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飞机积冰数值预报系统设计与实现

作　者: 皇甫铮
导　师: 徐利梅；段炼
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 飞机积冰 数值预报 GrADS 积冰指数
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


飞行安全是民航永恒的主题,虽然现代飞机多方面都有革命性的改进,飞机本身安全性有大幅度的提高,但大气环境对飞行安全的影响依然存在,中低空飞行遭遇的飞机积冰就是其中之一,飞机积冰是指在含有过冷却水滴的环境中飞行,机身表面一些部位产生冰层聚积的现象。飞机积冰会恶化飞机空气动力学性能,表现为阻力增大升力减小,飞行的油耗增加,影响静压系统仪表指示,对飞机的安全性和操纵性有严重影响。本文在综述民航飞机积冰预报业务现状的基础上,分析了飞机积冰数值预报系统的需求,详细说明了整个软件系统的开发设计过程,以及系统的功能模块的实现,重点研究飞机积冰的数值预报系统的开发。本文首先介绍了飞机积冰对飞行的影响,综述了飞机积冰预报的方法和国内外飞机积冰预报系统的现状;阐述了开发飞机积冰数值预报系统所需要的用到的各种关键技术,介绍了Visual Basic.Net语言、GRADS绘图技术和数值预报技术的特点。本文对飞机积冰数值预报系统进行了需求分析,分析了民航气象台的工作职责规范及其流程,并分析了系统功能模块,把系统分为WAFS数据处理、积冰预测、数据显示三个模块。在系统需求分析和系统功能模块分析的基础上,形成系统的整体设计思路。WAFS数据处理模块主要是从WAFS数值预报产品中提取预报所需的温度、湿度等数据,积冰预测模块主要是使用世界民航组织推荐的飞机积冰预测算法,利用WAFS数值预报产品中输出的大气温度和湿度来预测积冰,数据显示模块是把系统计算积冰指数结果式数字化,本系统用Grads软件制作成图形产品,图形产品显示各飞行高度层的积冰平面图,图中颜色填充区为积冰区域。在系统设计的基础上,文章详细介绍了利用Visual Basic.Net作为开发工具,开发飞机积冰数值预报系统的过程。飞机积冰的数值预报系统基于WINDOWS平台,采用面向对象程序设计技术进行开发,数据管理使用了客户服务器模式,保证系统的数据可靠安全,便于数据的管理。系统简单明了的操作方式,便于使用者的操作。系统输出的飞机积冰有文字和图形两种信息,便于航空气象预报员、航空公司飞行签派员和管制部门相关人员的使用。系统的研究有利于帮助飞机及时、准确的避让航线的积冰区,选择最优的航线进行绕飞,避免积冰天气对飞机造成的影响,提高航空安全,降低航空公司运行成本。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-23
  1.1 研究背景  10-16
    1.1.1 飞机积冰的类型及气象条件  10-14
    1.1.2 飞机积冰的危害  14-16
  1.2 飞机积冰预报方法及系统研究现状  16-20
    1.2.1 飞机积冰预报业务技术现状  16-19
    1.2.2 飞机积冰预报系统研究现状  19-20
  1.3 研究内容及意义  20-22
  1.4 论文的主要研究工作  22-23
第二章 飞机积冰的数值预报系统相关技术简介  23-35
  2.1 VISUAL BASIC.NET 语言  23-26
    2.1.1 Visual Basic.Net 的发展历程  23-24
    2.1.2 开发环境特性  24
    2.1.3 语言特性  24-25
    2.1.4 全新的程序运行方式  25-26
  2.2 GRADS 气象专业绘图系统  26-30
    2.2.1 Grads 的基本流程  26-27
    2.2.2 Grads 有关的文件类型和维数环境  27-28
    2.2.3 运行Grads  28-30
  2.3 数值预报技术  30-33
    2.3.1 数值预报技术及其发展  30-31
    2.3.2 中尺度模式MM5 模式简介  31-33
  2.4 本章小结  33-35
第三章 系统需求分析及设计  35-42
  3.1 国内飞机积冰预报业务介绍  35-37
  3.2 飞机积冰系统的需求分析  37-39
  3.3 系统结构设计  39-40
  3.4 系统要求  40-41
  3.5 本章小结  41-42
第四章 飞机积冰数值预报系统的实现  42-57
  4.1 初始界面  42-44
    4.1.1 登陆界面  42-43
    4.1.2 主窗体  43-44
  4.2 系统设置  44-47
  4.3 帮助  47-48
  4.4 重置  48-49
  4.5 资料处理  49-52
  4.6 积冰预报  52-53
  4.7 图形生成  53-55
  4.8 结果显示  55-56
  4.9 本章小结  56-57
第五章 系统测试  57-64
  5.1 系统测试原理和目的  57-59
  5.2 系统测试概要  59-63
  5.3 本章小结  63-64
第六章 结论  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-68

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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