基于Android的通航航行資料電子包的設計與實現

吳恩森　陳鐘玉　屈景怡　孫佳慧　李怡靜

摘 要：航行資料文件數量巨大，查找困難，在飛行使用中十分不便。本文提出了一種基于Android系統的航行資料電子包的設計與實現方法，將LBS服務和電子地圖相結合，將地理位置信息寫入XML文件，實現了航行資料文件的自動匹配，提高了航行資料文件的使用效率。該航行資料電子包已經過測試，性能良好，驗證了本方案的可行性。

關鍵詞：Android；航行資料；XML；電子地圖

中圖分類號：TP311.52

通用航空是民航事業的兩翼之一，在國民經濟中起著重要的作用。隨著我國民航事業的發展和低空空域的開放，通用航空產業的發展前景巨大。航行情報服務是飛行服務中的重要組成部分。準確、及時地向機組提供航行情報服務是安全飛行的基礎。通用航空作業具有很強的靈活性，機載設備相對簡單，因此，在通用航空中對航行情報服務便捷性、易用性要求很高。而航行情報服務包括向飛行員提供航圖、航行資料匯編及告知航行通告等多項內容[1]。特別地，航圖和航行資料匯編文件是指飛行過程中需要使用到的規章手冊、機場和航線資料等文件，數量大，內容繁雜。傳統的航行資料分發方式是向機組提供大量紙質版文件，使用起來極為不便，不適用于通用航空。

目前，國內外已經有很多廠商研制了使用在移動智能設備上的電子飛行包（Electronic Flight Bag system，EFB），將航圖和航行資料匯編文件電子化，提升了使用的便捷性[2]。但這些廠商多為飛機制造商，如波音、空客等，具有很強的壟斷性，因此，設備價格高昂，維護成本巨大。通用航空的作業成本較低，不具備廣泛配備EFB的條件。為了向通用航空作業提供準確完整、便捷價廉的航行情報服務，本文提出了一種基于Android平臺的便攜式航行資料電子包的設計與實現方法，該電子包不僅實現了航圖和航行資料匯編文件的電子化，并具有自動匹配實景文件的功能，解決了傳統方式和現有的EFB中繁復地文件查找問題，并且設備價格低廉，十分適用于通用航空。

1 總體設計

航行資料數目繁多，一個完整的航行資料匯編按航線、導航臺、機場等分為五個文件夾，每個文件夾又有三層以上的子文件夾結構，包含上千個文件。因此，查找起來十分不便?，F有的EFB實現了航行資料的電子化，使“一堆”紙質文件轉化為移動設備上按順序排列的文件夾和文件。EFB的出現將航行資料完成了從紙質版到電子版的跨越。但是，EFB并沒有對航行資料文件進行進一步的處理，依舊需要通過一層層的文件夾瀏覽才能找到飛行中需要的文件。因此，進一步的智能查找將是EFB的發展方向。

航行資料分為航線、導航臺、機場等五種。經過分析和總結，可以發現，這些資料文件具有一個共同點：與地理信息相關，航線、導航臺、機場等都可以通過經緯度信息進行區分。EFB運行在智能設備上，比如Android平板電腦。Android設備可以提供基于位置的服務（Location Based Service，LBS），即通過設備上的全球定位系統（Global Positioning System，GPS）模塊獲取用戶的當前位置信息，并以此位置信息為依據提供相關的服務[3]。如上文所述，航行資料文件是對導航臺、機場等的描述，具有圖1中實線①描述的映射關系；而導航臺、機場等地理信息可觸發LBS服務，具有圖1中實線②描述的映射關系。所以，航行資料文件的查找可利用導航臺、機場等信息作為中介，利用LBS服務完成地理信息與文件的自動匹配，即通過①、②的映射關系實現圖1中虛線③表示的映射關系。這樣，航行資料的查找問題轉化為：LBS服務的實現和航行資料文件的自動查找。

1.1 LBS服務的提供

Android設備上都配備有GPS模塊，打開GPS定位功能即可自動搜索天空中的衛星進而獲得用戶當前的位置。Android平臺提供了GPS信息的獲取接口，調用系統函數就可獲取用戶當前位置信息[4]。LBS服務中需要的地理信息通過這種方式即可獲得，而服務的提供方式是本文研究的重點之一。本文設計的航行資料電子包主要應用于通用航空中，為了實現航行資料服務的立體形象、便捷易用，設計使用電子地圖來實時顯示用戶位置與速度信息，并同時在地圖上標注關鍵的航路點、機場和導航臺等內容。當用戶點擊電子地圖上的標注圖標時，軟件可獲得圖標對應的地理信息，并觸發LBS服務，進行航行資料文件的自動查找，同時轉換到文件的閱讀界面。即閑暇時使用電子地圖進行地理信息的顯示，當用戶點擊電子地圖上的特殊地理點觸發LBS服務時，啟動相應的服務進程，進行航行資料文件的匹配查找與閱讀。

1.2 航行資料文件的自動查找

如前文所述，航行資料文件與地理信息相關的，通過LBS服務可獲得地理信息，則航行資料文件的自動查找要解決的就是文件與地理信息的匹配問題。本文采用的是配置文件的方式，來實現文件與地理信息的一一映射。Android平臺中，常常采用XML（Extensible Markup Language）文件來記錄系統中的關鍵信息[5]。航行資料電子包中即采用這種形式，自定義了兩個XML配置文件來描述航行資料文件與地理信息間的映射關系。

其中，“AIPContent.xml”描述了航行資料文件的層次結構，“LocationToName.xml”描述了文件節點與地理信息間的關系，如圖2所示。通過解析這兩個XML文件即可完成文件與地理信息的匹配。這兩個XML文件的內容一般不進行更改，必要的添加、修改等操作主要通過XML專業編輯工具如XML Spy進行，可以保證格式和內容的正確性。

（a）AIPContent.xml文件舉例

（b）LocationToName.xml文件舉例

2 功能實現

2.1 LBS服務的實現

LBS服務的實現分為兩部分：用戶地理信息在電子地圖上的顯示和用戶點擊事件的觸發與響應。

2.1.1 用戶地理信息在電子地圖上的顯示

電子地圖是利用計算機技術來數字式存儲或訪問的地圖，目前常用的電子地圖有Google地圖和百度地圖等[6]。在國內百度地圖更加易于設置和開發，因此選擇百度地圖進行開發。百度地圖API提供了GPS的接口，可以調用定位SDK獲取位置信息，然后通過在百度地圖上添加圖層實現地理位置的顯示。具體處理流程如圖3所示。

2.1.2 用戶點擊事件的觸發與響應

用戶點擊電子地圖時，程序首先詢問是否要進行航行資料的自動查找；若用戶確認該選項，接著對電子地圖坐標進行轉換獲得點擊位置的地理信息；若地理信息獲取成功，則向文件查找模塊發送消息及坐標數據，發起文件的查找；當文件查找模塊返回相應的信息后，則將匹配到的文件列表進行顯示。具體處理流程如圖4所示。

2.2 航行資料文件自動查找的實現

航行資料文件的自動查找過程即是對兩個XML文件的解析過程。XML文件常用的解析器有：DOM、SAX和PULL這四種解析器[7]。因為DOM解析器是基于樹形結構進行遍歷，編碼的時候邏輯清晰，并且所占的內存不大，所以本文采用DOM解析器進行XML文件的解析。解析的過程為：首先，讀入“LocationToName.xml”中的內容，匹配用戶坐標信息，獲取對應的節點名稱；然后，讀入“AIPContent.xml”中的內容，匹配節點名稱，從而獲得該節點對應的文件信息，完成文件的自動匹配，具體處理流程如圖5所示。

2.3 實際界面

圖6是軟件的實際運行時的主界面圖。軟件使用了若干標簽頁來劃分功能界面，這里展示的是主要功能界面。如圖6所示，軟件在電子地圖上標注了關鍵的信息點，當用戶點擊圖標時，觸發LBS服務，軟件自動查找文件，并將文件列表顯示在主界面上。用戶點擊相應的文件名稱時，則轉換到文件顯示界面，實現了文件的自動查找與閱讀功能。

3 結束語

本文所設計的基于Android系統的航行資料電子包，利用Android平臺的LBS服務實現了航行資料文件的自動查找，解決了文件繁多，查找困難的問題。該電子包已通過實際的測試，性能良好。除了文件自動查找的功能，該電子包還利用Android設備已有的資源實現了航線導航和偏航告警等功能。未來我們將對已有功能進行進一步的完善和改進，使其功能更加豐富，性能更加優良。

參考文獻：

[1]趙江寧，張錫輝.航行情報服務綜合信息管理系統的應用[J].空中交通管理，2010（07）：52-54.

[2]呂小平.電子飛行包（EFB）系統介紹[J].中國民用航空，2007（10）：47-50.

[3]趙建勛.基于Android平臺的移動位置服務的開發與實現[J].現代商貿工業，2010（20）：271-272.

[4]黃藝，胡善岳，何芊，王濤，謝智勇.基于Android平臺的移動通訊設備的GPS定位研究[J].激光雜志，2014（03）：42-44.

[5]明日科技.Android從入門到精通[M].北京：清華大學出版社，2012：145-167.

[6]羅名海.電子地圖與地理信息的公共服務[J].測繪工程，2007（06）：12-15.

[7]唐燕，田英愛，李寧，劉旭紅.幾種基于XML的流式文檔訪問方式分析[J].計算機工程與設計，2014（04）：1458-1464.

作者簡介：吳恩森（1994-），男，江蘇南京人，電子信息工程學院12級學生；陳鐘玉（1992-），女，安徽亳州人，碩士研究生，研究方向：新一代空管自動化系統；屈景怡（1978-），女，河南新鄉人，講師，博士，主要研究方向：空管自動化、神經網絡等；孫佳慧（1994-），女，內蒙古呼倫貝爾人，電子信息工程12級學生；李怡靜（1994-），女，河北衡水人，電子信息工程12級學生。

作者單位：中國民航大學，天津 300300

基金項目：2014年大學生創新創業國家級項目（基于Android系統的便攜式通用航空航行情報服務系統的研制，201410059007）和中國民航大學科研啟動基金項目資助（項目編號：2012QD09X）。