[发明专利]一种高效的机载设备地形数据加载方法

说明书

技术领域

本发明属于嵌入式计算机领域，涉及一种机载设备的地形数据加载方法。

技术领域

随着民用航空业的发展及科学技术的进步，综合化、直观化的显示控制系统将成为未来民用飞机座舱发展的必然趋势。由于市场的需求，视景合成系统在近年来获得了迅猛的发展。随着技术的逐步成熟，集成了视景合成系统的机载座舱综合显示控制系统必将大大提高飞行员对飞机周围飞行环境的情景意识，从而进一步提高飞行的安全性。

三维地形合成显示是视景合成系统的核心，它是以地形数据库为基础，在选定的参考坐标系下以飞行员的视角建立的三维地形模型，并能提供任何时间、地方（取决于机载地形数据库）和气象条件下的实时三维地形。

三维地形显示是对飞机前方真实地形的描述，可以有效地增加飞行员对飞机前方地形的感知能力。同时，三维地形建模也是视景合成系统实现其他功能的基础。构建三维地形需要相应位置的地形数据，这就需要将地形数据加载到内存中，由于地形数据的数据量很大，只能加载部分地形数据，随着飞机位置的改变，不断更新地形数据。

传统的加载处理地形数据的方法是在内存空间中定义一整块空间，存储地形数据，当更新地形数据时，保持地形数据物理存储位置的相对位置不变，对整块数据存储空间的数据大量进行移动，消耗大量系统资源，地形数据的处理效率比较差，会严重影响三维地形的构建和显示，出现画面卡顿的现象，实时性大大降低。

三维地形合成显示使用的是数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM），DEM是由规则间隔的经纬网点阵列或者正方形网格点构成的，将DEM的覆盖区域划分成排列规则的正方形网格，每一个网格点的高度值使用一个16位二进制数进行存储。DEM的分辨率分为1″、3″、30″等等，在赤道上分别对应30.9米、92.7米和927.2米。

由于地形数据的数据量庞大，不能将其全部读入到内存中，特别是对于机载嵌入式设备，其软硬件资源非常有限，应当在不影响三维地形合成显示的范围和质量的前提下，应尽可能地降低地形数据处理对设备资源的占用。

因此，需要提供一种实时、快速的地形数据加载方法，以提高地形数据的处理效率。

发明内容

为克服现有地形数据加载方法，数据移动量大、数据处理效率差的技术问题，本发明提供一种高效的机载设备地形数据加载方法。

本发明的技术解决方案如下：

一种地形数据加载方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1】初始阶段

1.1】确定要提取的地形数据对应的经纬度范围；根据地形数据的物理位置对该经纬度范围内的地形数据进行分块，对每一块数据进行逻辑编号，

1.2】根据要提取的地形数据确定地形数据存储空间的大小，

1.3】在内存空间创建与地形数据存储空间对应的数据存储空间，对该数据存储空间进行划分，并进行逻辑编号，

所述数据存储空间与地形数据的物理位置形成映射，所述数据存储空间的划分与地形数据的分块一一对应，所述数据存储空间的逻辑编号与地形数据的逻辑编号一一对应，

1.4】提取该经纬度范围内的地形数据，按照地形数据的逻辑编号，将提取的地形数据放置到与之对应的数据存储空间中，

2】数据更新阶段

2.1】确定要增加的地形数据所对应的经纬度范围，根据地形数据的物理位置确定所要增加的地形数据在数据存储空间的逻辑位置，

2.2】按照初始化的分块方式，将要增加的地形数据进行分块，对每一块数据按照地形数据在数据存储空间的逻辑位置进行逻辑编号；更改数据存储空间中已有的地形数据的逻辑编号，

2.3】将要提取的地形数据放置到与之对应的数据存储空间中。

上述地形数据分块时，可按照以下方式进行：

将地形数据划分为N×M个数据块，每个数据块的大小可根据地形数据的经度差LON、纬度差LAT和地形数据的精度PRE确定，设每块数据有L×K个地形数据点，那么

LON=（K-1）×M×PRE

LAT=（L-1）×N×PRE

如果求得的L和K不为整数，在满足飞机对提取的地形数据的要求下，可对经度差LON和纬度差LAT进行适当的调整，使L和K为整数。

对N×M个数据块以左上角为第0行第0列定义各数据块的逻辑行号和列号，地形数据交换的方式有以下八种：

a.向东更新地形数据，各列列号均减去1，如果列号为0，则首先加上M，然后再减去1，并将更新的地形数据存入列号为M-1的列中；