基于Android的通航航行资料电子包的设计与实现

吴恩森　陈钟玉　屈景怡　孙佳慧　李怡静

摘 要：航行资料文件数量巨大，查找困难，在飞行使用中十分不便。本文提出了一种基于Android系统的航行资料电子包的设计与实现方法，将LBS服务和电子地图相结合，将地理位置信息写入XML文件，实现了航行资料文件的自动匹配，提高了航行资料文件的使用效率。该航行资料电子包已经过测试，性能良好，验证了本方案的可行性。

关键词：Android；航行资料；XML；电子地图

中图分类号：TP311.52

通用航空是民航事业的两翼之一，在国民经济中起着重要的作用。随着我国民航事业的发展和低空空域的开放，通用航空产业的发展前景巨大。航行情报服务是飞行服务中的重要组成部分。准确、及时地向机组提供航行情报服务是安全飞行的基础。通用航空作业具有很强的灵活性，机载设备相对简单，因此，在通用航空中对航行情报服务便捷性、易用性要求很高。而航行情报服务包括向飞行员提供航图、航行资料汇编及告知航行通告等多项内容[1]。特别地，航图和航行资料汇编文件是指飞行过程中需要使用到的规章手册、机场和航线资料等文件，数量大，内容繁杂。传统的航行资料分发方式是向机组提供大量纸质版文件，使用起来极为不便，不适用于通用航空。

目前，国内外已经有很多厂商研制了使用在移动智能设备上的电子飞行包（Electronic Flight Bag system，EFB），將航图和航行资料汇编文件电子化，提升了使用的便捷性[2]。但这些厂商多为飞机制造商，如波音、空客等，具有很强的垄断性，因此，设备价格高昂，维护成本巨大。通用航空的作业成本较低，不具备广泛配备EFB的条件。为了向通用航空作业提供准确完整、便捷价廉的航行情报服务，本文提出了一种基于Android平台的便携式航行资料电子包的设计与实现方法，该电子包不仅实现了航图和航行资料汇编文件的电子化，并具有自动匹配实景文件的功能，解决了传统方式和现有的EFB中繁复地文件查找问题，并且设备价格低廉，十分适用于通用航空。

1 总体设计

航行资料数目繁多，一个完整的航行资料汇编按航线、导航台、机场等分为五个文件夹，每个文件夹又有三层以上的子文件夹结构，包含上千个文件。因此，查找起来十分不便。现有的EFB实现了航行资料的电子化，使“一堆”纸质文件转化为移动设备上按顺序排列的文件夹和文件。EFB的出现将航行资料完成了从纸质版到电子版的跨越。但是，EFB并没有对航行资料文件进行进一步的处理，依旧需要通过一层层的文件夹浏览才能找到飞行中需要的文件。因此，进一步的智能查找将是EFB的发展方向。

航行资料分为航线、导航台、机场等五种。经过分析和总结，可以发现，这些资料文件具有一个共同点：与地理信息相关，航线、导航台、机场等都可以通过经纬度信息进行区分。EFB运行在智能设备上，比如Android平板电脑。Android设备可以提供基于位置的服务（Location Based Service，LBS），即通过设备上的全球定位系统（Global Positioning System，GPS）模块获取用户的当前位置信息，并以此位置信息为依据提供相关的服务[3]。如上文所述，航行资料文件是对导航台、机场等的描述，具有图1中实线①描述的映射关系；而导航台、机场等地理信息可触发LBS服务，具有图1中实线②描述的映射关系。所以，航行资料文件的查找可利用导航台、机场等信息作为中介，利用LBS服务完成地理信息与文件的自动匹配，即通过①、②的映射关系实现图1中虚线③表示的映射关系。这样，航行资料的查找问题转化为：LBS服务的实现和航行资料文件的自动查找。

1.1 LBS服务的提供

Android设备上都配备有GPS模块，打开GPS定位功能即可自动搜索天空中的卫星进而获得用户当前的位置。Android平台提供了GPS信息的获取接口，调用系统函数就可获取用户当前位置信息[4]。LBS服务中需要的地理信息通过这种方式即可获得，而服务的提供方式是本文研究的重点之一。本文设计的航行资料电子包主要应用于通用航空中，为了实现航行资料服务的立体形象、便捷易用，设计使用电子地图来实时显示用户位置与速度信息，并同时在地图上标注关键的航路点、机场和导航台等内容。当用户点击电子地图上的标注图标时，软件可获得图标对应的地理信息，并触发LBS服务，进行航行资料文件的自动查找，同时转换到文件的阅读界面。即闲暇时使用电子地图进行地理信息的显示，当用户点击电子地图上的特殊地理点触发LBS服务时，启动相应的服务进程，进行航行资料文件的匹配查找与阅读。

1.2 航行资料文件的自动查找

如前文所述，航行资料文件与地理信息相关的，通过LBS服务可获得地理信息，则航行资料文件的自动查找要解决的就是文件与地理信息的匹配问题。本文采用的是配置文件的方式，来实现文件与地理信息的一一映射。Android平台中，常常采用XML（Extensible Markup Language）文件来记录系统中的关键信息[5]。航行资料电子包中即采用这种形式，自定义了两个XML配置文件来描述航行资料文件与地理信息间的映射关系。

其中，“AIPContent.xml”描述了航行资料文件的层次结构，“LocationToName.xml”描述了文件节点与地理信息间的关系，如图2所示。通过解析这两个XML文件即可完成文件与地理信息的匹配。这两个XML文件的内容一般不进行更改，必要的添加、修改等操作主要通过XML专业编辑工具如XML Spy进行，可以保证格式和内容的正确性。

（a）AIPContent.xml文件举例

（b）LocationToName.xml文件举例

2 功能实现

2.1 LBS服务的实现

LBS服务的实现分为两部分：用户地理信息在电子地图上的显示和用户点击事件的触发与响应。

2.1.1 用户地理信息在电子地图上的显示

电子地图是利用计算机技术来数字式存储或访问的地图，目前常用的电子地图有Google地图和百度地图等[6]。在国内百度地图更加易于设置和开发，因此选择百度地图进行开发。百度地图API提供了GPS的接口，可以调用定位SDK获取位置信息，然后通过在百度地图上添加图层实现地理位置的显示。具体处理流程如图3所示。

2.1.2 用户点击事件的触发与响应

用户点击电子地图时，程序首先询问是否要进行航行资料的自动查找；若用户确认该选项，接着对电子地图坐标进行转换获得点击位置的地理信息；若地理信息获取成功，则向文件查找模块发送消息及坐标数据，发起文件的查找；当文件查找模块返回相应的信息后，则将匹配到的文件列表进行显示。具体处理流程如图4所示。

2.2 航行资料文件自动查找的实现

航行资料文件的自动查找过程即是对两个XML文件的解析过程。XML文件常用的解析器有：DOM、SAX和PULL这四种解析器[7]。因为DOM解析器是基于树形结构进行遍历，编码的时候逻辑清晰，并且所占的内存不大，所以本文采用DOM解析器进行XML文件的解析。解析的过程为：首先，读入“LocationToName.xml”中的内容，匹配用户坐标信息，获取对应的节点名称；然后，读入“AIPContent.xml”中的内容，匹配节点名称，从而获得该节点对应的文件信息，完成文件的自动匹配，具体处理流程如图5所示。

2.3 实际界面

图6是软件的实际运行时的主界面图。软件使用了若干标签页来划分功能界面，这里展示的是主要功能界面。如图6所示，软件在电子地圖上标注了关键的信息点，当用户点击图标时，触发LBS服务，软件自动查找文件，并将文件列表显示在主界面上。用户点击相应的文件名称时，则转换到文件显示界面，实现了文件的自动查找与阅读功能。

3 结束语

本文所设计的基于Android系统的航行资料电子包，利用Android平台的LBS服务实现了航行资料文件的自动查找，解决了文件繁多，查找困难的问题。该电子包已通过实际的测试，性能良好。除了文件自动查找的功能，该电子包还利用Android设备已有的资源实现了航线导航和偏航告警等功能。未来我们将对已有功能进行进一步的完善和改进，使其功能更加丰富，性能更加优良。

参考文献：

[1]赵江宁，张锡辉.航行情报服务综合信息管理系统的应用[J].空中交通管理，2010（07）：52-54.

[2]吕小平.电子飞行包（EFB）系统介绍[J].中国民用航空，2007（10）：47-50.

[3]赵建勋.基于Android平台的移动位置服务的开发与实现[J].现代商贸工业，2010（20）：271-272.

[4]黄艺，胡善岳，何芊，王涛，谢智勇.基于Android平台的移动通讯设备的GPS定位研究[J].激光杂志，2014（03）：42-44.

[5]明日科技.Android从入门到精通[M].北京：清华大学出版社，2012：145-167.

[6]罗名海.电子地图与地理信息的公共服务[J].测绘工程，2007（06）：12-15.

[7]唐燕，田英爱，李宁，刘旭红.几种基于XML的流式文档访问方式分析[J].计算机工程与设计，2014（04）：1458-1464.

作者简介：吴恩森（1994-），男，江苏南京人，电子信息工程学院12级学生；陈钟玉（1992-），女，安徽亳州人，硕士研究生，研究方向：新一代空管自动化系统；屈景怡（1978-），女，河南新乡人，讲师，博士，主要研究方向：空管自动化、神经网络等；孙佳慧（1994-），女，内蒙古呼伦贝尔人，电子信息工程12级学生；李怡静（1994-），女，河北衡水人，电子信息工程12级学生。

作者单位：中国民航大学，天津 300300

基金项目：2014年大学生创新创业国家级项目（基于Android系统的便携式通用航空航行情报服务系统的研制，201410059007）和中国民航大学科研启动基金项目资助（项目编号：2012QD09X）。