軍民合用機場凈空區評價方法研究

宋曉旭 蘇曉雯 吳曉萍

摘 要：在機場凈空限高的計算中，往往由于對實際測量的障礙物地理位置與機場凈空區障礙物限制面具體區域之間的位置關系把握不準確，一旦疏漏容易導致計算結果的偏差。本文采用凈空模型分析計算方法對機場凈空區進行分析，可以準確快速計算障礙物限高，有效的避免由于對凈空地圖分析與實際測量中帶來的誤差，提高計算準確率與效率。

關鍵詞：凈空區分析 圖形建模 計算方法 研究

中圖分類號：V351 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（a）-0244-01

1 研究背景

機場凈空區是為了保證飛機起飛、著陸和復飛的安全，在機場周圍劃定的限制物體高度的空間區域，凈空標準直接影響飛機的起飛和著陸安全，甚至會直接影響到機場的飛行等級。在機場的日常維護管理中，需要對機場的凈空條件進行評定，以確定機場周圍的超高建筑物不會影響飛機的起降安全。

隨著計算機技術的進步，機場凈空的計算與研究可以采用計算機凈空模型的構建以及凈空模型的空間分析等方法來盡量減少由于實際測量過程中產生的累計誤差，提高人工評價的效率以及精確度。

2 機場凈空模型的建立

2.1 建立模型幾何坐標系

為方便機場凈空模型的建立，設計一個合理的坐標系，以方便幾何空間的計算。參考跑道的位置，構建的一個自定義的笛卡爾坐標系（見圖1），然后再將在這個笛卡爾坐標系下進行可視化建模。

幾何坐標系的定義和規定如下。

（1）坐標系原點O為跑道中心線與升降帶進近面一側的側邊線的交點，X軸方向為跑道中心線向進近面一側延伸的方向，Y軸方向在升降帶的側邊線上，Z軸方向為原點O所在位置的水平面法線方向。

（2）假設跑道面和升降帶處于同一個平面上，跑道與升降帶所在高程為0，坐標單位為m。

2.2 模型中的參數標示

機場凈空區范圍的大小和障礙物限制面的高度都是由機場的飛行等級來確定的，本文構建機場凈空模型的計算過程中，按照《軍用機場凈空規定》（國發[2001]29號）中所規定的四級機場進行建立模型。

2.3 凈空模型的繪制

Auto CAD制圖軟件具有精確的數據運算能力和高效的圖形處理能力，可以高效率的完成機場凈空區域劃分的二維、三維計算機圖形繪制，該文凈空模型按照四級機場1∶1的比例進行三維模型圖的建立（見圖2、3）。

2.4 障礙物限制面的計算

計算方法是在凈空模型圖中確定升降帶端線中點為基準點A，其經緯度坐標值經過GPS測量可以確定為（X1，Y1），需要測量的障礙物B的地理坐標為（X2，Y2），同時也可以通過GPS測量AB之間的直線距離為H。為了提高GPS的測量的精確度，可以將每個點的經緯度測量值以及直線距離值取多次測量的平均值。A、B兩點連線的方位角運用WGS-84坐標系中兩點間的方位角計算方法計算可得出角度β。由于機場升降帶中心線的方位角α已知（或根據此方法計算），那么AB連線與升降帶之間的夾角θ=α-β。

根據基準點A的位置、夾角θ以及AB兩點距離H可以確定障礙物B在機場凈空區域的具體位置，再根據各個凈空區障礙物限制面的計算方法即可以計算得出障礙物的限制標準。

3 結語

機場凈空評價是機場建設和管理的重要組成部分。隨計算機三維可視化技術的發展，構建機場三維凈空模型已經成為行之有效的手段。這種凈空區評價方法快捷方便，只需針對本機場的等級進行計算機軟件建模即可應用計算，無需任何軟件開發經濟成本，對于無力開發高成本的凈空專用軟件的中小型機場尤其適用。

參考文獻

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