【ZL2024TJ0000095】基于数字地球的3D航空地图构建方法、装置及存储介质

项目简介：

本发明涉及基于数字地球的3D航空地图构建方法、装置及存储介质，应用于航空地图技术领域中，包括：获取航线数据，通过航线数据标绘航路点，通过航路点以及积分航迹算法生成各航线，对航线叠加高度数据，对航线进行高度以及水平面补偿，最后将航线数据以及地形实景输入到Web GIS数字地球软件中，生成包含地形背景的航线图，以解决现有技术中，航线显示背景多为空白或简单的地形符号，没有融合真实的地形场景显示，驾驶员无法在查阅航图时准确感知航线与所处地理空间的位置关系，很难建立有效的地形情景意识，存在潜在的风险点以及航线没有纵深，无法全面有效地了解飞机在空间中的运动轨迹的问题的问题。

项目核心创新点：

（1）数据获取模块：用于获取航线数据，所述航线数据包括中国航行资料汇编中记载的数据以及机载设备记录的数据；

（2）航路点确定模块：用于利用航路点定位算法计算航线的航路点坐标，确定离场图、进场图以及进近图中航路点的位置；

（3）航线确定模块：用于基于机载设备记录的数据利用积分航迹算法生成航路航线和地面滑行路线，基于航路点坐标的直接连线生成离场航线、进场航线和进近航线；

（4）高度修正模块：用于采用温度补偿算法对进近航线的高度进行修正；

（5）水平面修正模块：用于采用空中航路阶段修正算法对航路航线进行水平面修正，采用地理特征点算法对地面滑行路线进行水平面修正；

（6）输出模块：用于将航线数据以及地形实景输入到Web GIS数字地球软件中，得到3D航空地图。

（7）存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述任一项所述的基于数字地球的3D航空地图构建方法中的各个模块。

项目详细用途：

（1）3D航线展示

机组飞错飞行高度这一安全隐患是导致空中危险接近、空中相撞、可控飞行撞地等一系列事故或事故征候的主要根源，民航安全五防第一条即“防止飞错高度”。安全的飞行高度在高空保证了飞机间的垂直间隔，而在低空则是确保超越地面障碍物重要手段。利用数字地球提供的3D空间，除航线长度、方向外，可将航线高度数值在三维地理空间中进行呈现，直观呈现航线的纵向景深，为驾驶员提供了航线的垂直剖面动态展示。

（2）增强飞行员情景意识

飞行是一个时间、速度不断变化的运动过程，飞机周围的环境变化莫测，且无时无刻不在影响飞行。飞行情景意识是指飞行员在高空密闭的驾驶舱环境中对时间、空间和方向位置的感知。一种基于数字地球的3D航空专用地图利用数字地球提供的卫星影像和地形图搭建3D实景平台，将航线数据与地理信息数据融合显示，再现了航线在空间中的定位，增强了飞行员对飞行轨迹的情景意识，有助于飞行员做出正确的判断和决策。

（3）产品国产化

目前较为流行的均为国外相关电子航图显示软件，如Jeppesen APP、Foreflight、Garmin pilot，这些均为美国供应商提供。本专利开发的一种基于数字地球的3D航空专用地图，使用的是国产数字地球平台（如图新数字地球），主要构建国内航线，服务对象为国内驾驶员。

（4）专业教育

3D航空地图可用于飞行技术专业航图等相关课程的实验教学环节，通过将航线拟合地形地貌后的3D航迹展示，实现了数据汇集、虚实互联，从而增强学生对航图识读和飞行程序设计的认知。

预期效益说明：

本课题涉及基于数字地球的3D航空地图构建方法、装置及存储介质，可应用于航空地图技术领域中，其专利成果对飞行员的航前准备有一定的应用价值。此外，专利成果也可应用于航空专业教育，如飞行程序设计、航图、领航等课程的教学环节中，可提高学习者对飞行程序的识读、飞行计划制定的直观认识，加强飞行领航学、航图学基础理论知识的理解，提供有效的学习途径。