三维地理信息系统于民航领域之应用.pdfVIP

目录 作者索引 199 三维地理信息系统于民航领域之应用 官文霖 杨明浩 苏水灶 (飞航安全委员会 调查实验室，台湾 105 台北市复兴北路 99 号 16 楼) Email: Michael@asc.gov.tw, Michael.guan@hinet.net 摘 要: 传统民航领域之机场设计与管理，对跑滑道面之测绘需求着重于助导航设施与场面分布图，道 面之标志与灯光绘制以及养护之绘制。近年，飞安观念由被动调查转为主动预防，诸如：减少跑道入侵， 地面活动导引及管制系统，座舱先进导航仪表等，三维地理信息系统之需求因应而生。本文将论述三维 地理信息系统于机场及飞航事故调查之应用，并且探讨国际规范及发展现况。最后，以飞安会近年发展 之残骸三维软件重建系统左证应用成果。 关键词： 事故调查；测绘；遥测影像；数值地形；飞航轨迹 1. 前 言 早期的航空导航与定位系统为惯性导航（INS）为主，无线电台导航（VOR 、NDB 、 DME 、ILS 等）为辅。当时的飞航参考坐标为惯性地心坐标 （ECI ），当飞机飞越特定地面 导航台时会重置导航点位置，以修正惯性导航仪之累积误差。因此，飞机之起降与越洋飞 行均以吉普森航图（Jeppesen Chart ）为参考，该图以UTM 或 WGS-84 为参考坐标。 传统民航领域之机场设计与管理，对跑滑道面之测绘需求着重于助导航设施与场面分 布图，道面之标志与灯光绘制以及养护之绘制。测绘工具传统以卷尺、罗盘、倾斜仪及雷 射测距经纬仪为主。近年为了节省时间及增加精确度，结合空中摄影，卫星定位仪并且发 展空中三角测量十分普及。 近年，近年，飞安观念 由被动调查转为主动预防，诸如：减少跑道入侵 （Runway Incursion ），地面活动导引及管制系统（Surface Movement Guidance and Control System 、 SMGCS），座舱先进导航仪表等研究趋于成熟，三维地理信息系统 （Three-Dimensional Site Survey Technology ）之需求因应而生。 2. 三维地理信息系统之需求与现况 2.1 航空坐标系统与精度要求 自从卫星定位系统成为陆海空运之坐标主流后，民用航空之导航坐标系统于 1997 年 起已改为 WGS-84，国际民航组织于 1997 年发行 WGS-84 手册[1]。手册中将航空导航点 分为两类：Area/En-Route Points ，Aerodrome/Heliport points 。并且将两类导航点依精度需 求再分为三种，表 1 为航空导航点精度需求比较。 （1） 测绘点 （Surveyed Point ），由测绘仪器获得之经纬度坐标。例如：助导航设施、停 第四届海峡两岸测绘发展研讨会论文集 吉林省长春市 2004 年 8 月 200 机坪、地空通讯设施、导航检查点、障碍物、跑到头等。 （2 ） 计算点（Calculated Point ），由已知导航点推估值，例如：航路交会点。 （3 ） 宣告点 （Declared Point ），非测绘获知之飞航空域。例如：限航区、飞航情报空域 （FIR ）分界等。 美国联邦航空总署近年推动减少跑道入侵事件不虞余力，该署于 1996 年颁布航空测 绘标准与相关产品规定[2]，文中详列机场之助导航点、障碍物位置、及起降区域之航图制 作的精度要求。图 1(a) 为 FAA 规定之跑道面两侧障碍物分布图及标高，图中符号”A”代 表跑道外缓冲区之障碍物，符号”B”与”C”代表跑道边线外两侧之人工/非人工障碍物属性 与标高。图 1(b) 为 FAA 规定之近场区域障碍物分布图，从跑道头延伸 50,000 呎，以 10,000 呎为单位绘制近场区域之障碍物，例如：林木，天然地障，人工建筑物等。 2.2 低能见度飞航事故之预防 针对低能见度之飞航事故，及高交通量易造成跑道入侵事件，欧美