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多目标电子地图的设计与实现方式分析4400字
多目标电子地图的设计与实现方式分析4400字 摘 要：为满足多架飞机的实时监控需求，对实时遥测系统的结构和原理 进行了研究，使用VC++开发工具以及MapX控件，开发了基于多目标的飞行电子地 图软件。软件采用C/S结构设计，并应用MapX控件对Maplnfo地理信息系统进行二 次开发。软件能显示多架飞机的位置信息、实时飞行轨迹和导航参数，使地面指 挥员和监控人员能够同时地掌握所有飞行器的飞行状态，增强了导航信息的可读 性和可视效果，满足了多目标综合监控的需求，对以后的型号试飞任务起到了积 极的作用。
关键字：
MapX；
多目标电子地图；
航迹信息显示；
实时遥测系统 中图分类号：
TN962?34；
TP302 文献标识码：
A 文章编号：
1004?373X （2015）12?0094?04 1 总体设计 1.1 服务器端设计 多目标电子地图接收网络多流数据，因此它的设计不仅包含软件本身的设计， 也应包含其数据来源系统的设计，即服务器端的设计。在飞行试验中，通常在飞 机上加装遥测天线用来发射无线遥测信号，将机载实时传输到地面。地面遥测接 收机接收无线遥测信号，将其解调后送往实时处理服务器，服务器经过处理送往 客户端，这时监控人员就可以通过客户端装置实时观察飞机性能、位置等信息。
因此飞行试验实时遥测系统通常可分为机载数据发送、地面遥测接收机、前端实 时服务器和实时显示客户端4部分。系统数据传输如图1所示。
因此多目标电子地图的设计有如图2所示的两种设计思路：
（1） 通过转发程序从客户端接收数据并以组播的形式转发给电子地图；
（2） 在实时处理服务器里加入基本数据转发功能，每当服务器软件开启以 后就自动将地图所需的参数以组播的形式转发给地图。
方法（1）采用中间转发程序实现连接实时处理服务器和电子地图，优点是 使电子地图系统脱离原有的实时监控系统，为以后更优化带来了方便，缺点是每架飞机都需要一台电脑进行数据转发，并且中转程序需人为启动，增加出错的概 率。方法（2）采用内嵌到服务器的转发功能，可以有效地提高工作效率，只需 要一次性配置好转发设置，以后只需要打开服务器软件，就会自动进行数据的转 发，避免人为的出错；
缺点是地图系统依赖实时服务器，为以后的优化设计增加 少许麻烦。
由于实时监控对系统的安全可靠有着严格的要求，因此选用第二种方法进行 系统软件的设计。
1.2 客户端（电子地图）设计 软件采用MapX组件与面向对象可视化编程语言VC++集成的二次开发模式，根 据实时飞行监控特点，软件应该考虑到以下几点：
（1） 具备基本的地图操作。包括放大、缩小、居中、漫游、平移、点选图 元等MapX自带功能以及测距、飞机中心点和绘制飞行半径等功能。
（2） 可选的飞行轨迹。由于多架飞机同时飞行，如果显示每架飞机的完全 轨迹则会显得地图太乱，并且我们并不是很关注飞机的整个轨迹，有时只关注飞 机在最近几分钟内的这一段轨迹。因此，地图默认只显示飞机近一段时间的轨迹， 即部分轨迹。但依然保存完整轨迹数据，用户可在菜单上通过选择飞机轨迹显示 模式来显示完整轨迹。
（3） 隐藏不关注的飞机。并不是所有飞机都值得去关注，隐藏不关注的飞 机可以使监控人员避免受到不必要的干扰。
（4） 显示飞行的基本参数。结合飞机的基本参数信息可以更好地了解飞行 的状态。
软件采用模块化结构程序设计方式。软件功能模块如图3所示。程序总体流 程框架图如图4所示。其中定时器模块是软件的重点，主要完成地图的显示。
1.3 接口设计 机载数据通过遥测天线传入地面接收系统，再由地面数据处理服务器通过网 络发送。电子地图通过接收网络上多流数据包，根据其中飞机号不同来提取信息， 然后将相应飞机位置信息和参数信息显示在地图上。如图5所示，多流数据包包含同步字、总字长、飞机编号、处理系统类型、数据类型、时间字和基本飞行信 息，如经纬度、高度、速度、航向角、横滚角、俯仰角和剩余油量等。
2 软件实现 2.1 地图的显示 在VC环境下集成MapX开发电子地图软件是将MapX作为控件插入到应用程序 中，然后通过设置其属性和调用其方法，响应其事件来实现的[1?4]。
2.2 飞机的显示 飞机显示主要显示飞机位置、基本飞行参数和飞行轨迹。软件采用创建动态 图层的方式，将表示飞机的符号图元、标签和飞行轨迹置于单独的一个图层中， 通过SetTimer（）函数设置一个定时器，并利用MapX的动态图层，快速刷新显示 飞机定位信息。图6所示是实现飞机显示的程序框图，该模块采用定时器实现。
处理步骤如下：
（1） 判断飞机号是否为零。在飞行过程中飞机落地后就会停止发送遥测信 号，这时软件将该飞机的飞机号置零。因此，如果飞机号为零，则意味着该飞机 已经无信号，软件直接处理下一架飞机数据；
若不为零，则进行下一步。
（2） 判断飞机信息是否更新。在接收模块时加标记量判断数据是否更新， 若未更新，则等待一定时间（软件设置为10 min），若依然没有新数据则将该飞 机的飞机号置零，所有参数变量恢复初始值；
若数据已更新，则进行下一步。
（3） 飞机是否显示。通过菜单栏选择不需要显示的飞机，若该架飞机不需 显示，则将该飞机的飞机号 置零，所有参数变量恢复初始值。
（4） 判断经纬度是否合法。由于遥测链路有时信号不稳定或者机载测试设 备自身原因导致传输到地面的数据发生错误，特别是经纬度错误常常会引起跳点， 所以需要判断经纬度是否在正常范围。中国政区经度在73°～136°之间，纬度 在3°～54°。
（5） 与上一个点距离是否合理。同样还是为了防止跳点，如果相邻两个点 的距离过大，则认为该点为跳点，直接处理下一架飞机数据。MapX提供Distance（）函数计算两点间的距离。
（6） 飞机位置信息是否创建。若没有创建，则是飞机第一次发出数据，创 建飞机图元并显示在地图上。MapX提供CreateSymbol（）函数创建点图元，用来 显示飞机位置。CreateText（）函数用来创建文本，用来显示飞机编号和飞机号。
文本的字体、大小、颜色等属性可以根据实际需求来予以设置；
若已创建则修改 飞机图元的位置信息，重新设定图元的经纬度。
（7） 是否显示完整轨迹。可通过菜单栏选择，MapX 提供的航迹显示就是 将飞机相邻时间的位置点连成线。MapX提供CreateLine（）函数创建线图元。若 显示完整轨迹，则软件不会删除轨迹，但需要将本应该删除的轨迹线的ID保存在 Dsave[n][]数组中，用于当再次选择不显示完整轨迹时删除这些轨迹线；
若不显 示完整轨迹，则需判断飞机轨迹线是否足够长。如果不够长，则创建新轨迹线；
如果够长，则在创建新轨迹线之前删除最旧的一段轨迹，保持轨迹线在一定数量。
（8） 保存飞机轨迹。每间隔三个点保存飞机的经纬度到结构体数组 Save[n][]中。结构体Save[n][]由两个float型变量组成。Save[n][]用于当选择 “显示完整轨迹”时，用虚线画出飞机之前的完全轨迹图。
（9） 更新信息列表飞机信息。将飞机的相关信息实时显示到软件界面底部 的List列表。
（10） n=n+1，判断是否n 2.3 软件运行界面 软件运行主界面如图7所示。
界面上部菜单和左边工具栏为连接各个功能模块的操作按键，下部为飞机部 分参数信息的显示，如飞行试验的高度、速度、经度、纬度等，容易观察，直接、 便捷。在显示信息最右边选择遥测站后，会显示飞机相对该遥测站的水平和垂直 角度。状态栏显示软件网络连接情况和测距数值，以及当前时间和地图上任意点 的经纬度。图中以机场为中心显示坐标轴，并显示4架飞机，其中飞机1显示了完 整轨迹，并用虚线画出。软件界面友好，使用方便，维护简单，稳定性好，通用 性强。
3 结 语本文介绍了采用面向对象程序设计语言VC++，集成MapX控件，设计并实现的 多目标电子地图的开发。由于软件采用模块化设计，可根据以后监控需求进行快 速的升级。使用结果表明，软件完全满足多架飞机同时监控的需求，并很好的提 升了遥测信号的质量，对型号试飞任务起到积极的作用。
[2] MapInfo Corporation. MapX 5.0开发人员手册 [EB/OL].[2012?09?17].http：//www.doc88.com/p?316626589957.html. [3] 翟亚栋，陈怀民，吴成富，等.基于MapX开发的无人机导航系统[J].测 量与控制，2008，16（11）：1626?1628. [4] 颜辉武，吴小芳，祝国瑞.VC++环境下基于MapX控件的GIS应用软件的开 发[J].昆明理工大学学报：理工版，2001，26（6）：12?17. [5] 王庆，周喜宁，宋磊.基于MapX的模拟器电子海图软件设计研究[J].现 代电子技术，2014，37（1）：119?122. [6] 王延路，刘语乔.试飞监控电子地图设计与实现[J].现代电子技术，2013， 35（13）：131?133.
