飞行过程（精选3篇）
飞行过程 篇1
飞行参数记录系统中记录的飞行数据是飞行事故调查,机载诸系统状态监测的客观依据。传统的飞参数据分析系统是利用专用软件通过曲线回放实现的,但飞参记录仪中,各类模拟量及数字量参数有数十个,每秒钟要记录近二十次,因此数据量相当庞大,分析一个架次的飞参数据需要耗费大量的时间。随着三维可视化技术的发展,利用特定的高级语言平台,使抽象化的数据信息转化为直观的图形信息变为可能,飞参分析人员除了可进行曲线回放分析之外,还可直观地进行飞机飞行过程回放,并实时监测相关飞行参数。笔者就基于德国Signsoft公司开发的Visit OpenGL组件,在Borland C++Builder平台下,开发实现了某型飞机飞行过程的实时回放系统。
1 Visit OpenGL组件功能与特点
OpenGL(OpenGraphics Library)是SGI公司开发的与硬件环境和操作系统独立的API,被称作是计算机图形的汇编语言[1,2,3]。它提供了建模、坐标变换、着色、光照、平滑等二维和三维图形功能以及纹理映射、NURBS曲线、带Alpha通道的融合等高级特征,并且能够生成三维场景,绘制三维物体。而Visit OpenGL是德国Signsoft公司封装的用于OpenGL编程的组件,它封装并继承了OpenGL的指令及函数,并可直接用于.3ds模型的调用文件创建虚拟仿真环境。通过该组件,可较OpenGL更容易实现三维立体显示,并实现实时的交互操作,为飞行过程的模拟提供了保障。
2飞行模型的建立
2.1物理模型的建立
建模是建立飞行仿真系统的关键环节之一。飞机模型中应包含结构信息、材质信息和位置信息等。尽管OpenGL中提供了许多绘图函数,但并没有高级的三维造型命令,绘制任何物体都必须由点、线、面等基本图元构成。所以要想直接调用这些函数来绘制出复杂的机体是非常烦琐复杂的,且很难达到较高的逼真度。因此,利用Visit OpenGL组件能够直接调用.3ds模型文件这一特点,系统首先利用3Dmax软件进行物理建模,再将其导出系统需要的.3ds格式进行调用,从而完成系统飞机模型及场景模型的搭建。
2.1.1飞机及机场环境模型的建立
在本系统中的两个主要的实体模型就是飞机和机场环境模型。由于飞行仿真过程实时性的要求,在保证外观逼真度的前提下,应尽量减少模型的面数,以减少运算消耗,提高运行速度。故在建模过程中,需避免使用布尔运算及放样等方式等高级建模工具,而采取点、面及线的挤出等操作实现优化模型的构建。同时,基于Visit OpenGL组件的特点,在进行模型贴图时,应保证贴图尺寸为2m×2n,并将单一模型的贴图尽可能地放在一个贴图文件内。系统中飞机模型依据飞机三视图按比例构建,环境模型包括跑道、周边地形及天空等。
2.1.2虚拟仪表物理模型构建
飞机飞行过程的仪表回放是飞行过程回放的一个重要环节,该仿真画面可与飞机飞行画面同步显示机上主要仪表的指示。为了使该仿真模块更具真实感,系统采用Photoshop对照飞机仪表板照片绘制出具有一定立体感及质感的图片作为背景显示,并利用3Dmax建立指针、字码盘及刻度卷帘等3D模型,输出.3ds格式后,导入系统后,利用飞参记录系统记录的相关数据,通过Visit OpenGL组件封装的OpenGL方法对模型进行驱动,实时显示仪表信息指示。
2.2数学模型建立
飞机的运动状态包括位置和姿态两种信息。飞机的位置信息可通过速度对时间的积分得到;飞机姿态由俯仰、倾斜和偏航三个姿态角确定。其中偏航角表示机体纵轴在水平面上的投影与X轴的夹角,向右为正;俯仰角表示机体纵轴与水平面的夹角,抬头为正;倾斜角表示机体竖轴与过纵轴的铅垂平面的夹角,左倾为正。
假定:机体坐标系的“x-o-z”平面为飞机对称平面;地球表面为平面重力加速度不受飞行高度变化。则飞机在空中运动的运动学方程组[4]分别为:
其中:V为飞机速度;x,y,z分别为飞机的航程、偏航距离及飞行高度;θ,φ,ψ分别为飞机的俯仰角、倾斜角及偏航角;ωx,ωy,ωz分别为绕机体坐标轴的转动角速度。
如上所述三个角度都存于由飞行参数纪录仪得到的数据文件中,在定时器控制下,每隔一段时间读取一次,并通过Visit OpenGL组件封装的模型坐标及姿态变换函数对实体模型驱动,即可实现飞机位置及姿态的实时显示:
3飞行过程及仪表可视化仿真
系统首先利用Visit OpenGL组件对场景进行初始化。
经Visit OpenGL组件对场景初始化,按照飞机运动方程和仪表字码显示,以及指针、数轮和刻度盘的运动规律,通过飞参数据对模型进行平移和旋转变换,实现模型的驱动,达到飞行过程飞机姿态及仪表的实时仿真回放。
同时为了便于用户从各个视点观察飞机姿态,系统还利用MFC的Cwnd类的成员函数OnKeydown,检测键值并切换相应的视点,如尾追视点、前后及侧方视点,视点缩放等。视点的追踪及变换是利用Visit OpenGL组件封装的摄像机方位及姿态变换函数实现的。
整个飞行过程的仿真回放是利用系统定时器驱动的,系统通改变时钟的频率改变飞行过程回放的速度,每隔相应的设定周期后,系统就会响应系统时钟封装的OnTimer事件,将对应的飞参数据送入相应接口,对模型进行实时驱动,并利用组件封装的InvalidateGL函数触发ViewRender事件,对场景进行实时暄染。如图1所示,为某型飞机飞行过程实时回放的仿真画面。
4 结论
利用Visit OpenGL组件实现飞行过程的实时回放,完整真实地再现整个飞行过程,对飞行事故调查,飞行质量的监控都有着重大意义,为飞行训练提供了有力的保障。如对该系统进行进一步扩展,与飞机飞行数据链对接,还可与飞机同步进行飞行过程仿真。
参考文献
[1]邓郑祥.OpenGL体系结构审核委员会.OpenGL编程指南.北京:人民邮电出版社,2005
[2]李颖,薛海斌,朱伯立,等.OpenGL技术应用实例精粹.北京:国防工业出版社,2001
[3] Wright Jr R S.Michael Sweet OpenGL超级宝典.北京:人民邮电出版社,2001
[4]张明廉.飞行控制系统.北京:航空工业出版社,1994
飞行过程 篇2
2.集成易作、易维护的稳定设计
Seraphi集成易作、易维护的稳定设计，在出厂前已经设置并调试所有的飞行参数及功能,具有免安装、免调试的快速飞行模式。Seraphi 携带方便，可以搭配GoPro或者其它微型相机录制空中视频。
3.自由切换多种飞行模式
Seraphi内置自身研发的飞行控制系统，具备多种飞行模式，您可以根据不同的飞行需要以及不同的飞行环境进行实时的智能切换以达到不一样的飞行体验。
4.方向控制灵活
Seraphi具备自身研发飞控系统，方向控制灵活。在通常飞行过程中，可以根据玩家需要，进行灵活纵。
5.具备失控返航
Seraphi具备自身研发的多旋翼飞控系统的失控返航保护功能。当飞行器与遥控器之间失去联系时，飞控系统将启动失控保护功能，自动触发自动返航安全着陆功能。
6.醒目LED指示灯
Seraphi的每个旋翼下方都装有LED灯，通过指示灯的指引，可以清晰 得分辨飞机的前后方向。
7.悬挂微型相机
Seraphi内可以装配摄像头，同时机身下方有可拆卸简易相机安装座，也可以搭配其他视频拍摄电子设备。
8.双电池仓设置，飞行时间长。
组成部分：
电机电调接收 飞控机架
1.电机分为有刷电机和无刷电机，无刷是四轴的主流。它力气大，耐用。2.每个无刷电机都会标多少kv值，这个kv是外加1v电压对应的每分钟空转转速，例如：1000kv电机，外加1v电压，电机空转时每分钟转1000转。
3.同样电池容量锂电最轻，起飞效率最高。
制作材料与成本控制
1.机架 * 1（程对称十字的一个架子，淘宝上有卖，也可以自己拿其他材料来做）；电调 * 4（常见有好盈、中特威、新西达等品牌，当然有兴趣的话也可以自己画板子）无刷电机 * 4(这个只能买，没法diy)螺旋桨 * 4（2个正浆，2个反浆）飞控板 * 1（常见有KK、FF、NAZA、玉兔等品牌，四轴的核心部分，资深玩家都会在这个部分下很大工夫）遥控器 * 1（最低四通道遥控器, 有推荐天地飞x什么的，不过这玩意貌似有点贵啊）电池 * 1（11.1v航模动力电池）充电器 * 1(尽量选择平衡充电器)
应该注意的问题
2.怎么配电池？
这与选择的电机、螺旋桨，想要的飞行时间相关。
容量越大，c越高，s越多，电池越重；
基本原理是用大桨，因为整体搭配下来功率高，自身升力大，为了保证可玩时间，可选高容量，高c，3s以上电池。最低建议1500mah，20c，3s。
小四轴，因为自身升力有限，整体功率也不高，就可以考虑小容量，小c，3s以下电池。
3.买多大的电调？
电调都会标上多少A，如20a，40a 这个数字就是电调能够提供的电流。大电流的电调可以兼容用在小电流的地方。小电流电调不能超标使用。
根据我简单测试，常见新西达2212加1045浆最大电机电流有可能达到了5a，为了保险起见，建议这样配置用30a 或 40a电调，说买大一点，以后还可以用到其他地方去。4.机架的轴长短有没有规定？
理论上讲，只要4个螺旋桨不打架就可以了，但要考虑到，螺旋桨之间因为旋转产生的乱流互相影响，建议还是不要太近，否则影响效率
5.电机的型号含义？
经常看人说什么2212电机，2018电机等等，到底是什么意思呢？这其实电机的尺寸。不管什么牌子的电机，具体都要对应4位这类数字，其中前面2位是电机转子的直径，后面2位是电机转子的高度。注意，不是外壳哦。
简单来说，前面2位越大，电机越肥，后面2位越大，电机越高。又高又大的电机，功率就更大，适合做大四轴。通常2212电机是最常见的配置了
6.为什么需要电调？
电调的作用就是将飞控板的控制信号，转变为电流的大小，以控制电机的转速。
7．什么是x模式和+模式？
说白了就是飞行器正对着你本人的时候是呈现X形状还是+形状，之前有介绍过四轴原理的，前进的时候后面加速前面减速两侧不变那个是针对+模式的，而如果是X模式的话，前进就需要后面两个同时加速，前面两个同时减速了。据说X模式的稳定性比+模式的稳定性要高点。
飞行过程 篇3
当前的移动通信网络的现状是2G与3G同时存在, 为了使2G网络能够平滑的过度到3G网络, 运营商要求各大终端厂商必须支持双模操作, TD-SCDMA/GSM双模终端就是在这样的背景下产生的。本文就是基于TD-SCDMA/GSM双模单待终端协议栈进行飞行模式过程的研究。
手机的飞行模式又叫航空模式、航班模式, 开启飞行模式后, 手机的GSM/SPRS功能模块将被暂时停止使用, 手机不会主动向基站发送寻呼信号, 即不试图联系基站, 仍然可以执行无需使用无线网络的任务, 如查看电话本, 阅读手机上存储的文章, 欣赏手机中音乐电影等, 能在乘飞机时或其他场景下满足用户的个性化需求。一般手机的电量很大部分都消耗在信号上, 飞行模式下关闭了信号收发, 手机不会进行物理层的测量任务, 不接收寻呼, 非常省电。退出飞行模式后, 终端进行正常的选网选小区操作, 执行注册过程, 回到正常idle状态, 可以进行相关的操作。
飞行模式的应用场景:
用户在旅途中期望手机处于网络注销或者省电状态下, 则可以选择进入飞行模式。
用户结束旅程, 期望手机处于正常的工作状态下, 则可以选择退出飞行模式, 返回正常的工作模式。
2 双模协议栈系统结构
GSM协议栈经过这么多年的发展完善已经非常成熟, TD-SCDMA协议栈在这几年的商用过程中也趋于稳定, 在本文中的双模终端协议栈的设计思路是对原有的成熟的GSM/GPRS和TD-SCDMA单模模块的稳定系统进行了升级和重用, 最大限度发挥两种模式的优点和特色, 以实现高性能的协议栈软件。
图1所示为双模协议栈结构图。协议应用层 (PA) 主要是用于处理MMI的AT指令与协议栈的交互。双模共用一个非接入层 (NAS) , 主要用于移动性管理和连接管理, 其中移动控制管理 (MM) 层除了有用于处理电路域 (CS) 的TMM和处理数据域 (PS) 的GMM实体外增加了MMC实体, 专门用于处理终端选网功能、协调和管理GMM模块和TMM模块、INTER-RAT过程的控制。双模协议栈的接入层 (AS) 分模式设置, 原则上独立工作, 但同时也在接入层之间设置接口来实现空闲模式下的重选和连接模式下的切换, 以达到模式转换功能。L1G为GSM的层一, 处理MAC, GRR, RRC与物理层的信号交互。HL1为TD层一控制层, 处理帧中断和MAC层调度。双模协议栈架构的各个模块的详细内容请参见GSM和TD-SCDMA相关协议[1,2]。
3 飞行模式流程实现
飞行模式的协议栈的实现方案将遵循以下原则:
(1) 流程上设计尽量简化, 尽量的重用现有的流程和接口, 减少因为飞行模式的引人的不稳定性。根据当前的设计, 进入飞行模式将一定程度上重用软关机流程, 退出飞行模式将重用软开机流程。
(2) 飞行模式的控制尽量集中在少量的模块。根据当前的设计, 飞行模式的控制集中在PA和NAS上, 不影响AS。
(3) 飞行模式的控制原则无论是对于TD主模还是GSM主模应保持一致。
(4) 飞行模式的基带省电机制等同于软开关机的省电机制。
(5) 在进入飞行模式后, 只可以处理关机和开机命令。其中开机一定是携带退出飞行模式指示的开机信号, 而关机应该是不携带进入飞行模式指示的真正意义上的终端关机信号。
本文主要以TD-SCDMA/GSM终端TD优先模式开机成驻留小区后处于idle状态先后执行进入飞行模式过程和退出飞行模式过程为例, 给出了双模终端的协议栈飞行模式过程的设计与实现。
3.1 终端进入飞行模式
如图2所示, 终端进入飞行模式的协议栈具体过程为:
(1) 用户在MMI上进行进入飞行模式的功能操作, MMI发送进入飞行模式的AT指令AT+CFUN=27通知PA执行进入飞行模式过程。
(2) PA发送携带有进入飞行模式参数的关机指令CAPI_REG_DEREGISTRATION_REQ给非接入层, 通知协议栈进行去激活操作。
(3) MMC发送RR_DEACT_REQ、RR_DEACT_REQ_GSM分别去激活TD模和GSM模接入层, 去激活URRC和GRR, 去激活HL1和L1G, 并且将它们状态置为NUL。
(4) 协议栈完成去激活操作后, 返回CAPI_REG_DEREGISTRATION_CNF给PA, PA通知MMI进入飞行模式成功, MMI界面显示处于飞行模式状态。
(5) 终端处于飞行模式, 进行简单的测试, 发起一个主叫流程。主叫流程在PA部分就会被拒绝, 不会进入协议栈流程。
3.2 终端退出飞行模式
如图3所示, 终端退出飞行模式的协议栈具体过程为:
(1) 终端处于飞行模式状态, 用户在MMI上进行退出飞行模式的功能操作, MMI发送退出飞行模式的AT指令AT+CFUN=28通知PA执行进入飞行模式过程。
(2) P A发送携带有退出飞行模式参数的开机指令CAPI_REG_REGISTRATION_REQ给非接入层, 通知协议栈进行去激活操作。
(3) MMC发送CLASSMARK原语获得终端的能力信息, 根据终端预先设置的模式TD优先, 去激活GSM模, MMC进入选网状态 (WPS) , MMC发送RR_ACT_REQ开始选网过程, 选网选小区成功驻留后, 发起注册过程 (Attach Procedure) 。
(4) 终端成功注册后, 返回CAPI_REG_REGISTRATION_CNF给PA, PA通知MMI退出飞行模式成功, MMI界面显示处于正常在线状态。
(5) 终端处于正常状态, 进行简单的测试, 发起一个主叫流程, 主角过程成功, 主叫流程符合协议栈信令流程, 过程正确。
4 飞行模式过程测试与验证
协议的设计和实现越来越复杂, 协议实现的产品不仅仅要求功能正确完善能够互通, 而且要求具有良好的性能, 为了保证质量, 协议测试是一个必须而且十分重要的手段, SDL/TTCN被广泛的应用在协议栈软件的开发和测试过程中[3]。在TTCN环境下, 根据测试协议, 编写测试例后, 运用SDL/TTCN的协仿真可以生成TTCN的测试结果。连接模式场景下的一个飞行模式过程的TTCN的测试例的编写如图4, 其中基本过程涉及到的协议测试流程请参见相关协议[4]。TTCN测试例成功编译通过, 生成可执行文件, 通过SDL/TTCN协仿真方式对飞行模式过程进行测试和验证[5], 得到的MSC跟踪结果如图5, 由于篇幅有限, 只截取了开始进入飞行模式的部分过程。其完整信令流程符合协议规范和本文设计。
5 结束语
带有飞行模式功能的终端满足了不同用户的个性化需求, 能在离线状态下进行手机自带功能的相关操作, 在技术上完全可以实现在飞机上操作不会产生任何信号。目前的移动通信的网络现状是2G/3G并存, 开发带有飞行模式功能的TD-SCDMA/GSM双模终端既能满足用户需求又能符合航空部门要求, 具有广阔的市场应用前景。未来随着LTE网络的部署, 三模甚至更多模的终端的飞行模式功能研究也将会摆上日程, 这也为广大终端厂商提供了一个技术预研方向。
参考文献
[1] 3GPPTS 44.018 V7.10.0.3rd generation partnershipproject;Technical specification group GSM/EDGE radioaccess network:mobile radio interface layer 3 specification.radio resource control (RRC) protocol[S].2007
[2] 3GPP TS24.008 V9.0.0 3rd generation partnership project:technical specification group core network and terminals;Mobile radio interface layer 3 specification;Core networkprotocols[S].2009
[3]李小文.TD—SCDMA第三代移动通信系统、信令及实现[M].北京:人民邮电出版社, 2003
[4] 3GPP TS34.123-1 V9.0.0.3rd generation partnershipproject;technical specification group radio access network;User equipment (UE) conformance specification;Part 1:protocol conformance specification[S].2010