基于Android的飞行电子夹板软件开发

发布时间：2020-07-06 20:52

【摘要】：目前,我国飞行服务体系的建设还不够健全,与发达国家还有一定的差距。与此同时,我国北斗卫星导航系统的组网已经基本完成,将该技术应用于通用航空领域,不仅有利于保障航空监管的安全性和可靠性,还可以提高北斗卫星导航系统在航空领域的使用率。本课题利用北斗卫星导航技术,根据飞行员的实际需求,开发了一款多功能的飞行电子夹板软件,给飞行员提供了多种实用的功能,也给地面指挥中心人员与飞行员之间的通信提供了途径。论文主要完成的工作如下:(1)整个北斗航空监管系统由北斗指挥机、北斗定位终端、服务器端及飞行电子夹板客户端四个部分组成。其中服务器端用于资源的存储和管理;北斗定位终端用于采集航空器飞行数据,并通过北斗卫星导航系统和北斗指挥机实现短报文的通信;飞行电子夹板是一个可以给飞行员提供极大便利的多功能平板,与北斗定位终端成套配合使用,完成定位、短报文通信和设备工作状况查询等功能。本课题设计了整个系统的总体架构,基于Android和北斗导航技术开发了飞行电子夹板客户端软件,实现了航空器定位跟踪、设备工作状况查询、多机位置共享、短报文通信、历史轨迹查询、航路设置、视频的解压和播放、盲降引导等功能。(2)使用Android Studio开发平台分模块完成了飞行电子夹板软件各个功能的程序开发工作。飞行电子夹板与北斗定位终端之间通过蓝牙按照约定的协议进行数据传输,夹板软件根据协议格式对数据进行解析,两者配套使用实现了所需的所有功能。软件中使用百度离线地图解决了飞行过程中无网络信号条件下使用地图的情况;使用贝塞尔曲线拟合的方法对航迹回放过程中的轨迹进行了平滑处理,使其更符合实际的飞行轨迹;完成了数据库中各个数据表的设计,并使用SQLCipher对数据库进行了加密操作,保证了SQLite数据库的安全性。(3)针对天气恶劣情况下的盲降引导,提出了航迹预测的需求,对现如今轨迹预测中使用最多且预测效果较好的交互多模型(IMM)算法进行了研究,并使用Matlab进行了实例仿真,证实了在航空器降落过程中使用该算法进行航迹预测的有效性,然后在软件中实现功能,具有较好的跟踪预测效果。最后,对软件与系统其余组成部分进行联调测试,结果表明所开发的软件完成了所需功能的设计要求。飞行电子夹板软件的开发,为飞行员提供了便利,是北斗卫星导航系统在通用航空领域的一次探索和实践,有利于促进和完善我国飞行服务体系的建设。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP311.52;TP316;V243
【图文】：

架构图,架构,进程管理,抽象层

图2.1 Android 架构图inux 内核层oid 的进程管理和内存管理等核心的功能与服务都是基于 Linu是软硬件之间的一个抽象层，它将智能硬件设备和软件系统连

北斗,终端,实物

更新频率为 1Hz。北斗定位终端在飞行电子夹板软件的设计与实现中起着非常重要的作用。图2.5 北斗定位终端实物北斗定位终端主要由六个部分组成，分别如下：1) 蓝牙模块：负责与飞行电子夹板进行数据通信；2) RD 通信模块：负责北斗短报文通信，北斗定位终端可以和北斗指挥机或两个

夹板,实物,电子,北斗

西安电子科技大学硕士学位论文14图2.6 飞行电子夹板实物机上飞行测试结果表明外置定位组件搜星速度快，定位精度高，可以满足在空中飞行使用的条件，并且效果更好。因此，本次研究设计采用的是外置的北斗定位终端进行定位，飞行电子夹板与北斗定位终端之间通过蓝牙进行位置、短报文等数据的传输。2.3 软件需求分析软件开发之前对软件的需求进行分析，在后续的开发工作中可以节约成本，对开发出一款具有完善功能的软件有很大的指导意义。2.3.1 软件功能需求本软件是一个具有多功能的飞行电子夹板软件，结合了北斗卫星导航、蓝牙以及航迹预测等技术，实现了对于航空器的实时监控和有效管理。飞行电子夹板软件需要完成的功能如下：（1）数据传输：飞行电子夹板的位置及状态等信息均来源于北斗定位终端，北斗定位终端通过北斗卫星导航系统定位到自己的位置后将经纬度、方向角、高度、速度等相关信息发送给飞行电子夹板。北斗定位终端和飞行电子夹板之间通过蓝牙进行数据通信。（2）查询设备工况：北斗定位终端有 RD、RN、4G 及电子罗盘四个模块

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