飞行程序设计2
飞行程序设计-第2章-序论
八、飞行程序设计所需工具
设计规范ICAO Doc 8168
航行数据跑道信息、导航设施、空域限制、人工障碍物
等
合适比例尺的地图 绘图工具 直尺、 45°/30°三角板、量角器、圆规 、计
算器、 模板等
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九、飞行程序设计的工作过程
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2.进场程序：提供从航路结构到终端区内的一点的过渡。 起始于航空器离开航路的那一点，至等待点或起始进近定位 点。
进场程序实际上是进近程序中的进场航段
我国许多机场的离场程序以走廊口作为进场程序的开始点
在为一个机场设计进场程序时，应为每一条可用于着陆的跑 道设计所使用的进场程序
等待、反向、直角程序模版手册（DOC9371-AN912）
在平行或接近平行的跑道上同时运行手册（DOC9463） II类仪表着陆系统（民航总局令57号）
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中国民用航空空中交通管理规则（民航总局令86号） 航空器机场运行最低标准的制定与实施规定（民航总局令 98号）
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二、飞行程序的类型
根据所执行的飞行规则划分：按目视飞行规则设计的程序称为目 视飞行程序；按仪表飞行规则设计的程序称为仪表飞行程序。
根据航空器定位方式划分：使用传统导航定位方式的飞行程序称 为传统飞行程序，使用PBN进行导航定位的飞行程序称为PBN飞 行程序。
根据发动机工作模式划分：一般飞行程序设计部门只考虑发动机
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飞行程序设计2
飞行程序设计2飞行程序设计2概述飞行程序设计的概念飞行程序设计是一种用于控制飞行器运行的软件开发领域。
在飞行程序设计中，开发人员需要编写一系列的代码来控制飞行器的各种功能，包括起飞、降落、飞行路径规划等。
飞行程序设计的目标是确保飞行器安全、稳定地运行，并能够实现各种任务的需求。
飞行程序设计的原理飞行程序设计的实现主要依靠飞行控制系统和相关软件。
飞行控制系统是一台计算机系统，负责接收飞行器的各种输入信号，并根据编写的飞行程序来计算和控制飞行器的运动。
飞行程序则是一系列的代码，用于描述飞行器的运行逻辑和行为。
飞行程序设计的原理包括以下几个方面：1. 输入信号处理：飞行控制系统需要能够处理各种输入信号，例如遥控器输入、传感器数据等。
开发人员需要设计和实现相应的输入处理模块，将输入信号转换为飞行程序可以理解和处理的形式。
2. 飞行控制算法：飞行程序设计中最重要的部分是飞行控制算法。
飞行控制算法是一系列的数学和物理规则，用于计算和控制飞行器的运动。
开发人员需要根据飞行器的特性和任务需求，设计和优化适合的控制算法。
3. 飞行路径规划：飞行路径规划是指根据任务需求和环境条件，确定飞行器的飞行路径和航点。
飞行路径规划算法需要考虑飞行器的动力学特性、飞行速度、障碍物等因素，以确保飞行器能够安全、高效地完成任务。
4. 系统集成和优化：在实际的飞行程序设计中，开发人员还需要考虑飞行控制系统的稳定性、可靠性和性能。
他们需要将各个模块进行集成，并进行系统调试和性能优化，以确保飞行程序的质量和可靠性。
飞行程序设计2的课程内容飞行程序设计2的课程内容主要包括以下几个方面：1. 飞行程序设计的基本原理和概念：介绍飞行程序设计的基本原理和概念，包括输入信号处理、飞行控制算法、飞行路径规划等。
2. 飞行程序设计工具和环境：介绍常用的飞行程序设计工具和开发环境，例如飞行控制系统软件、仿真工具等。
3. 飞行程序设计实验和项目：通过实验和项目，让学生能够实际运用所学的知识和技能，设计和开发高质量的飞行程序。
飞行程序设计
飞行程序设计概述飞行程序设计是指为飞行器编写程序，控制其飞行行为和执行任务。
飞行程序设计涉及到飞行器的导航、自动驾驶、飞行模式切换等功能，是飞行器能够完成各种任务的重要组成部分。
飞行程序设计原则在进行飞行程序设计时，需要遵循一些基本原则，以确保飞行器的安全和性能。
1. 模块化设计：将飞行程序分解为多个模块，每个模块负责完成特定的功能。
这样做可以提高程序的可维护性和可扩展性。
2. 容错设计：在程序中引入适当的容错机制，以应对可能出现的意外情况，如传感器故障、通信中断等。
容错设计可以增加飞行器的鲁棒性。
3. 优化算法：使用高效的算法来处理飞行器的导航和控制问题，以提高飞行器的性能和响应速度。
4. 人机交互设计：考虑到飞行程序的操作性和可用性，设计人机界面，使操作员可以方便地进行程序的设置和调整。
飞行程序设计流程飞行程序设计通常包括以下几个步骤：1. 需求分析：明确飞行器的任务和功能需求，确定需要实现的飞行程序功能。
2. 界面设计：设计人机界面，使操作员可以方便地进行程序的设置和调整。
3. 算法设计：设计飞行控制算法和导航算法，用于控制飞行器的姿态和路径。
4. 模块设计：将飞行程序分解为多个模块，并对每个模块进行详细设计。
5. 编码实现：根据设计完成对应的编码工作，实现飞行程序。
6. 调试优化：进行系统调试和优化工作，确保飞行程序的正确性和稳定性。
7. 测试验证：对飞行程序进行全面的测试验证，确保程序能够按照预期完成飞行任务。
飞行程序设计工具进行飞行程序设计时，可以使用一些专门的工具来辅助开发工作。
1. 集成开发环境（IDE）：使用IDE可以提供代码编辑、调试、编译和运行等一体化的开发环境，提高开发效率。
2. 仿真工具：仿真工具可以模拟飞行器的运行环境，帮助进行飞行程序的调试和测试。
3. 数据分析工具：使用数据分析工具对飞行器的传感器数据和飞行记录进行分析，以评估飞行程序的性能和稳定性。
飞行程序设计的挑战飞行程序设计面临一些挑战，需要解决一些问题。
飞行程序设计
飞行程序设计目录•前言•第一章飞行程序理论基础• 1.1 飞行程序结构• 1.1.1 离场程序• 1.1.2 进近程序• 1.1.3 进场程序• 1.2 航空器分类• 1.3 飞行程序定位和容差规范• 1.3.1 定位方法分类• 1.3.2 定位容差限制•第二章飞行程序辅助设计系统设计• 2.1 系统功能划分• 2.1.1 航迹和保护区绘制• 2.1.2 障碍物评估• 2.2 几何算法实现• 2.2.1 风螺旋线算法设计• 2.2.2 风螺旋算法实现• 2.2.3 缓冲区算法设计• 2.2.4 缓冲区算法实现• 2.3 用户界面设计• 2.3.1 VBA程序菜单设计• 2.3.2 绘图程序界面设计• 2.3.3 评估程序界面设计•第三章离场程序设计• 3.1 流程描述• 3.2 离场程序要求的参数• 3.3 直线离场• 3.4 转弯离场•指定高度转弯离场•电台上空转弯•交叉定位或DME弧确定TP的转弯离场• 3.5 向台飞行• 3.6 全向离场•第四章等待程序设计• 4.1 流程描述• 4.2 等待程序• 4.2.1 等待程序作图参数• 4.2.2 等待程序模板绘制方法• 4.2.3 模板的作图• 4.2.4 确定定位容差• 4.2.5 基本区作图和交叉定位上空的全向进入作图• 4.2.6 区域缩减原则•第五章复飞程序设计• 5.1 流程描述• 5.2 直线复飞• 5.3 转弯复飞•第六章障碍物评估程序设计• 6.1 评估的一般准则• 6.2 直线离场障碍物评估• 6.3 转弯离场障碍物评估• 6.3.1 指定转弯点的障碍物评价• 6.3.2 指定高度转弯离场的障碍物评价• 6.4 复飞程序评估• 6.4.1 直线复飞障碍物评价• 6.4.2 转弯复飞的障碍物评价• 6.5 等待程序评估•第七章结论前言在国内,飞行程序设计一直以手工设计为主。
随着计算机技术的普及,设计人员在设计过程中使用了一些CAD辅助设计的技巧,但是并没有从根本上解决手工设计效率低下,工作繁重和结果不一致等问题。
飞行程序设计
飞行程序设计［标题］[摘要]本文档旨在提供飞行程序设计的详细范本,以便开发人员参考和应用。
文档涵盖了飞行程序设计的各个阶段和关键要点，包括需求分析、系统设计、编码实现、测试和部署等。
同时，文档还提供了相关的附件、法律名词及注释等内容供读者参考。
[目录］1.引言1.1 背景１.2 目的1.３参考资料２.需求分析２．1 功能需求2.2 性能需求2．3 可靠性需求2．4 安全需求3.系统设计3.1 架构设计３.2 数据流设计3.3 接口设计3.4 数据库设计３．5 用户界面设计4．编码实现４．1 开发环境4.2 编程语言选择 4．3 模块划分4．4 编码规范５.测试5．1 单元测试5．2 集成测试5．3 系统测试5.4 性能测试5.５安全测试6．部署与发布6.1 部署环境6.2 部署流程6.3 用户培训６.4 发布计划7．附件7.1 数据字典7.2 接口文档7．３界面设计图８.法律名词及注释8．1 法律名词解释8.2 附加法律文件［注释]- 功能需求：系统应具备的功能,如航线规划、飞行控制等。
- 性能需求:系统的性能要求,如响应时间、吞吐量等。
- 可靠性需求：系统的可靠性要求,如故障恢复、冗余备份等。
- 安全需求:系统的安全要求,如权限控制、数据保护等。
- 架构设计：系统的总体结构设计,包括模块划分、组件关系等。
- 数据流设计：系统中数据的流动方式和路径。
- 接口设计:与外部系统或设备的接口设计。
－数据库设计:系统中使用的数据库结构设计。
- 用户界面设计：系统的用户交互界面设计。
－编码规范:统一的编码规范和命名规则。
- 数据字典：系统中使用的数据定义说明。
- 接口文档：系统的接口定义和使用说明。
- 界面设计图：系统用户界面的设计图纸。
[附件]请参考附件中的数据字典、接口文档和界面设计图作为本文档的补充材料。
[法律名词及注释]请参考附加法律文件中的法律名词解释，以便正确理解相关法律条款和要求。
[全文结束］。
飞行程序设计-第2章 精度与保护区
RNAV航路点精度
• 导航系统误差与使用的导航源有关
– 陆基传感器：
• 容差取决于TSE
– GNSS传感器：
• 容差取决于TSE或IMAL。 • 如果IMAL大于FTE，XTT取决于IMAL
GNSS RNAV
• 使用基本GNSS作为导航源可以支持的规范 有RNAV5，RNAV2，RANV1，RNP4，BASIC RNP-1和RNP APCH。
h单位为m
α =90，两重以上覆盖 α =30，两重覆盖
航段保护区
直线段保护 转弯保护
保护区半宽计算方法
• 航路点的保护区半宽1/2Aw由下面的公式确 定：
– ½ A/W = 1.5*XTT + BV – BV=缓冲值 – RNAV等待点的精度应由航路的XTT和ATT值确定
，除了等待程序距ARP小于30NM时采用进场航 线的XTT和ATT值外。
DME/DME RNAV
– 并且，对于上述任一种情况FMC 的飞行计划可 自动装载导航数据库。导航数据库中存储着基 于WGS-84 坐标的航路点（包括速度和垂直限制 ）其中包括要执行的飞行程序。
• 对设备的具体要求参见FAA AC25-15、AC20-130 和 EUROCAE ED-76、ED-77 以及ARINC424。
区域导航航路点精度与保护区
PBN可用的导航源
确定飞 机位置
1
导航设施
3 导航应用
2 导航规范
VOR/DME 定位
基准台 VOR/DME
D
标称航迹
航路点
DME/DME 定位
DME/DME 定位
DME2
DME4
DME1
d1
DME3
GNSS 定位
飞行程序设计2
飞行程序设计2飞行程序设计21. 引言在飞行程序设计中，我们需要考虑到各种飞行情况和条件，以确保飞行的安全和有效性。
本文将介绍一些飞行程序设计的关键方面，包括飞行计划、飞行指令和飞行保障等内容。
2. 飞行计划2.1 飞行任务分析在进行飞行计划之前，我们首先需要进行飞行任务分析。
这包括对飞行任务的目标、执行时间和空间限制进行详细的分析和评估，以确保飞行计划能够满足任务的要求。
2.2 飞行航线规划飞行航线规划是飞行计划中的关键步骤之一。
在进行航线规划时，我们需要考虑到飞行器的类型、飞行高度、飞行速度、气象条件等诸多因素。
同时，还需要考虑到空域管制、航路选择和航路容量等因素，以确保航线的安全和有效性。
2.3 飞行时间和燃油计算确定了飞行航线后，我们需要进行飞行时间和燃油的计算。
这需要考虑到飞机的性能参数、气象条件和航线长度等因素。
通过准确的计算，我们可以确定飞行的时间和燃油消耗量，以便进行后续的燃油准备和补给工作。
3. 飞行指令3.1 起飞指令在进行起飞操作时，飞行指令起到了至关重要的作用。
起飞指令包括了飞机的起飞方式、起飞航路和起飞高度等内容。
在制定起飞指令时，需要考虑到飞机的性能、气象条件和起飞场的限制等因素，以确保起飞的安全和有效性。
3.2 空中交通管制指令在飞行过程中，空中交通管制指令起到了关键的作用。
这些指令包括了飞行航路、高度和速度的调整等内容。
飞行员需要准确地执行这些指令，以确保飞行的安全和顺利进行。
3.3 降落指令降落指令是飞行中最后一个关键环节。
降落指令包括了降落航路、降落方式和着陆点等内容。
在制定降落指令时，需要考虑到飞机的性能、气象条件和着陆场的限制等因素，以确保降落的安全和有效性。
4. 飞行保障4.1 飞行器维护保障飞行器维护保障是飞行过程中的一个重要环节。
在飞行前，需要对飞机进行必要的检查和维护，以确保飞机的完好和正常运行。
同时，在飞行过程中，还需要注意对飞机进行安全监控，及时发现并处理任何潜在问题。
飞行程序设计-第2章 精度及保护区
DME/DME FMC DME/DME TMA
65
DME/DME RNAV
FMC WGS-84
FAA AC25-15 130 EUROCAE ED-76 ED-77 ARINC424
AC20-
66
DME/DME RNAV
DME IRS DME DME WGS-84
67
DME/DME RNAV
370km/200NM 30° - 150° DME
• HM
24
RNAV
TF TF CF FA CA TF CF DF TF CF FA CA
Altitude FA CA
25
FA CF DF CA DF CF TF
DF
TF : Track between fixes CF : course to fix DF : Direct to fix
DF CF
BV XTT
76
•
BV XTT
RNP1 RNAV1/2
15NM
GNSS
ARP30NM
RNP APCH
ARP30NM FAF Mapt ARP15NM
77
•
BV BV
•
XTT XTT
78
15NM,30NM
FAF 30°
79
30°
80
15°
15°
ATT
81
FAF
1.45NM
FAF
BV 1NM
Latest TP
92
Fly-Over(DF)
( DF FO
)
93
Fly-By(<90
)
>90,DTA>r, DTA=r
Earliest TP= -ATT-DTA Latest TP=ATT-DTA+c DTA=r*tan(A/2)
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第四节 最低扇区高度（MSA）
最低扇区高度也称扇区最低安全高度，是紧急情况下 所在扇区可以使用的最低高度。它也是确定仪表进近 程序起始高度的一个依据。每个已建立仪表进近程序 的机场都应规定最低扇区高度。 一、扇区的范围及划分方法 1.扇区必须以用于仪表进近所依据的归航台为中心， 46km（25NM）为半径所确定的区域内。 2.扇区的划分通常与罗盘象限一致，即根据0°、90°、 180°和270°向台磁航向分为四个扇区。 3.如果由于地形或其他条件，扇区边界也可选择其他方 位使之取得最好的最低扇区高度。 4.在每个扇区的边界外有一个9km（5NM）的缓冲区。
第三节 终端区定位点及定位容差
定位点是指利用一个或一个以上的导航设备确 定的地理位置点。 定位点在飞行程序中起着控制航空器位置的重 要作用，其定位精度对飞行程序的安全性和可 靠性有着直接的影响。 在程序设计时，必须确定和检查各定位点的定 位误差范围，以确保其不超过规定的标准。
第三节 终端区定位点及定位容差
一、定位方法及定位容差
（一）飞越导航台的定位容差区 1. 飞越 VOR
（一）飞越导航台的定位容差区
2.飞越NDB
（一）飞越导航台的定位容差区
3. 飞越指点标
（二）交叉定位定位容差
交差定位就是通过测定航空器与两个或两个以 上导航设备的相对方位或距离来确定航空器的 位置。 交差定位定位容差的大小决定于提供定位信息 的导航系统使用的精度。 决定系统精度的参数为：地面设备容差，机载 接收系统容差和飞行技术容差。 根据导航设备在定位时所起的作用，其交叉定 位的误差可分为：航迹引导误差和侧方定位误 差。
（二）交叉定位定位容差
NDB：NDB台的航迹引导精度由以下三个参数组成： a） 士3°地面设备； b）±5.4°机载设备； c) 士3°飞行技术容差。 取以上三个数值的平方和根，即得 NDB 台的航迹 引导容差±6.9°。
（二）交叉定位定位容差
ILS航向台：ILS航向台的航迹引导精度由以下三 个参数组成： a）±1.0°地面监测设备容差包括波束 弯曲； b）±1.0°机载设备容差； c）±2.0°飞行技术容差。 取以上三个数值的平方和根，即得ILS航向台的 航迹引导容差±2.4°。
第四节 最低扇区高度（MSA）
二、最低扇区高度的确定 各扇区的最低扇区高度等于该扇区及其相应缓冲区内最高 障碍物的标高加上一个超障余度（ MOC ），然后以 50m （或 100ft ）向上取整。平原机场 MOC 为 300m ；山区机场的 MOC 应 予以增加，最大增加至600m。 三、相邻电台使用联合扇区 如果一个机场使用一个以上导航台作为归航台进行仪表进近程 序设计，则应分别以这些导航台为中心，画出扇区图并计算最 低扇区高度。如果不同扇区中心的导航台相距在9km（5NM） 以内，则以这两个导航台为中心的扇区可以合并。合并后的最 低扇区高度应该取每个导航台相应扇区的最低扇区高度中的最 大值。 对于以同一导航台为中心建立的两个相邻扇区，如果其最低扇 区高度（取整前）相差小于等于100米，这两个扇区可以合并。 取较高的最低扇区高度作为合并后的最低扇区高度。
二、定位点对定位方法和定位容差的限制
（一）使用交叉定位时，对导航台位置的限制 1.VOR/VOR ：当使用两个 VOR 导航台交差定位时，对两个 导航台与定位点的连线所构成的夹角应在30°～150°。 2.NDB/NDB ：当使用两个 NDB 导航台交差定位时，对两个 导航台与定位点的连线所构成的夹角应在45°～135°。 3.VOR/DME或NDB/DME ：当使用 VOR导航台（或 NDB ）与DME 距离弧交差定位时，VOR（或NDB）台与定位点的连线和DME 台与定位点的连线所构成的夹角应在 0°～ 23°或 157°～ 180°。 4. 当VOR和DME合装为一个导航台时，在一个给定高度上， 有最小可用地面距离的限制。 如当飞行高度为4000米时， 最小可用地面距离为5750米。
（二）交叉定位定位容差
2. 提供侧方定位的导航台的精度： 提供侧方定位的导航台的总容差与提供航迹引导导航台 的总容差的差别在于侧方台总容差中不考虑飞行技术 容差。根据前面所给的数据，我们可以得到各种导航 设备的侧方定位容差： VOR ±4.5°； NDB 士6.2°； ILS航向台 ±1.4°。 3. DME 。 DME 设备的测距精度为：士（ 4.6km （ 0.25NM ） 十 1.25 ％ D），其中 D为地面设备天线至机载设备天线 的距离。这个精度数值是总的最小精度、监视容差和 飞行技术容差的平方和根（RSS）。（二）定位点对 Nhomakorabea位容差的限制
1. 起始进近定位点和中间进近定位点：符合要求的起始 或中间进近定位点，其定位容差必须不大于士 3.7km （±2.0NM）。 2.当FAF是一个VOR、NDB或VOR／DME定位点时，则中间进 近定位点定位容差可以增加至不大于定位以后相应的 起始或中间航段长度的士25％。 3.非精密进近的最后进近定位点。适于用作FAF的定位 点，距着陆道面的距离不大于19km（10NM），并且在 飞越FAF的高度上的定位容差不超过±1.9km（1.0NM）。 4.复飞定位点：当复飞点位于VOR、NDB或指点标上空时， 其定位容差可忽略不计。
（二）交叉定位定位容差
1. 提供航迹引导导航台的精度： VOR：VOR台的航迹引导精度由以下四个参数组成： a) 土3.5°地面系统容差或由飞行 测试而定； b) ±1.0°监控容差； c) 士2.7°接收机容差:和 d)士2.5°飞行技术容差。 取以上四个数值的平方和根即得 VOR 台的航 迹引导容差±5.2°。
第四节 最低扇区高度（MSA）
4.以VOR／DME或NDE／DME为中心的扇区，可在扇区内另 外规定一个圆形边界（DME弧），将扇区划分为分扇区， 在里面的区域使用较低的MSA。使用的DME弧应选择在 19和28km（10和15NM）之间，以避免使用的分扇区太 小。分扇区之间的缓冲区宽度仍使用9km（5NM）。
一、定位方法及定位容差
1. 终端区内定位点可以采用飞越导航台、双台交叉
定位和雷达定位三种方法进行定位。 2. 定位容差区：由于地面和机载设备的精度限制， 以及飞行员的飞行技术误差，航空器在定位时可 能产生的偏差范围。 3. 定位容差区沿标称航迹的长度称为定位容差。从 进入定位容差区的最早点到标称点量取的长度为 d1；从标称点到飞出定位容差区的最晚点量取的 长度为d2