雷达数据显示终端的系统模型与实现
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配置函数库功能较简单，其提供了读取和保 存配置数据的功能。
C#\? 库 #$%&’ 操作系统
图% 雷达数据显示终端组成库及其配置关系
!"* 通用函数库
通用函数库提供了一些通用的函数，例如球 极平面投影函数、 屏幕投影函数、 坐标系旋转函数 和坐标系平移函数。
!"# 图形绘制库
图形绘制库包括多个软件模块，它们主要用 于在主窗口、子窗口和着陆窗口内绘制各种图形 元素。该库中包含了基本图形绘制模块、 高级图形 绘制模块、 飞机信息绘制模块、 机场数据 模 块 、 空 域绘制模块、 航线绘制模块、 区域绘制模 块 、 全向 信标台模块、 无方向性导航台模块、 报告点绘制模 块、 山峰绘制模块、 经纬网格绘制模块、 限制高度 模块和空中走廊模块等。
本 项 目 中 ， 笔 者 尝 试 研 制 了 一 套 基 于 8(09:
& 引言
’() *)+,,(- ./01)/2 345167） 空中交通管制（ 简
称 ’*. 系统， 是把计算机、 雷达、 显示器和通信等 先进的电子设备综合利用到空中交通管制方面的 一个复杂的电子系统。该系统以计算机为核心， 实 现了对雷达、 飞行计划、 气象、 人 % 机对话等信息的 自动化处理， 为管制员提供了及时、 准确的飞行情 报和管制参数， 从而大大提高了空域的利用率， 增 强了空中飞行安全， 减轻了管制人员的工作负担。
<8A?6 ’6&&2&Y2C#ID ； !@ W6&& Q&Y2 @! EJ-T-J*+,,-.+ ；
为了提高静态航图数据的显示速度，在数据 处理软件启动时应该将所需的航图数据提前存储 到地图数据队列中。
Z 雷达数据显示终端软件模块 及其配置关系
本雷达数据显示终端软件采用了 L()7Y 操作 系统， 使用 H 语言进行开发。 该软件主要有以下函 数库组成： 图形绘制库、 地图数据库、 窗口管理库、 菜单管理库、 动态数据库、 消息队列库 、 网络通信 库、 配置函数库和通用函数库等 [ 个部分组成。图
!"# 服务器软件
雷达数据显示终端由两个逻辑上相互独立的 软件单元组成：位于前台的数据处理软件和位于 后台运行的服务器软件。 这两个软件通过 /4567 操 作系统提供的信息队列连接在一起。服务器软件 在计算机系统启动时自动在后台运行，该软件自
(,*） 一个数据库管理系统（ ， 该 终 端 使 用 *./ 数
据库来保存系统的重要数据。
! 雷达数据显示终端功能
雷达数据显示终端是空中交通管制系统的重 要组成部分，借助于雷达数据显示终端所提供的 动态数据（ 雷达、 飞行情报和气象数据） 以及静态 的航图数据，管制员可以对管制区域内的飞行器 提供管制服务。具体来说， 雷达显示终端具有以下
$()*） 动接收雷达数据处理器（ 通过网络传送来
的数据，并通过接收信息队列将信息传送给前台 的数据处理程序； 另外， 服务器软件也负责将发送 信息队列中的信息通过网络分发到网络中去。下 面给出了数据通信软件和服务器软件进行信息交 换时所使用的数据结构。
第 !" 卷 第 # 期
刘海涛， 宫峰勋， 马国欣： 雷达数据显示终端的系统模型与实现
Leabharlann Baidu#I
磁盘
1 给 出 了 各 个 函 数 库 和 .Q\ ] 库 、 .L/^ 库 以 及
+O
功能和组成模块。
499 应 用 程 序
中 国 民 航 学 院 学 报
!""! 年 ! 月
#$%&’ 操作系统间的关系。下面简要叙述各个库的
列的创建和维护等功能，其他模块可以通过提供 的接口函数来创建、 接收、 发送和关闭消息队列。
0 雷达数据显示终端的体系结构
本部分依据第 ! 部分分析的结果，给出了雷 达数据显示终端软件的逻辑组成及其相互间的关
*(( 是雷达数据显示终端的简称，管制员通过该 +,( 是控制及监视显示终端的简称，其主要用于
监控和管理系统内部的各个终端；另外为了便于 编辑和输入系统所需的各种数据，系统还提供了
终端设备提供的数据，为飞行 器 提 供 管 制 服 务 ； 系， 如图 ! 所示。
!"# 数据处理软件
数据处理软件定时检查接收消息队列，并将 获取的消息依据其不同类型分 别 保 存 到 气 象 、 雷 达、 飞行计划和系统数据队列。其中雷达和气象数 据被定时绘制到主窗口、 子窗口， 着陆窗口和其他 各类窗口中；飞行计划数据则根据需要显示在系 统状态窗口中。此外由命令窗口提交的用户命令 信息通过发送消息队列传递给后台的服务器软 件。限于篇幅， 下面仅仅给出了雷达数据队列使用 的数据结构。
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"#$$% ） 作者简介： 刘海涛（ ， 男， 河北深县人， 讲师， 工学硕士， 研究方向为数据通信和新航行系统 (
#1
其它飞行情报区
中 国 民 航 学 院 学 报
!""! 年 ! 月
几个方面的功能：
-8$9） （
飞行情 报数据 雷达数据
$%&%’
#） 雷达信息显示功能； !） 气象信息显示功能； 0） 有限的飞机计划显示、 编辑功能； 1） 航图信息显示功能； 2） 飞行器管制功能； 3） 其它辅助功能；
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空中交通管制系统组成框图
$%&%’） 如图 # 所示， 由雷达（ 获取的雷达数据 $()*） 经过雷达数据处理器（ 进行相关、 滤波和融
合处理后，经过计算机局域网络分发到系统内部
+,( 和 *((） 进行显示； 飞行情报处 的各个终端（ -()*） 理器（ 通过民航专用通信网接收飞行情报数
据（ 飞行计划和气象数据） ， 经过相应处理后将其
地图数 据队列 主窗口 气象数 据队列 子窗口 着路窗口 列表窗口
飞行计划数据
定时 器
雷达数 据队列 系统数 据队列
接收信息队列
系统状态窗口 飞行计划 数据队列
发送信息队列 命令窗口 网络通信 服务器软件 数据处理软件 计算机屏幕 计算机局域网络
图 #
雷达数据显示终端的体系结构
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-((） 分发到飞行计划显示终端（ 和雷达数据终端 *((） （ 中进行显示， 同时该处理器也负责接收本
系统内部提交的飞行计划数据并将其发送到其它
($-） 主 的空中交通管制系统中； 数据录取终端（
要用于无间断记录并存储飞行动态数据和飞行情
-(( 是飞行计划显示终端的简称， 报数据； 该终端
主要用于显示、 创建、 编辑和修改飞行计 划 数 据 ；
8(09: 操作系统； >*?@； 词： 空中交通管制系统； 雷达数据显示终端； 矢量地图 D 文献标识码：
*A#$B!C 中图分类号：
E65(F0 +0G H7I267601+1(/0 /, 3(19+1(/0 E+1+ E(5I2+4 3/,1J+)6
!"# $%&!’%(， )*+) ,-./!01.， 23 )1(!0&.
!"( 网络通信库
网络通信库实现了对 #$%&’ 操作系统网络功
网 络 通 信 库 消 息 队 列 库 配 置 函 数 库 通 用 函 数 库
图形绘制库
CUVW 库
地 图 数 据 库
窗 口 管 理 库
菜 单 管 理 库
动 态 数 据 库
能的封装，其他模块可以直接使用该库函数进行 网络通信。
!") 配置函数库
( 总结
空中交通管制系统是民航空中交通运输系统 的核心，而雷达数据显示终端是空中交通管制系 统的重要组成部分。本文首先对雷达数据终端软 件的功能进行分析，给出了该软件的体系结构模 型，并据此使用 ) 语言在 #$%&’ 操作系统上实现 了雷达数据显示终端的核心功能。 参考文献：
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雷达数据显示终端的系统模型与实现
刘海涛;宫峰勋;马国欣
< 中国民航学院 空管学院， 天津 =&&=&& ）
摘要： 介绍了空中交通管制系统的组成和工作原理， 对空中交通管制系统中雷达数据显示终端 软件的功能进行了分析， 并在此基础上给出了雷达数据显示终端软件的体系结构， 最后详细说 明了雷达数据显示终端软件各个模块的组成和功能。 关 键
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鉴于雷达数据显示终端完成的功能较多且非 常复杂，笔者使用了多个不同类型的窗口来分别 完成不同的功能。在本课题开发雷达数据显示终
-()*
($-
$()*
-((
图 #
+,(
*((
(,*
端软件中， 使用了以下 3 种类型的窗口， 它们是主 窗口、 子窗口、 着陆窗口、 命令输入窗口、 系统状态 窗口和飞机列表窗口。其中主窗口和子窗口用于 显示静态的航图数据和动态的雷达数据、气象数 据信息；着陆窗口用于显示跑道的下滑行面和延 长线，并同时将飞机着陆时的动态数据显示在该 窗口中；命令窗口是管制员和空中交通管制系统 进行信息交互的窗口，管制员可以使用键盘和鼠 标输入各类命令信息；系统状态窗口主要用于显 示空中交通管制系统内部的 重 要 的 状 态 参 数 ； 飞 行列表信息以列表方式显示处于管制状态的飞行 器信息。
!""#!"$!%& 收稿日期：
操作系统的空中交通管制系统。其中， 雷达数据显 示终端就是该空中交通管制系统中的一个重要组 成部分。
" 空中交通管制系统
首先简要介绍空中交通管制系统的组成及各 部分的功能。图 " 给出了一个典型的空中交通管 制系统。
’’’’基金项目： 中国民航总局， 西北空管局和中国民航学院合作项目 !
C#\? 库 #$%&’ 操作系统
图% 雷达数据显示终端组成库及其配置关系
!"* 通用函数库
通用函数库提供了一些通用的函数，例如球 极平面投影函数、 屏幕投影函数、 坐标系旋转函数 和坐标系平移函数。
!"# 图形绘制库
图形绘制库包括多个软件模块，它们主要用 于在主窗口、子窗口和着陆窗口内绘制各种图形 元素。该库中包含了基本图形绘制模块、 高级图形 绘制模块、 飞机信息绘制模块、 机场数据 模 块 、 空 域绘制模块、 航线绘制模块、 区域绘制模 块 、 全向 信标台模块、 无方向性导航台模块、 报告点绘制模 块、 山峰绘制模块、 经纬网格绘制模块、 限制高度 模块和空中走廊模块等。
本 项 目 中 ， 笔 者 尝 试 研 制 了 一 套 基 于 8(09:
& 引言
’() *)+,,(- ./01)/2 345167） 空中交通管制（ 简
称 ’*. 系统， 是把计算机、 雷达、 显示器和通信等 先进的电子设备综合利用到空中交通管制方面的 一个复杂的电子系统。该系统以计算机为核心， 实 现了对雷达、 飞行计划、 气象、 人 % 机对话等信息的 自动化处理， 为管制员提供了及时、 准确的飞行情 报和管制参数， 从而大大提高了空域的利用率， 增 强了空中飞行安全， 减轻了管制人员的工作负担。
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为了提高静态航图数据的显示速度，在数据 处理软件启动时应该将所需的航图数据提前存储 到地图数据队列中。
Z 雷达数据显示终端软件模块 及其配置关系
本雷达数据显示终端软件采用了 L()7Y 操作 系统， 使用 H 语言进行开发。 该软件主要有以下函 数库组成： 图形绘制库、 地图数据库、 窗口管理库、 菜单管理库、 动态数据库、 消息队列库 、 网络通信 库、 配置函数库和通用函数库等 [ 个部分组成。图
!"# 服务器软件
雷达数据显示终端由两个逻辑上相互独立的 软件单元组成：位于前台的数据处理软件和位于 后台运行的服务器软件。 这两个软件通过 /4567 操 作系统提供的信息队列连接在一起。服务器软件 在计算机系统启动时自动在后台运行，该软件自
(,*） 一个数据库管理系统（ ， 该 终 端 使 用 *./ 数
据库来保存系统的重要数据。
! 雷达数据显示终端功能
雷达数据显示终端是空中交通管制系统的重 要组成部分，借助于雷达数据显示终端所提供的 动态数据（ 雷达、 飞行情报和气象数据） 以及静态 的航图数据，管制员可以对管制区域内的飞行器 提供管制服务。具体来说， 雷达显示终端具有以下
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的数据，并通过接收信息队列将信息传送给前台 的数据处理程序； 另外， 服务器软件也负责将发送 信息队列中的信息通过网络分发到网络中去。下 面给出了数据通信软件和服务器软件进行信息交 换时所使用的数据结构。
第 !" 卷 第 # 期
刘海涛， 宫峰勋， 马国欣： 雷达数据显示终端的系统模型与实现
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中 国 民 航 学 院 学 报
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本部分依据第 ! 部分分析的结果，给出了雷 达数据显示终端软件的逻辑组成及其相互间的关
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监控和管理系统内部的各个终端；另外为了便于 编辑和输入系统所需的各种数据，系统还提供了
终端设备提供的数据，为飞行 器 提 供 管 制 服 务 ； 系， 如图 ! 所示。
!"# 数据处理软件
数据处理软件定时检查接收消息队列，并将 获取的消息依据其不同类型分 别 保 存 到 气 象 、 雷 达、 飞行计划和系统数据队列。其中雷达和气象数 据被定时绘制到主窗口、 子窗口， 着陆窗口和其他 各类窗口中；飞行计划数据则根据需要显示在系 统状态窗口中。此外由命令窗口提交的用户命令 信息通过发送消息队列传递给后台的服务器软 件。限于篇幅， 下面仅仅给出了雷达数据队列使用 的数据结构。
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其它飞行情报区
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几个方面的功能：
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空中交通管制系统组成框图
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飞行计划数据
定时 器
雷达数 据队列 系统数 据队列
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系统状态窗口 飞行计划 数据队列
发送信息队列 命令窗口 网络通信 服务器软件 数据处理软件 计算机屏幕 计算机局域网络
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雷达数据显示终端的体系结构
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!") 配置函数库
( 总结
空中交通管制系统是民航空中交通运输系统 的核心，而雷达数据显示终端是空中交通管制系 统的重要组成部分。本文首先对雷达数据终端软 件的功能进行分析，给出了该软件的体系结构模 型，并据此使用 ) 语言在 #$%&’ 操作系统上实现 了雷达数据显示终端的核心功能。 参考文献：
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雷达数据显示终端的系统模型与实现
刘海涛;宫峰勋;马国欣
< 中国民航学院 空管学院， 天津 =&&=&& ）
摘要： 介绍了空中交通管制系统的组成和工作原理， 对空中交通管制系统中雷达数据显示终端 软件的功能进行了分析， 并在此基础上给出了雷达数据显示终端软件的体系结构， 最后详细说 明了雷达数据显示终端软件各个模块的组成和功能。 关 键
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端软件中， 使用了以下 3 种类型的窗口， 它们是主 窗口、 子窗口、 着陆窗口、 命令输入窗口、 系统状态 窗口和飞机列表窗口。其中主窗口和子窗口用于 显示静态的航图数据和动态的雷达数据、气象数 据信息；着陆窗口用于显示跑道的下滑行面和延 长线，并同时将飞机着陆时的动态数据显示在该 窗口中；命令窗口是管制员和空中交通管制系统 进行信息交互的窗口，管制员可以使用键盘和鼠 标输入各类命令信息；系统状态窗口主要用于显 示空中交通管制系统内部的 重 要 的 状 态 参 数 ； 飞 行列表信息以列表方式显示处于管制状态的飞行 器信息。
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操作系统的空中交通管制系统。其中， 雷达数据显 示终端就是该空中交通管制系统中的一个重要组 成部分。
" 空中交通管制系统
首先简要介绍空中交通管制系统的组成及各 部分的功能。图 " 给出了一个典型的空中交通管 制系统。
’’’’基金项目： 中国民航总局， 西北空管局和中国民航学院合作项目 !