【摘要】：中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(Bei Dou Navigation Satellite System,BDS)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。2012年12月27日,北斗導航業(yè)務正式對亞太地區(qū)提供無源定位、導航、授時服務。隨著時間的推移,使用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的公司、企業(yè)逐漸增多,所涉及到了領域包括了交通、航空、海運、快遞等等。北斗指揮機作為北斗系統(tǒng)的地面接收系統(tǒng),也是北斗系統(tǒng)的用戶終端,在市場上有多家公司進行生產(chǎn)。但是大多數(shù)的產(chǎn)品都是接收數(shù)據(jù)后采用北斗協(xié)議,使用串口進行發(fā)送,不具備數(shù)據(jù)監(jiān)控以及網(wǎng)絡接入能力。本文的選題源自和某通航服務公司合作的實際項目,該項目中需要使用北斗指揮機系統(tǒng)來完成飛機定位數(shù)據(jù)的采集和接收,并對數(shù)據(jù)進行顯示、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)等二次處理,以便實現(xiàn)飛機實時飛行狀態(tài)的監(jiān)控和提供數(shù)據(jù)服務。在通航應用中,定位數(shù)據(jù)作為核心數(shù)據(jù)和支撐數(shù)據(jù),其準確性、實時性和穩(wěn)定性對系統(tǒng)安全高效的運行起著決定性的作用。本文基于北斗指揮機系統(tǒng)構建一個具有一定通用性的實時數(shù)據(jù)監(jiān)控和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平臺。平臺將作為北斗指揮機和通航應用系統(tǒng)及通航數(shù)據(jù)中心的橋梁,一方面提供北斗指揮機自身以及下屬用戶的狀態(tài)和定位數(shù)據(jù)實時監(jiān)控;另一方面在指揮機和上層通航應用之間提供數(shù)據(jù)協(xié)議和格式的轉(zhuǎn)換,將指揮機輸出的串口數(shù)據(jù)根據(jù)需求通過TCP/IP網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)到通航數(shù)據(jù)中心,將上層通航應用向飛機發(fā)送的信息轉(zhuǎn)換為北斗指揮機的控制命令通過串口發(fā)送給指揮機,指揮機再通過北斗通訊鏈路傳送到各個飛機設備上。本文首先根據(jù)軟件工程的思想和理論完成了系統(tǒng)的分析工作。繪制了系統(tǒng)的組織結(jié)構圖,厘清了系統(tǒng)與外部環(huán)境的連接和交互關系。抽取和歸納了系統(tǒng)與外部環(huán)境之間交互的數(shù)據(jù)流。使用UML用例圖完成了系統(tǒng)的需求分析,畫出了系統(tǒng)的頂層用例和各個自用例圖,并對其進行了詳細說明。最后根據(jù)系統(tǒng)的需求和設計實現(xiàn)規(guī)則要求,將系統(tǒng)劃分為通訊接口、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)顯示和日志數(shù)據(jù)記錄五大功能模塊分別進行設計和實現(xiàn)。在設計的過程中從宏觀上采用層次化和模塊化的思想,在微觀上遵循MVC設計模式來指導系統(tǒng)的設計。在實現(xiàn)過程中充分的利用Qt所提供的底層功能庫和工廠模式、觀察者模式等設計模式,以達到簡化開發(fā)、提高效率、保證質(zhì)量的目的。給出了各個功能模塊的類圖和具有代表性的系統(tǒng)界面,并進行了詳細描述。
[Abstract]:China Beidou Satellite Navigation system (Bei Dou Navigation Satellite System,BDS) is a global satellite navigation system developed by China. It is the third mature satellite navigation system after (GPS), Russian (GLONASS). On December 27, 2012, Beidou navigation service officially provided passive positioning, navigation and time service to the Asia-Pacific region. Over time, the number of companies using Beidou Satellite Navigation system has increased, covering areas such as transportation, aviation, shipping, express delivery, and so on. As the ground receiving system of Beidou system, Beidou command aircraft is also the user terminal of Beidou system. But most products adopt Beidou protocol after receiving data and send through serial port without the ability of data monitoring and network access. The topic of this paper comes from the actual project of cooperation with a navigation service company. In this project, we need to use the Beidou command aircraft system to complete the acquisition and reception of aircraft positioning data, and to display, store, forward and other secondary processing of the data. In order to achieve real-time aircraft flight monitoring and provide data services. As the core data and supporting data, the accuracy, real-time and stability of positioning data play a decisive role in the safe and efficient operation of the navigation system. In this paper, a real-time data monitoring and data forwarding platform is constructed based on Beidou Command aircraft system. The platform will serve as a bridge between Beidou command aircraft, navigable application system and navigation data center. On the one hand, it will provide real-time monitoring of the status and positioning data of Beidou command aircraft and its subordinate users. On the other hand, it provides the conversion of data protocol and format between the command plane and the upper navigable application, and forwards the serial port data from the command plane to the navigable data center through TCP/IP network according to the demand. The information sent to the aircraft by the upper layer navigation application is converted into the control command of the Beidou command plane, which is sent to the command plane through the serial port, and the command plane is transmitted to the aircraft equipment through the Beidou communication link. Firstly, according to the thought and theory of software engineering, this paper completes the systematic analysis work. The organization chart of the system is drawn, and the connection and interaction between the system and the external environment are clarified. The data flow between the system and the external environment is extracted and summarized. The UML use case diagram is used to complete the requirement analysis of the system, and the top level use cases and individual use case diagrams of the system are drawn and explained in detail. Finally, according to the requirements of the system and the requirements of the design and implementation rules, the system is divided into five functional modules: communication interface, data receiving, data sending, data presentation display and log data recording. In the process of design, the idea of hierarchy and modularization is adopted from macroscopic view, and the design pattern of MVC is followed to guide the design of the system microscopically. In order to simplify the development, improve the efficiency and ensure the quality, we make full use of the underlying function library, factory pattern, observer pattern and other design patterns provided by Qt in the process of implementation. The class diagram of each function module and the representative system interface are given and described in detail.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V351.37

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本文編號：2272280