进一步解决的问题
1、引入专家系统使系统能够自主分析判断参数中反映出来的主要
问题并提出改进方案，以弥补可能产生的人为误差。
2、如能实现多画面的随意切换及相关数据(如数字地图)的有机
结合将会极大方便客户的使用和扩展系统的功能。
1 .Problem bring forward
FDR is the shortened form of the flight data recorder and managation system.lt is a kind of device which can automatically memorize the flight parameter during the flight and provide them to the information managing device, which give support to forecast accident and diagnosis malfunction of plane.
For the moment , FDR mainly fufill the need of the maintenance personnel and the careerman of who just need the data.But for the pilot it should be shown in visualized way which is clear at a glance of the course of flight and the pilots can quickly estimate the flying condition so that they can adjust in the next training . Therefore ,1 try to recur the course of the flight in abundant and ture way .
2.Main content
"the assistant system of flight training" mainly include analysis of data constration of the ,data reading , curve of data protracting , the recurrence of aircraft course and attitude based on OpenGL and the
future imagination.
map3-module of flight path recur
3.The advance of the system
a. import the expert system so that the system can analysis these data automatically and avoid the artifical mistakes.
b. extand the function of the system through combing with digital map.
引文
[1]乔林等．OpenGL程序设计．清华大学出版社，2000，第一版．全文
[2]彭晓明 王坚．OpenGL深入编程与实例揭秘．人民邮电出版社，1999，第二版．全文
[3]张海藩．软件工程导论．清华大学出版社，2001，第四版．全文
[4]费广下 乔林．Visual C++ 6.0高级编程技术．中国铁道出版社、2000，第二版．全文
[5]飞行实时监控系统软件关键技术研究：[硕士学位论文]西安，空军工程大学飞机仪表电气与控制工程专业，：1-45
[6]飞参事故处理系统的研制：[硕士学位论文]西安，空军工程大学飞机仪表电气与控制工程专业，：1-50
[7]Jeff Molofee.OpenGL Tutorial by NeHe.Dominik Szynk (dOmEk$), 2002
[8]Jackie Neider、Tom Davis、Mason Woo.OpenGL Programming Guide. Addison-Wesley Publishing Company, 1994
[9]廖朵朵、张华军．OpenGL三维图形世界．星球地图出版社．全文
[10]林锐、杨孟洲．交互式三维图形技术与程序设计．浙江大学出版社，2002年，全文
[11]孙同江《飞行数据的应用研究》：[硕士学位论文]南京：南京航空航天大学交通信息工程与控制专业，2003：1-3
[12]陈坚、陈伟．Visual C++．NET实例解析．宇航出版社、2002，第一版．全文
[13]林卫明、刘德权．利用OpenGL技术实现雷达探测范围的三维显示．武汉理工大学学报、2002．2：2
[2]彭晓明 王坚．OpenGL深入编程与实例揭秘．人民邮电出版社，1999，第二版．全文
[3]张海藩．软件工程导论．清华大学出版社，2001，第四版．全文
[4]费广下 乔林．Visual C++ 6.0高级编程技术．中国铁道出版社、2000，第二版．全文
[5]飞行实时监控系统软件关键技术研究：[硕士学位论文]西安，空军工程大学飞机仪表电气与控制工程专业，：1-45
[6]飞参事故处理系统的研制：[硕士学位论文]西安，空军工程大学飞机仪表电气与控制工程专业，：1-50
[7]Jeff Molofee.OpenGL Tutorial by NeHe.Dominik Szynk (dOmEk$), 2002
[8]Jackie Neider、Tom Davis、Mason Woo.OpenGL Programming Guide. Addison-Wesley Publishing Company, 1994
[9]廖朵朵、张华军．OpenGL三维图形世界．星球地图出版社．全文
[10]林锐、杨孟洲．交互式三维图形技术与程序设计．浙江大学出版社，2002年，全文
[11]孙同江《飞行数据的应用研究》：[硕士学位论文]南京：南京航空航天大学交通信息工程与控制专业，2003：1-3
[12]陈坚、陈伟．Visual C++．NET实例解析．宇航出版社、2002，第一版．全文
[13]林卫明、刘德权．利用OpenGL技术实现雷达探测范围的三维显示．武汉理工大学学报、2002．2：2