一種通用航空飛行管理軟件的需求分析

四川九洲空管科技有限責任公司 李涵文 張 江 索 宇

隨著航空業的不斷發展，我們對空域的使用方式，應用領域，利用效率都在逐漸發生轉變。通用航空作為未來航空業發展趨勢之一，更多類型的飛行器，更大眾化的低空飛行活動，更廣闊的空域使用程度都將成為未來航空業需要面臨的挑戰，新技術的革新也將成為航空業發展的迫切需求。成熟、先進、智能的有關通航服務及航空安全的技術成果可以加快通航開放的步伐，推動通用航空業的發展。

通用航空服務站項目旨在建設一套專業的通用航空管理單元，作為項目軟件研發的一部分，對通用航空飛行管理軟件的需求及功能進行分析研究可為后續軟件設計打下堅實的基礎。

1 背景介紹

我國自1986年頒布《中國民用航空專業飛行工作細則》將通用航空定義為“專業飛行”以來，先后針對通用航空領域制定了多項標準以及頒布了多種管理條例。通用航空業是以通用航空飛行活動為核心，涵蓋通用航空器研發制造、市場運營、綜合保障以及延伸服務等全產業鏈的戰略性新興產業體系，具有產業鏈條長、服務領域廣、帶動作用強等特點。作為國家重點發展的戰略新興產業之一，不斷出臺的低空空域管理改革政策，為通航業發展提供了動力和保障，通航產業的市場需求已經逐漸加大并將迅速發展。

2 系統概述

2.1 通用航空服務站定義

通用航空服務站是為通用航空飛行提供飛行計劃服務、航空氣象服務、航空情報服務、告警服務、飛行支援、應急救援及其他相關支持的空中交通服務系統，其目的是保證通用航空飛行的安全、快捷、高效，提高通用航空飛行安全保障水平。通用航空服務站與低空空域對空監視、低空通信系統共同組成我國通用航空飛行服務保障體系。

2.2 建設目標

通用航空服務站建設目標：為目標地區低空空域和相關航線開展通用航空飛行活動提供必要的航空飛行服務，滿足各單位的低空空域飛行需求。

2.3 系統組成

通用航空服務站系統由通用航空飛行服務終端、通用航空飛行監視終端、語音接入設備、語音記錄和轉播服務器、超短波電臺、數據記錄設備、聯網設備及供配電設備等組成。

通用航空服務站的組成示意圖如圖1所示，硬件設備清單如表1所示。

通用航空飛行服務終端：通過互聯網接入通用航空服務網站，獲取航行情報、氣象信息，報備或報批飛行計劃。

通用航空飛行監視終端：通過網絡連接分區ADS信息綜合處理服務器，獲取相關空域監視信息。

話音接入設備：配備電話、傳真機、打印機、電報收發設備、網絡設備、專用的無線電臺等通信設備。

話音記錄和轉播服務器：存儲記錄話音信息，包括氣象通播、航行咨詢信息等，根據通航用戶和飛行員請求通過電話、超短波電臺播發話音服務信息。

圖1 通用航空服務站系統組成示意圖

表1 硬件設備清單

超短波電臺：用于對空聯絡，或根據飛行員的請求，向飛行員提供航行服務、飛行支援、應急救援，必要時向空中轉發空管部門的管制、告警信息。

數據記錄設備：記錄并保存航跡數據、飛行計劃信息數據、航空情報信息數據、航空氣象信息數據、飛行情報信息數據、告警和協助救援信息。

UPS電源：向通用航空服務站系統提供不間斷電源（UPS）。

3 軟件需求

3.1 功能需求

（1）監視與告警

系統可持續接收覆蓋區域內航空器的ADS-B監視信息并進行處理顯示，實現對空中目標的實時監視，并在航空器危險接近時產生告警或警示。

（2）話音通信

系統通過對空電臺可以飛行員和管制中心進行話音通信。

（3）飛行動態通報

系統具有本地編輯飛行計劃和航空器起降時刻通報的功能。

（4）信息發布功能

系統具備將編輯的飛行通告、航行資料和氣象等信息以話音方式向航空器播發的能力。

（5）話音記錄和回放功能

系統能夠記錄對空話音呼叫信息，并可根據組合條件進行快速檢索，在指定位置回放。

（6）數據記錄和統計分析功能

系統能夠記錄ADS-B監視數據、飛行通告、航行資料和氣象數據，并能夠根據組合條件對ADS-B信息快速檢索，在指定位置回放。

（7）人機界面

系統應能夠顯示：

a)飛行器的航跡；

b)背景圖（空域邊界、地標、障礙物、高山、河流、道路、機場、導航臺、禁區、限制區、危險區等）顯示與控制，包括放大，縮小，偏心，測距等；

c)告警信息；

d)航空器短信；

e)時間。

系統應能提供如下編輯功能：

a)航行資料；

b)飛行通告；

c)氣象信息；

d)飛行計劃。

（8）系統時間同步

系統應接收GNSS接收機送出的UTC（GNSS）時間，并實現系統內的計算機設備時間同步。系統應以UTC時間（GNSS時間）為系統基準時間，具備將基準時間轉換為本地時間并進行顯示的能力。

（9）維護管理功能

a)ADS-B地面站（1090ES地面站）參數設置；

b)參數設置，包括背景地圖、通信參數、數據存儲及回放參數；

c)告警參數設置，包括航空器最近距離參數；

d)系統設備工作狀態（正常、故障）和用戶設置（名稱、密碼、權限）。

3.2 軟件平臺需求

（1）Windows操作系統

系統在Windows操作系統下運行，版本為Windows7 32/64bit。

（2）Java

系統擬采用Java1.7版，用于完成如下功能：

a)各組件的國際化（多國語言）；

b)OpenGL繪圖支持；

c)文件和數據流處理；

d)GUI用戶界面。

（3）SNMP庫（net-snmp）

SNMP庫擬采用net-snmp開源庫，該庫支持SNMP v1、v2c和v3.0三個版本，主要包括以下功能模塊：

a)提供用于二次開發的net-snmp動態鏈接庫；

b)用于執行SNMP查詢、設置等的應用程序和工具程序。

該庫可實現與SNMP Agent端的連接、SNMP報文收發、SNMP報文解析、SNMP TRAP報文接收等SNMP協議功能。

結束語：在通用航空服務站項目的基礎上，本文介紹了通用航空服務站項目系統組成，以及對本系統的配套通用航空飛行管理軟件進行了分析研究，完成了功能需求分析分解，系統建議采用java語言開發，以具備良好的可移植性，便于工程上的應用。依據本系統的分析研究，目前該軟件已完成設計與實際應用，功能項基本覆蓋了使用要求。