二维电子地图在飞机座舱显示系统中的设计与实现

摘要

飞机座舱显示系统(ACDS:Aircraft Cockpit Display System)，简称显示系统，是现代航空电子综合系统实现智能化、数字化不可或缺的部分，对提高飞机作战能力、减轻飞行员飞行任务的负荷有着重要的作用。座舱显示界面是飞行员与航空电子系统人机交互的重要接口，通常座舱显示系统主要由PFD(主飞行显示器)与MFD(多功能显示器)组成，因机型的差异，有的座舱显示系统在MFD上集成了ND(导航显示器)，有的则是单独的导航显示器。
　　本文主要对飞机座舱显示系统中导航电子地图的实现方法及相关技术进行研究。在嵌入式平台下，采用MapInfo格式的地图数据，完成了电子地图的加工输出，设计并实现了相关算法和模块功能。首先介绍了座舱显示系统的概念、组成，以及国内外研究现状，给出了座舱显示系统中导航电子地图的设计流程；其次，对传统电子地图与机载地图的特殊性、MapInfo格式的地图数据及MITAB库、嵌入式平台环境下处理器与存储空间的局限性，以及庞大的地图数据量对地图数据读取与绘制速率的影响进行了深入的分析；最终，选择冗余数据优化策略对地图数据进行精简优化处理，对二维裁剪算法Cohen-Sutherland算法进行改进，实现了地图的快速绘制与显示。机载座舱导航系统中电子地图快速而清晰的绘制是航空电子导航系统研制要解决的主要问题之一，经过实验证明，采用本文给出的相关地图数据的处理方法及改进后的Cohen-Sutherland二维线段裁剪算法编写的地图输出程序明显比传统方法绘制地图的速度快并且轮廓清晰，满足机载导航的功能要求。