專利名稱：一種基于真實雷達數(shù)據(jù)制作雷達模擬機訓練計劃系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及空中交通管制人員管制訓練和計算機模擬仿真范圍。
背景技術：
空中交通管制服務(ATC)是空中交通服務的主要部分，空中交通管制服務的任務 是防止航空器與航空器相撞及在機場機動區(qū)內(nèi)航空器與障礙物相撞，維護和加快空中交通 的有序流動?？罩薪煌ü苤迫藛T必須嚴格掌握飛行動態(tài)、及時通報飛行情況、調(diào)配飛行沖 突、有效地監(jiān)督空中飛行活動、妥善安排飛機起飛和著陸順序、減少飛機延誤和等待、提高 飛機和機場的利用率、防止飛機與各種航空器或地面障礙物相撞或危險接近、防止航空器 擅自進入飛行禁區(qū)和飛越國界，以及為制定飛行計劃和國防安全提供可靠的資料和情報。 對管制員進行訓練，提高管制員管制水平和能力是民航總局規(guī)定要求的。航管雷達模擬機 是培養(yǎng)和訓練空中交通雷達管制人員的主要手段和關鍵設備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于真實雷達數(shù)據(jù)制作雷達模擬機訓練計劃系統(tǒng)，旨在 通過采集真實的雷達航跡數(shù)據(jù)和飛行計劃數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成用于模擬訓練的訓練計 劃。 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種基于真實雷達數(shù)據(jù)制作雷達模擬機訓練計劃系 統(tǒng)，由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和實時播放系統(tǒng)、語音數(shù)據(jù)采集壓縮系統(tǒng)、歷史回放系統(tǒng)以及 訓練計劃自動生成系統(tǒng)組成； 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和實時播放系統(tǒng)由顯示器、鍵盤、鼠標、語音數(shù)據(jù)采集壓縮卡以及 網(wǎng)卡分別與電腦主機連接組成，系統(tǒng)中設有網(wǎng)絡接收模塊采用TCP/IP協(xié)議接收雷達數(shù) 據(jù)，并進行預處理分類，分類后的雷達數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫； 語音數(shù)據(jù)采集壓縮系統(tǒng)收集、壓縮內(nèi)部通話的語音數(shù)據(jù)，并與同步雷達數(shù)據(jù)一起 寫入數(shù)據(jù)庫，同時，同步后的語音數(shù)據(jù)經(jīng)語音播放模塊發(fā)送至音箱進行實時播放，數(shù)據(jù)處理 模塊接收同步后的雷達數(shù)據(jù)和環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)以及經(jīng)交互式命令處理模塊處理后的用戶命 令進行處理后，將結(jié)果發(fā)送到數(shù)據(jù)顯示模塊進行顯示； 歷史回放系統(tǒng)由顯示器、鍵盤、鼠標、語音數(shù)據(jù)采集壓縮卡以及網(wǎng)卡分別與電腦
主機連接組成，系統(tǒng)中的語音播放模塊從數(shù)據(jù)庫取出特定時間段的語音數(shù)據(jù)并發(fā)送到音
箱，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理模塊從數(shù)據(jù)庫取出特定時間段的雷達數(shù)據(jù)并結(jié)合輸入的環(huán)境參數(shù)數(shù)
據(jù)以及經(jīng)交互式命令處理模塊處理后的用戶命令，最后將顯示數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)顯示模塊； 訓練計劃自動生成系統(tǒng)由顯示器、鍵盤、鼠標以及網(wǎng)卡分別于電腦主機連接組
成，系統(tǒng)中的訓練計劃制作模塊從數(shù)據(jù)庫中取出雷達數(shù)據(jù)中的航路、航跡數(shù)據(jù)，再結(jié)合用戶
輸入的相關制作計劃的參數(shù)，得出訓練計劃數(shù)據(jù)，最后發(fā)送到雷達模擬機系統(tǒng)。 上述歷史回放系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)處理模塊與語言播放模塊之間互傳語音控制信息。 上述訓練計劃自動生成系統(tǒng)中的訓練計劃制作模塊對從數(shù)據(jù)庫取出的數(shù)據(jù)可以
3輸入到雷達模擬機中的訓練計劃文件中，從而可對生成的訓練計劃數(shù)據(jù)進行二次編輯，讓 訓練計劃更實用，加強其訓練效果。
本發(fā)明的有益效果是 1、運用真實數(shù)據(jù)生成模擬數(shù)據(jù)場景，讓模擬數(shù)據(jù)場景與實際工作的空中交通情況 相似，可以培訓管制人員對于實際空中交通的管制能力，快速提高管制員的管制水平。而 且、自動生成訓練計劃大減輕了訓練教員手動編寫訓練計劃的工作量，讓他們可以訊速生 成訓練計劃，這些訓練計劃還可以進行二次編輯，這樣就大大增加了訓練計劃的數(shù)量和質(zhì) 量，增強了管制培訓效果。 2、一種大型的網(wǎng)絡化的計算機圖像圖形仿真系統(tǒng)，能夠逼真地模擬現(xiàn)代空中交 通管制中心一次(PSR)和二次(SSR)航管雷達，機場環(huán)境，各種各樣的空中交通場景及 運動目標，以及管制員對空中交通的調(diào)度指揮效果，提供完善、逼真的虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)訓練環(huán)境。國際民航組織(ICA0)和中國民航都明確規(guī)定，無論是空管學員還是在 職空管指揮人員，都必須使用這種設備進行訓練。


圖1是本發(fā)明總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
圖3是本發(fā)明實時播放子系統(tǒng)系統(tǒng)框圖；
圖4是本發(fā)明歷史回放子系統(tǒng)系統(tǒng)框圖；
圖5是本發(fā)明訓練計劃自動生成系統(tǒng)框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明系統(tǒng)有 1、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集模塊實現(xiàn)對來自不同信息源的信息進行采集、壓縮、解讀，轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)定 義的標準數(shù)據(jù)格式并保存在系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件中的功能。信息源類型主要包括雷達信號、內(nèi)通 通話信號、對空通話信號。 對于實時信號引接，由數(shù)據(jù)采集器實現(xiàn)對實際的管制數(shù)據(jù)的采集，并將采集到的 數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中。
對于采集到的實時信號，進行實時播放。實現(xiàn)雷達信號、話音的同步播放。
2、訓練計劃自動生成系統(tǒng) 可以根據(jù)用戶指定的某一時間段，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中該時間段的空管數(shù)據(jù)生成用于模 擬訓練的訓練計劃?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡或移動存儲設備將訓練計劃傳給雷達模擬機訓練數(shù)據(jù)準 備席位，供教員使用。
3、歷史回放系統(tǒng) 對于采集到的歷史信號，可以進行歷史信號的回放處理。真實的再現(xiàn)用戶指定的 時間段內(nèi)的空中管制實情。實現(xiàn)雷達、通話和電報信號的同步播放。 在采集的實際雷達信號中某選定時間段的管制信號數(shù)據(jù)進行分析和統(tǒng)計，得到指 定時間段內(nèi)空中交通以及飛行安全情況分析。
根據(jù)安全間隔和沖突標準，對訓練結(jié)果、質(zhì)量進行分析、評估。三個系統(tǒng)與航管雷
達模擬機系統(tǒng)參見圖1。 數(shù)據(jù)采集和實時播放系統(tǒng) 對于實時播放子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)我們雖分開設計，但實現(xiàn)時卻將它們合成 一個程序，這樣使用上方便，也便于理解。 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集CATS (CHENGDU AIR TRAFFIC SYSTEM)系統(tǒng)發(fā)出的雷達數(shù)據(jù) 和內(nèi)通通話數(shù)據(jù)。雷達數(shù)據(jù)傳輸采用TCP/IP協(xié)議，傳輸數(shù)據(jù)用網(wǎng)絡包封裝，其數(shù)據(jù)格式完 全由CATS自行定義。語音采集部分用語音采集卡采集語音數(shù)據(jù)，主要完成PCM采樣和ADPCM 壓縮，同步雷達、語音數(shù)據(jù)后向?qū)崟r播放席位發(fā)送語音數(shù)據(jù)，最后寫入語音數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫 中。 硬件構(gòu)成有電腦主機、顯示器、鍵盤鼠標，語音數(shù)據(jù)采集壓縮卡，網(wǎng)卡等。 實時播放子系統(tǒng)強調(diào)其實時性，系統(tǒng)應該及時準確地反放映空管中飛行的狀況。
為滿足這一要求要盡量減少網(wǎng)絡傳輸延遲，對于引入的信號要使用語音數(shù)據(jù)采集卡采集
話音數(shù)據(jù)，并且按照時間標記與雷達、電報數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)同步合成，從而再現(xiàn)空中的交通過程。 歷史回放系統(tǒng) 歷史回放子系統(tǒng)將從西南空管局引接來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為本地格式的數(shù)據(jù)并保存，作 為本地空情數(shù)據(jù)，供歷史回放、分析剪輯使用。 在系統(tǒng)功能中，可以對數(shù)據(jù)進行剪輯和回放?；胤胚^程中，用戶可以對指定記錄飛 機的飛行情況進行分析，例如剖面顯示、尾跡顯示等。 系統(tǒng)可以對飛機的尾跡信息可以進行單獨存儲，以備日后對其分析使用。
該系統(tǒng)也可脫機播放由數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)之數(shù)據(jù)后處理子系統(tǒng)制作的案例光盤。 一般 情況下，該系統(tǒng)在制作案例光盤時同案例數(shù)據(jù)(話音/雷達/電報) 一并刻錄到CD-ROM盤 片上。因此，案例光盤可在任何一臺正確安裝了 Windows操作系統(tǒng)的PC機上使用，甚至是 筆記本電腦上。 硬件構(gòu)成有電腦主機、顯示器、鍵盤鼠標，語音數(shù)據(jù)采集壓縮卡，網(wǎng)卡等。
訓練計劃自動生成系統(tǒng) 訓練計劃制作子系統(tǒng)根據(jù)實際的空管數(shù)據(jù)自動生成模擬訓練計劃。對于實際空管 數(shù)據(jù)不存在，而訓練計劃又需要的參數(shù)，比如天氣、機場等，讓用戶自行輸入。
針對計劃設置天氣、機場、區(qū)域/進近等參數(shù)。 選取一時間段，根據(jù)實際的空管數(shù)據(jù)生成訓練計劃(兩種格式，一種是供雷達模 擬機直接使用的格式、一種是供雷達模擬機訓練數(shù)據(jù)準備軟件二次編輯的格式)。
刪除無用的計劃。 硬件構(gòu)成有電腦主機、顯示器、鍵盤鼠標，網(wǎng)卡等。
權(quán)利要求
一種基于真實雷達數(shù)據(jù)制作雷達模擬機訓練計劃系統(tǒng)，其特征是由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和實時播放系統(tǒng)、語音數(shù)據(jù)采集壓縮系統(tǒng)、歷史回放系統(tǒng)以及訓練計劃自動生成系統(tǒng)組成；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和實時播放系統(tǒng)由顯示器、鍵盤、鼠標、語音數(shù)據(jù)采集壓縮卡以及網(wǎng)卡分別與電腦主機連接組成，系統(tǒng)中設有網(wǎng)絡接收模塊采用TCP/IP協(xié)議接收雷達數(shù)據(jù)，并進行預處理分類，分類后的雷達數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫；語音數(shù)據(jù)采集壓縮系統(tǒng)收集、壓縮內(nèi)部通話的語音數(shù)據(jù)，并與同步雷達數(shù)據(jù)一起寫入數(shù)據(jù)庫，同時，同步后的語音數(shù)據(jù)經(jīng)語音播放模塊發(fā)送至音箱進行實時播放，數(shù)據(jù)處理模塊接收同步后的雷達數(shù)據(jù)和環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)以及經(jīng)交互式命令處理模塊處理后的用戶命令進行處理后，將結(jié)果發(fā)送到數(shù)據(jù)顯示模塊進行顯示；歷史回放系統(tǒng)由顯示器、鍵盤、鼠標、語音數(shù)據(jù)采集壓縮卡以及網(wǎng)卡分別與電腦主機連接組成，系統(tǒng)中的語音播放模塊從數(shù)據(jù)庫取出特定時間段的語音數(shù)據(jù)并發(fā)送到音箱，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理模塊從數(shù)據(jù)庫取出特定時間段的雷達數(shù)據(jù)并結(jié)合輸入的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)以及經(jīng)交互式命令處理模塊處理后的用戶命令，最后將顯示數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)顯示模塊；訓練計劃自動生成系統(tǒng)由顯示器、鍵盤、鼠標以及網(wǎng)卡分別于電腦主機連接組成，系統(tǒng)中的訓練計劃制作模塊從數(shù)據(jù)庫中取出雷達數(shù)據(jù)中的航路、航跡數(shù)據(jù)，再結(jié)合用戶輸入的相關制作計劃的參數(shù)，得出訓練計劃數(shù)據(jù)，最后發(fā)送到雷達模擬機系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于真實雷達數(shù)據(jù)制作雷達模擬機訓練計劃系統(tǒng)，其特征 是所述歷史回放系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)處理模塊與語言播放模塊之間互傳語音控制信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種基于真實雷達數(shù)據(jù)制作雷達模擬機訓練計劃系統(tǒng)，其 特征是所述訓練計劃自動生成系統(tǒng)中的訓練計劃制作模塊對從數(shù)據(jù)庫取出的數(shù)據(jù)可以輸 入到雷達模擬機中的訓練計劃文件中，從而可對生成的訓練計劃數(shù)據(jù)進行二次編輯，讓訓 練計劃更實用，加強其訓練效果。
全文摘要
一種基于真實雷達數(shù)據(jù)制作雷達模擬機訓練計劃系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和實時播放系統(tǒng)、歷史回放系統(tǒng)、訓練計劃自動生成系統(tǒng)以及雷達模塊機系統(tǒng)組成。通過采集真實的雷達航跡數(shù)據(jù)和飛行計劃數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成用于模擬訓練的計劃，從而培訓管制人員對于空中交通的管制能力，快速提高管制人員的管制水平。
文檔編號G09B9/54GK101739860SQ20091021642
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者李新勝, 母攀良, 董天罡 申請人:四川川大智勝軟件股份有限公司