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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:李海薇
研究生(外文):Hai-WeiLee
論文名稱:TERPs儀器進場程序參數化設計模式之建立
論文名稱(外文):Develop A Parametric Model To Formulate The Instrument Approach Procedures Based On TERPs
指導教授:戴佐敏戴佐敏引用關係
指導教授(外文):Tzuo-Min Dai
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:交通管理學系碩博士班
學門:運輸服務學門
學類:運輸管理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:113
中文關鍵詞:儀器進場程序TERPsRhino/Grasshopper
外文關鍵詞:Instrument Approach ProcedureTERPsRhino/Grasshopper
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本研究依據TERPs建立一使用左右定位台(localizer)作為助導航設施的儀器進場程序(Instrument Approach Procedure,IAP)參數化設計模式,簡化以往人工計算過程,將結果3D化,消除人工繪圖之誤差。即時因應不同方案而讓使用者以更有效率方式進行程序評估與調整。本模式同時結合Google Earth地形及地表景觀,利於將抽象IAP以更寫實方式向他人展現與說明。
本模式分成三大模組:「程序設計模組」、「地形地物模組」以及「程序評估模組」;並均通過驗證。「程序設計模組」提供在TERPs規範範圍內,可依使用者考量做最初、中間、最後以及誤失進場等階段之程序型式、範圍長度、所需下降高度等最有利組合;「地形地物模組」除可建立地面障礙物資訊外,並可建立跑道與助導航設施位置,以視覺化瞭解彼此相對位置及與IAP間關係;「程序評估模組」則以數學化方式精確計算障礙物與IAP之關係,並能視覺化瞭解障礙物穿越程序OCS之點,有助於使用者效率化、視覺化評估OCS是否被障礙物穿越。
本研究最後透過蒐集高雄機場27跑道使用LOC進場程序為例來探討本模式計算正確性。「程序設計模組」計算最大誤差均不超過0.001呎,判定驗證通過;「程序評估模組」計算最大誤差亦不超過0.002呎,亦判定驗證通過。因此,本模式計算正確性得以確立。

This study develops a parametric model to formulate the instrument approach procedure (IAP) based on TERPs criteria, using localizer as the reference facility. This model features the workload reduction of manual calculation, 3D demonstration of IAP, and the error free from manually drafting. Further, users are capable of evaluating the various IAPs and adjusting it more efficiently. Besides, it enables the results of IAP formulation to be displayed on Google Earth. With the appearance of terrain and topographic features, more vivid exhibition of IAP would be achieved.
This model includes three modules: “Procedure Formulation Module”, “Topography Module”, and “Evaluation Module”. “Procedure Formulation Module” helps users build the parameters for all segments (initial approach, intermediate approach, final approach and missed approach) of IAPs based on TERPs criteria. The parameters include alignment, required height descendence and length, etc. “Topography Module” is employed to construct the terrain of the earth and related topographic features, in addition, to visualize the relative positions of runway and the IAP to the reference facility as well. “Evaluation Module” provides the precisely calculated results of the gap of the obstacles and IAP, and the visual display of the penetrating spots. It allows users to efficiently and visually evaluate whether any obstacle penetrates the OCS or not.
To verify the correctness of this model, it is tested with the IAP approved in 2005 of Kaohsiung International Airport using RWY27. The maximum error of “Procedure Formulation Module” not exceeds 0.001 ft; therefore, this module is test valid. Besides, the maximum error of “Evaluation Module” not exceeds 0.002 ft; therefore, this module is test valid as well. Therefore, this model is tested valid.
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究內容 3
1.4 研究範圍與假設 4
1.5 研究方法與流程 6
第二章 文獻回顧 8
2.1 儀器進場程序(IAP)設計內容、流程 8
2.2 航空器進場類型(Aircraft Approach Category,CAT) 10
2.3 各進場階段(Segments)與各進場點(Fixes)之意義 10
2.4 保護範圍(Area)與障礙物間隔(Obstacle Clearance,OC) 12
2.4.1 保護範圍設計概念與通則 12
2.4.2 障礙物間隔(OC)與間隔面(OCS)設計概念與通則 13
2.5 各進場階段之特性 14
2.5.1 最初進場階段(Initial Approach Segment) 14
2.5.1 中間進場階段(Intermediate Approach Segment) 16
2.5.2 最後進場階段(Final Approach Segment) 17
2.5.4 誤失進場階段(Missed Approach Segment) 19
2.6 駕駛員如何執行非精確進場程序 22
2.7 3D模型建構軟體 24
2.7.1 Rhinoceros 4.0 24
2.7.2 Grasshopper 1.0 26
第三章 IAP設計流程與模式應用 28
3.1 模式應用至IAP設計流程 28
3.2 程序型式確立 30
3.2.1 最後進場、中間進場、最初進場程序型式 30
3.2.2 誤失進場程序型式 30
3.3 模式建構 31
3.3.1 「程序設計」模組 31
3.3.2 「地形地物」模組 36
3.3.3 「程序評估」模組 38
第四章 模式建構與參數 39
4.1 「程序設計」模組 39
4.1.1 參數:輸入參數(InParams)與檢查參數(CkParams) 40
4.1.2 程序設計結果(保護範圍、OCS) 46
4.2 「地形地物」模組 49
4.2.1 跑道次模組(代號:RWY) 49
4.2.2助導航設施次模組(代號:Facility) 50
4.2.3 障礙物次模組(代號:OBT) 51
4.3 「程序評估」模組 51
4.3.1 最初、中間、最後以及直線型誤失進場程序之評估(交集方式) 51
4.3.2 轉彎型誤失進場程序之評估(數學計算方式) 52
4.4 結合Google Earth 54
第五章 模式驗證、應用與分析 55
5.1 驗證方法與指標 55
5.1.1 驗證方法 55
5.1.2 驗證指標 55
5.2 程序資料收集 56
5.2.1 RCKH - LOC RWY27 (2005) 程序航圖 56
5.2.2 程序架構 57
5.3 地形地物資料收集 58
5.3.1 資料來源 58
5.3.2 資料處理 59
5.4 驗證結果 60
5.4.1 「地形地物模組」輸入參數(Indepentdent_InParams)設定 62
5.4.2 「程序設計模組」輸入參數(InParams)設定 62
5.4.3 FA OCS驗證 63
5.4.4 MA OCS驗證 65
5.4.5 IA OCS驗證 66
5.4.6 IAA OCS驗證 67
5.4.7 「程序評估模組」之驗證 68
5.5模式驗證範例分析 70
第六章 結論與建議 71
6.1 結論 71
6.2 建議 74
參考文獻 75
附錄一 障礙物座標系統轉換 77
附錄二 本研究專有名詞定義及縮寫 89
B.1 中英文名詞縮寫對照、定義(以領域劃分) 89
B.2 中英文名詞縮寫對照(以英文字母順序排列) 93
附錄三 程序設計模組之參數 96
C.1 獨立參數(World Params) 96
C.2 最後進場階段參數(FA Params) 97
C.3 誤失進場階段參數(MA Params) 98
C.4 中間進場階段參數(IA Params) 99
C.5 最初進場階段參數(IAA Params) 99
C.6 進場點參數(Fix Params) 100
附錄四 程序設計模組之建構 101
D.1 最後進場階段模組(代號:FA) 101
D.1.1 FA OCS之建構 101
D.1.2 FA FP之建構 103
D.2 誤失進場階段模組(代號:MA) 103
D.2.1 MA OCS之建構 103
D.2.2 MA FP之建構 109
D.3 中間進場階段模組(代號:IA) 110
D.3.1 IA OCS之建構 110
D.3.2 IA FP之建構 111
D.4 最初進場階段模組(代號:IAA) 111
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