地理信息系统GIS在民航信息系统中应用分析
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作者: 乔广军
摘要：本文主要研究一种新提出的机载导航系统——GIS三维空间导航数据评估系统。该系统利用 GIS技术，将 ARINC424编码数据解析与地理信息系统数据相结合，与传统机载导航系统相比具备航行通告空间分析、轨迹衔接性性验证、导航数据质量分析等功能。此外，该系统能够提高云运控人员航空情报数据的分析能力，可以大大提高航空公司的安全以及效益。
关键词：GIS 机载导航系统 GIS三维空间导航数据评估系统 ARINC424编码数据解析
中图分类号：V249 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）11-0079-01
目前，国际民航组织提出一种基于性能导航的概念，旨在降低运行成本，提高空域利用效率。该导航系统概念的提出打破了传统导航系统依靠传感器进行导航的理念[1－2]，在此种情况下，文章提出一种基于GIS技术的三维空间导航数据评估系统，该系统具备导航数据质量分析、轨迹衔接性验证、终端区程序校对、信息查询以及模拟导航等多种功能，能大大提高航空公司运控人员对航空数据情报分析和利用。
1、总体架构设计
1.1 系统概念
GIS三维空间导航数据评估系统的提出，旨在实现ARINC424编码的图形还原，数据校验，与NOTAN（航行通告）数据联系在一起，从而实现信息空间的分析能力。
1.2 系统结构
就系统功能来看，把整个系统分成：数据校验模块、数据分析及数据处理模块。具体说来数据校验模块包括：（1）ARINC424编码的译码；（2）轨迹衔接性验证；（3）模拟导航；（4）轨迹怀远；数据分析则是通过实现系统数据与航行通告数据的联系，来实现信息查询以及航行通告、航路可用性分析；数据处理模块包括：（1）ARINC424译码数据；（2）航空公司航班运行数据存储与融合；（3）地理数据。采取以上三大模块设计可以有效简化或扩充系统功能。
1.3 系统数据模型
在三维空间导航数据评估系统的数据模型设计中，共划分四个层次，具体层次说明如下：
（1）最底层次是地理数据，其中包括地形数据和DEM数据。
（2）第二层是ARINC424译码数据，其中ARINC424编码统一采用132位纯文本记录进行编码。
（3）第三层是航次那个通告数据，其中括导航台、跑道、机场、终端区程序、航路、航路点、航路等待、停位。
（4）最顶层是航空公司的用户数据，其中包括公司运行航班的具体信息（航班号、起飞机场、目的机场、计划航路、预计起飞、落地时间）。
以上是整体系统的工程数据构成，除以上详细介绍外，另以图表形式予以呈现，具体见图1。
2、系统功能介绍
整体系统软件依靠微软推出的电脑操作系统（windows）作为平台，采用Microsoft VisualC++作为编程环境，核心空间采用Super Map Objects。功能分为三大部分，其中又细划分9个子功能模块（依次序分别为：ARINC424编码译码模块、终端区程序校对模块、数据质量分析模块、模拟导航模块、轨迹衔接性验证模块、信息查询模块、航路可用性分析模块、空间分析模块、机场活动区可用性分析模块）。下文将对轨迹衔接性验证、航路可用性分析以及终端区程序校对这三个核心功能模块进行重点介绍分析。
2.1 轨迹衔接性验证
轨迹衔接验证方面，大家都知道航空器从跑道起飞到目的地着陆的整个过程，其中应包括离场、飞行、进场、着陆。这个过程中，当ARINC424编码数据完全正确的情况下，根据航空公司制作的航线对轨迹进行还原以后的整条线路是一条完整并且连续的航路，那么一旦它在终端区程序和航路的衔接中出现了断点，就可以以此来证明ARINC424编码数据中的数据存在错误。此种情况下，找出编码数据中的错误数据，只能采用人工操作，对出现断点的原因加以分析，解决。
2.2 航路可用性分析
按照国际民航组织规定，航路常态信息是由各个国家航空部门制定发布的静态信息描述，而航路的临时变动（一般航路临时变动包括：限制性空域活动、航路关闭、航路运行时限、航路导航设施的变化、运行高度限制、火山灰云、炮射活动等）都是以NOTAM进行发布的，作为一种文本报告形式，目前来说只能采用人工完成。而三维空间导航数据评估系统则可以和NOTAM数据进行连接，航路的运行状态完全可以利用导航系统自动分析，根本不需要人工操作。除此之外，该系统还可以对航空路线进行导航，直观显示航路活动区域，甚至可以分析某些航道不能航行的原因。
2.3 终端区程序校对
三维空间导航数据评估系统的核心功能就是终端程序校对，一般情况下，AMS（航空器飞行管理系统）的信息储存单元是机载导航数据库，而它最重要的数据就是用于航路及终端区导航的情报数据，这一数据必须要经过ARINC424编码，然后才能转到机载导航数据。ARINC424编码数据能被电脑系统自动识别和进行处理，并且占用极少空间，这是其最大优势。
本文对GIS三维空间导航数据评估系统的总体设计方案和系统功能加以介绍，可以看出该系统较之于传统机载导航系统优势明显，既可以提高航空器的安全运行能力，又可以提高运控人员对数据的分析与利用，极大程度地提高了航空公司运行效率，值得各国航空公司使用。
参考文献
[1]程擎，杨荣盛.全球实施PBN最新进展及对我国的启示[J].中国民用航空，2010（4）：60—62.
[2]呼曦.航空电子地图及其在导航控制中的应用[J].中国惯性技术学报，2010，18（2）：185-189.
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