领航仪表的飞行技术仿真系统开发

徐振东+张军+林强+赵学新

摘 要：领航仪表为飞行员提供引领飞机航行所需要的高度、速度、航向、各方位角等领航信息，是飞行技术仿真系统的重要组成部分。本文利用 GLStudio仪表编程技术、OpenGL技术、数字地球技术，结合VC6.0，实现了基于领航仪表的飞行技术仿真系统，给出了模拟仿真结果。模拟仿真结果表明，本系统能够满足实践教学需求，有助于飞行学员领航技能的培养，促进了理论教学和飞行训练的相互衔接。

关键词：领航仪表 GLS studio 仿真系统

一、引言

随着科技的进步，飞行仿真系统得到了快速的发展，在飞行仿真中必不可少的就是航空仪表，而领航仪表是航空仪表的重要组成部分，为飞行员提供高度、速度、航向等信息，是飞行技术的基础。基于领航仪表的飞行技术仿真系统是一套领航实践教学系统，通过该系统的训练，可使学员熟练使用领航仪表、熟悉领航工作过程、提高独立能力，提高飞行技术。

二、开发平台简介

领航仪表的飞行技术仿真系统开发工作主要集中在领航虚拟仪表的外观，指针，刻度等设计与实现、输入输出接口的设计及硬件开发三个方面，其中领航虚拟仪表制作工作量及难度昀大，其界面的真实度是影响领航虚拟仪表系统真实感的主要因素。本开发系统采用 PC机，Windows7操作系统环境，GLS studio和 VC6.0开发平台， Photoshop图形处理软件。GLS studio提供了一个三维的“所见即所得”的设计环境，其用户接口友好，建立的图片模型能生成 OpenGL和 C++代码，这个代码可以进行单独封装和编译，以模块的形式嵌入到其它应用系统中，可移植性和扩展性非常好。它能创建实时的互动界面，采用应用程序向导和类向导可以快速、方便的进行仿真建模，适合开发一些修改量较大的软件，是大规模项目开发的首选工具，开发仪表的一般流程如图 1所示。

三、系统功能实现

（一）仪表系统构架

仪表系统主要包括学员用计算主机、两个高清显示器、一个高速输入输出接口控制板和仪表附件。如图 2所示，其中一个显示器用来显示飞行仿真系统的外景，另一个用来显示座舱仪表，高速输入输出接口控制板一端通过 USB口与主机相连，另一端与仪表的外围附件按钮、旋钮相连，学员可通过这些按钮、旋钮对仪表进行设定。

（二）功能实现

1.领航仪表组成

领航仪表由领航时钟、空速表、地平仪、升降速度表、陀螺磁螺盘、多功能显示器、高度表、航向位置指示器和无线电罗盘构成。

2.领航仪表开发

采用高分率数码相机拍摄主要机型的仪表板，对拟采用的领航仪表进行技术处理作为纹理。在 GL Studio软件的图形设计器中创建仪表模型，用鼠标直接拖拽生成所需的模型。采用 GL Studio软件提供的旋转、移动等函数，为仪表模型添加属性、方法和变量以实现对仪表控制。

3.仿真结果

领航仪表仿真结果如图 3所示，可以看出该仿真系统将主要领航仪表集中显示在一个仪表板，其显示纹理、尺寸、颜色与真实仪表完全相同，指针旋转、刻度指示真实，能够满足模拟训练需要。

四、结论

本系统仿真度高，易于维护，成本低，有着非常好的通用性，可以立即广泛的推广到理论教学、飞行训练部门和学生用来进行自主学习，成功促进了理论教学和飞行训练的相互衔接。

参考文献：

[1]程思宁，耿强，姜文波.虚拟仿真技术在电类实验教学中的应用与实践[J].实验技术与管理，2013，30（7）：94-97.

[2]刘丽娇.基于 GL—Studio的飞行模拟机虚拟座舱开发.哈尔滨工业大学硕士学位论文，2009.

[3]杨振宇.飞机飞行视景仿真与座舱显示的软件实现.西北工业大学硕士学位论文，2006.