領(lǐng)航儀表的飛行技術(shù)仿真系統(tǒng)開發(fā)

徐振東+張軍+林強(qiáng)+趙學(xué)新

摘 要：領(lǐng)航儀表為飛行員提供引領(lǐng)飛機(jī)航行所需要的高度、速度、航向、各方位角等領(lǐng)航信息，是飛行技術(shù)仿真系統(tǒng)的重要組成部分。本文利用 GLStudio儀表編程技術(shù)、OpenGL技術(shù)、數(shù)字地球技術(shù)，結(jié)合VC6.0，實(shí)現(xiàn)了基于領(lǐng)航儀表的飛行技術(shù)仿真系統(tǒng)，給出了模擬仿真結(jié)果。模擬仿真結(jié)果表明，本系統(tǒng)能夠滿足實(shí)踐教學(xué)需求，有助于飛行學(xué)員領(lǐng)航技能的培養(yǎng)，促進(jìn)了理論教學(xué)和飛行訓(xùn)練的相互銜接。

關(guān)鍵詞：領(lǐng)航儀表 GLS studio 仿真系統(tǒng)

一、引言

隨著科技的進(jìn)步，飛行仿真系統(tǒng)得到了快速的發(fā)展，在飛行仿真中必不可少的就是航空儀表，而領(lǐng)航儀表是航空儀表的重要組成部分，為飛行員提供高度、速度、航向等信息，是飛行技術(shù)的基礎(chǔ)。基于領(lǐng)航儀表的飛行技術(shù)仿真系統(tǒng)是一套領(lǐng)航實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)的訓(xùn)練，可使學(xué)員熟練使用領(lǐng)航儀表、熟悉領(lǐng)航工作過程、提高獨(dú)立能力，提高飛行技術(shù)。

二、開發(fā)平臺(tái)簡介

領(lǐng)航儀表的飛行技術(shù)仿真系統(tǒng)開發(fā)工作主要集中在領(lǐng)航虛擬儀表的外觀，指針，刻度等設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、輸入輸出接口的設(shè)計(jì)及硬件開發(fā)三個(gè)方面，其中領(lǐng)航虛擬儀表制作工作量及難度昀大，其界面的真實(shí)度是影響領(lǐng)航虛擬儀表系統(tǒng)真實(shí)感的主要因素。本開發(fā)系統(tǒng)采用 PC機(jī)，Windows7操作系統(tǒng)環(huán)境，GLS studio和 VC6.0開發(fā)平臺(tái)， Photoshop圖形處理軟件。GLS studio提供了一個(gè)三維的“所見即所得”的設(shè)計(jì)環(huán)境，其用戶接口友好，建立的圖片模型能生成 OpenGL和 C++代碼，這個(gè)代碼可以進(jìn)行單獨(dú)封裝和編譯，以模塊的形式嵌入到其它應(yīng)用系統(tǒng)中，可移植性和擴(kuò)展性非常好。它能創(chuàng)建實(shí)時(shí)的互動(dòng)界面，采用應(yīng)用程序向?qū)Ш皖愊驅(qū)Э梢钥焖佟⒎奖愕倪M(jìn)行仿真建模，適合開發(fā)一些修改量較大的軟件，是大規(guī)模項(xiàng)目開發(fā)的首選工具，開發(fā)儀表的一般流程如圖 1所示。

三、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

（一）儀表系統(tǒng)構(gòu)架

儀表系統(tǒng)主要包括學(xué)員用計(jì)算主機(jī)、兩個(gè)高清顯示器、一個(gè)高速輸入輸出接口控制板和儀表附件。如圖 2所示，其中一個(gè)顯示器用來顯示飛行仿真系統(tǒng)的外景，另一個(gè)用來顯示座艙儀表，高速輸入輸出接口控制板一端通過 USB口與主機(jī)相連，另一端與儀表的外圍附件按鈕、旋鈕相連，學(xué)員可通過這些按鈕、旋鈕對儀表進(jìn)行設(shè)定。

（二）功能實(shí)現(xiàn)

1.領(lǐng)航儀表組成

領(lǐng)航儀表由領(lǐng)航時(shí)鐘、空速表、地平儀、升降速度表、陀螺磁螺盤、多功能顯示器、高度表、航向位置指示器和無線電羅盤構(gòu)成。

2.領(lǐng)航儀表開發(fā)

采用高分率數(shù)碼相機(jī)拍攝主要機(jī)型的儀表板，對擬采用的領(lǐng)航儀表進(jìn)行技術(shù)處理作為紋理。在 GL Studio軟件的圖形設(shè)計(jì)器中創(chuàng)建儀表模型，用鼠標(biāo)直接拖拽生成所需的模型。采用 GL Studio軟件提供的旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)等函數(shù)，為儀表模型添加屬性、方法和變量以實(shí)現(xiàn)對儀表控制。

3.仿真結(jié)果

領(lǐng)航儀表仿真結(jié)果如圖 3所示，可以看出該仿真系統(tǒng)將主要領(lǐng)航儀表集中顯示在一個(gè)儀表板，其顯示紋理、尺寸、顏色與真實(shí)儀表完全相同，指針旋轉(zhuǎn)、刻度指示真實(shí)，能夠滿足模擬訓(xùn)練需要。

四、結(jié)論

本系統(tǒng)仿真度高，易于維護(hù)，成本低，有著非常好的通用性，可以立即廣泛的推廣到理論教學(xué)、飛行訓(xùn)練部門和學(xué)生用來進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，成功促進(jìn)了理論教學(xué)和飛行訓(xùn)練的相互銜接。

參考文獻(xiàn)：

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