[发明专利]一种机场净空三维建模方法

权利要求书

1.一种机场净空三维建模方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、依据现有机场净空规定，针对组成升降带的坡面特性对机场净空区障碍物限制面范围所产生的变化，还有对机场净空评定工作所带来的影响，提出机场净空理想模型和应用模型的概念；

在步骤S1中，当净空限制面以跑道中心点为对称中心，在机场净空区平面内关于升降带两端两侧高度对称分布时，将其称为理想性净空模型，简称理想模型；当考虑跑道纵坡变化时，净空限制面的范围只关于升降带两侧对称，而在升降带两端方向上则对称相似，为此将这种机场净空模型称为应用性机场净空模型，简称应用模型；理想模型适用于机场选址中的可行性研究阶段，此时，机场跑道的坡面数据没有或不全；应用模型适用于机场的规划设计阶段或者机场建成投入运行以后，此时跑道坡面数据资料齐全；而当跑道没有坡度变化时，应用模型就是理性模型，所以，理想模型是应用模型的特例；

S2、认为机场净空区是由净空三维立体块组成一体化立体空间，建立净空三维立体块解算的通用模型；

在步骤S2中，对于净空三维立体块解算的通用模型，首先，针对不同等级的机场净空规定，根据机场净空区障碍物限制面的组成，划分机场净空三维立体，由顶面和底面所围成，建立以跑道中心点为坐标原点(0,0,0)的空间直角坐标系O-XYZ；其次，由于机场净空区障碍物限制面由空间的平面和曲面组成，根据控制点坐标，列出通用的空间平面方程和圆锥面方程，对顶面范围进行控制；最后，将空间平面方程和圆锥面方程向XOY平面垂直投影，同样根据控制点坐标，列出通用的平面直线方程和曲线方程，应用线性规划的理论，对底面范围进行控制；

S3、基于应用模型，分析确定升降带内的坡面控制点坐标，还有升降带两侧过渡面与内水平面的交点坐标；

在步骤S3中，升降带内坡面控制点的X坐标和Z坐标分别为：

其中,j＝1,2,…,m+2

其中，假定以跑道左端中点作为坡面的起始点，(x₁₀,y₁₀,z₁₀)为升降带左端中点坐标；l为跑道长度；h₀为升降带左端中点高程；h_z为跑道中心点高程；j为升降带的纵坡段编号；l_j和μ_j分别为第j段纵坡的长度和坡度；(x_1j,y_1j,z_1j)为升降带第j个沿跑道中心线的坡面控制点坐标；m为跑道纵坡段数；

过渡面与内水平面的交点的坐标为：

其中，j＝1,2,…,m+2

式中，(x_6j,y_6j,z_6j)为第j段纵坡对应的过渡面与内水平面的交点的坐标；h₁为跑道左端中点高程；h_m+1为跑道右端中点高程；

S4、基于净空三维立体块解算的通用模型，分别对组成机场净空区的升降带、端净空区与侧净空区，构建结构层次分明的机场净空三维立体块解算模型。

2.如权利要求1所述的机场净空三维建模方法，其特征在于，在步骤S4中，对于应用模型，当其应用于二级军用机场净空规定时，在端净空区的第一段S₂，起始高程应为升降带端高程z_1(m+2)，以此类推，S₃的起始高程为z_1(m+2)+20，S₄为水平面，其高程为z_1(m+2)+180，S₅的终点高程为z_1(m+2)+380；同时当S₁₅高程与S₅的终点高程相等时，V₁₁为三角形立体块；当S₁₅高程与S₅的终点高程不相等时，V₁₁为四角形立体块。