军民合用机场净空区评价方法研究

宋晓旭 苏晓雯 吴晓萍

摘 要：在机场净空限高的计算中，往往由于对实际测量的障碍物地理位置与机场净空区障碍物限制面具体区域之间的位置关系把握不准确，一旦疏漏容易导致计算结果的偏差。本文采用净空模型分析计算方法对机场净空区进行分析，可以准确快速计算障碍物限高，有效的避免由于对净空地图分析与实际测量中带来的误差，提高计算准确率与效率。

关键词：净空区分析 图形建模 计算方法 研究

中图分类号：V351 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（a）-0244-01

1 研究背景

机场净空区是为了保证飞机起飞、着陆和复飞的安全，在机场周围划定的限制物体高度的空间区域，净空标准直接影响飞机的起飞和着陆安全，甚至会直接影响到机场的飞行等级。在机场的日常维护管理中，需要对机场的净空条件进行评定，以确定机场周围的超高建筑物不会影响飞机的起降安全。

随着计算机技术的进步，机场净空的计算与研究可以采用计算机净空模型的构建以及净空模型的空间分析等方法来尽量减少由于实际测量过程中产生的累计误差，提高人工评价的效率以及精确度。

2 机场净空模型的建立

2.1 建立模型几何坐标系

为方便机场净空模型的建立，设计一个合理的坐标系，以方便几何空间的计算。参考跑道的位置，构建的一个自定义的笛卡尔坐标系（见图1），然后再将在这个笛卡尔坐标系下进行可视化建模。

几何坐标系的定义和规定如下。

（1）坐标系原点O为跑道中心线与升降带进近面一侧的侧边线的交点，X轴方向为跑道中心线向进近面一侧延伸的方向，Y轴方向在升降带的侧边线上，Z轴方向为原点O所在位置的水平面法线方向。

（2）假设跑道面和升降带处于同一个平面上，跑道与升降带所在高程为0，坐标单位为m。

2.2 模型中的参数标示

机场净空区范围的大小和障碍物限制面的高度都是由机场的飞行等级来确定的，本文构建机场净空模型的计算过程中，按照《军用机场净空规定》（国发[2001]29号）中所规定的四级机场进行建立模型。

2.3 净空模型的绘制

Auto CAD制图软件具有精确的数据运算能力和高效的图形处理能力，可以高效率的完成机场净空区域划分的二维、三维计算机图形绘制，该文净空模型按照四级机场1∶1的比例进行三维模型图的建立（见图2、3）。

2.4 障碍物限制面的计算

计算方法是在净空模型图中确定升降带端线中点为基准点A，其经纬度坐标值经过GPS测量可以确定为（X1，Y1），需要测量的障碍物B的地理坐标为（X2，Y2），同时也可以通过GPS测量AB之间的直线距离为H。为了提高GPS的测量的精确度，可以将每个点的经纬度测量值以及直线距离值取多次测量的平均值。A、B两点连线的方位角运用WGS-84坐标系中两点间的方位角计算方法计算可得出角度β。由于机场升降带中心线的方位角α已知（或根据此方法计算），那么AB连线与升降带之间的夹角θ=α-β。

根据基准点A的位置、夹角θ以及AB两点距离H可以确定障碍物B在机场净空区域的具体位置，再根据各个净空区障碍物限制面的计算方法即可以计算得出障碍物的限制标准。

3 结语

机场净空评价是机场建设和管理的重要组成部分。随计算机三维可视化技术的发展，构建机场三维净空模型已经成为行之有效的手段。这种净空区评价方法快捷方便，只需针对本机场的等级进行计算机软件建模即可应用计算，无需任何软件开发经济成本，对于无力开发高成本的净空专用软件的中小型机场尤其适用。

参考文献

[1] 马玉凡，王卫安.机场净空限制计算模型及可视化研究[J].测绘工程，2008（17）：32-36.

[2] 吴焕萍，潘懋，陈小红，等.浅析3维地理信息系统技术[J].地理信息世界，2005，3（1）：42-50.

[3] 蔡良才，邵斌，郑汝海，等.机场净空规定过渡面范围的计算确定[J].空军工程大学学报，2007（1）：11.