Xây dựng phương pháp tự động tính toán các tham số dẫn bay không quân trên cơ sở số hóa các biểu đồ kỹ thuật

Viện Điện tử, 10 - 2015 137
α là góc trượt so với điểm trước đó, do đặc tính của máy bay lên giá trị 
trên đường số hóa biến đổi theo 1 chiều (x tăng y tăng hoặc x tăng y 
giảm chứ không biến đổi đồng thời) hơn nữa do quá trình số hóa luôn 
thực hiện từ trái qua phải lên α bị giới hạn (-90≤α≤90) 
Thông tin của điểm được tách ra tính như sau: 
α≤0 
*
2
*
2
A
X X
B
Y Y
  
  
(2.a) 
α=90 
*
*
2
X X
B
Y Y
 

  
 (2.b) 
α=-90 
*
*
2
X X
B
Y Y
 

  
 (2.c) 
α>0 
*
2
*
2
A
X X
B
Y Y
  
  
(2.d) 
Sau khi tách ta có kết quả như hình 2b. 
a. Cửa số trượt. b. Kết quả tách thông tin. 
c. Tọa độ điểm tách thông tin. d. Thông tin tách từ biểu đồ scan. 
Hình 2. Tách thông tin từ biểu đồ gốc. 
2.1.3. Số hóa các biểu đồ 
a. Chuyển đổi trục tọa độ. b. Kết quả số hóa. 
Hình 3. Số hóa biểu đồ. 
Công nghệ thông tin & Khoa học máy tính 
N.K. Hưng, V.B. Đình “Xây dựng phương pháp tự động  các biểu đồ kỹ thuật.” 138 
Các biểu đồ sau khi chỉnh sửa và tách ra các thông tin cần thiết được số hóa để 
lưu lại giá trị tương ứng với các điểm trên biểu đồ (quá trình số hóa được thực hiện 
trên từng pixel để đảm bảo độ chính xác), đây là quá trình chuyển từ hệ tọa độ 
pixel sang hệ tọa độ giá trị thực của các điểm. 
Giá trị tại một điểm bất kỳ P được tính như sau: 
 XV XVmin x *
min *
L x
YV YV Ly y


  
  
 (3) 
Trong đó: Lx là khoảng cách (pixel) theo trục x từ XPmin đến XP; 
 Ly là khoảng cách (pixel) theo trục y từ YPmin đến YP; 
 λx là độ lệch giá trị tương ứng với 1 pixel theo trục X; 
 λy là độ lệch giá trị tương ứng với 1 pixel theo trục Y; 
    
   
max min max min
max min max min
x XV XV XP XP
y YV YV YP YP


   

   
 (4) 
 Các giá trị XV và YV phải các định bằng tay 
2.1.4. Xử lý và lưu thông tin vào cơ sở dữ liệu 
Để tính toán dựa trên biểu đồ, các thông tin (tọa độ X,Y và tên đường) được xử 
lý và lưu vào cơ sở dữ liệu như hình 3.b. Trong đó X,Y là tọa độ điểm tương ứng, 
Ten là tên đường tương ứng với giá trị trong biểu đồ. 
Độ chính xác của phương pháp phụ thuộc vào biểu đồ gốc (độ nét và độ 
nghiêng), để tăng độ chính xác cần chỉnh sửa biểu đồ trước khi số hóa, tăng độ 
phân giải khi trượt lấy thông tin và thực hiện nội suy đa thức để lấy giá trị trung 
gian. Tuy nhiên do biểu đồ gốc đã có sai số cố hữu lên các sai số so với thực tế bay 
là không thể tránh khỏi. 
2.2. Xây dựng thư viện xử lý dữ liệu 
Để xử lý dữ liệu đã được số hóa và thuận lợi trong quá trình giao tiếp với phần 
mềm tính toán, các hàm, các thuật toán được xây dựng dưới dạng thư viện. Thư 
viện được xây dựng dưới dạng thư viện động có khả năng truy cập chéo giữa các 
ứng dụng. 
Các bước xây dựng thuật toán 
 Chia bài toán dẫn đường bay thành các đoạn bay cụ thể ( lăn bánh, cất 
cánh, lấy độ cao, bay bằng..) và xác định đầu vào, đầu ra tương ứng 
 Xác định các hình vẽ (biểu đồ) cần thiết cho quá trình tính toán. 
 Phân tích các biểu đồ để xác định đầu vào, đầu ra phù hợp. 
 Xây dựng thuật toán tra cứu trên từng biểu đồ theo các đầu vào tương ứng. 
 Tính toán các tham số dẫn đường theo kết quả tra cứu các biểu đồ. 
 Xây dựng hàm tương ứng với mỗi đoạn bay cụ thể. 
2.3. Xây dựng thuật toán tra cứu dữ liệu trong biểu đồ 
2.3.1. Xây dựng phương pháp 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Điện tử, 10 - 2015 139
Hình 4.Các bước thực hiện tra cứu dữ liệu. 
- Tách biểu đồ thành các họ biểu đồ con 
- Xác định họ biểu đồ cần tra cứu 
- Xác định đường cần tra cứu trong họ biểu đồ con 
2.3.2. Thuật toán tra cưu đối với đường cụ thể (nội suy 1) 
a. Quan hệ đầu vào đầu ra 
trong đường tra cứu. 
b. Nội suy thông tin từ 2 đường tra cứu. c. Lưu đồ thuật toán tra cứu trong 
đường cụ thể. 
Hình 5. Mô tả thuật toán tra cứu dữ liệu. 
Đường cần tra cứu được lưu M điểm (x,y) trong cơ sở dữ liệu theo chiều tăng 
dần của trục (x hoặc y) tương ứng với đầu vào. 
Thuật toán tra cứu bắt đầu so sánh đầu vào (x_v) với từng điểm 
 Nếu điểm đang so sánh nằm trong khoảng (0, M) xét 2 trường hợp: 
- Nếu giá trị đầu vào trùng với điểm so sánh thì đầu ra là tọa độ trục đầu ra 
tương ứng 
Công nghệ thông tin & Khoa học máy tính 
N.K. Hưng, V.B. Đình “Xây dựng phương pháp tự động  các biểu đồ kỹ thuật.” 140 
- Nếu giá trị đầu vào không trùng với điểm so sánh thì thực hiện nội suy tuyến 
tính để tìm đầu ra. 
 Nếu điểm so sánh nằm ngoài đường tra cứu thì thực hiện nội suy đa thức để tìm 
đầu ra 
Sau khi tìm được đầu ra phù hợp thì kết thúc vòng lặp và bỏ qua các điểm tiếp theo. 
2.3.3. Nội suy tuyến tính tham số từ 2 giá trị đã tính toán theo thuật toán nội suy 1 
ở bước c (nội suy 2) 
- Các giá trị đã biết Y,TS1,TS2,TS3 
- Từ đầu vào Y và đường cần tra cứu L1 theo theo thuật toán nội suy 1 tra được 
đầu ra X1 
- Từ đầu vào Y và đường cần tra cứu L2 theo theo thuật toán nội suy 1 tra được 
đầu ra X2 
- Từ X1 và X2 tra cứu được X theo phương pháp nội suy tuyến tính: 
 3 1
1 ( 2 1)
2 1
TS TS
X X X X
TS TS

  

 (5) 
2.3.4. Xây dựng thư viện tính toán và xử lý dữ liệu 
Sau khi xây dựng thuật toán, xác định đầu vào đầu ra và các biểu đồ liên quan, 
ta xây dựng thư viện tính toán dưới dạng hàm số để truy vấn dữ liệu từ cơ sở dữ 
liệu đã số hóa. 
3. MÔ PHỎNG, TÍNH TOÁN, THẢO LUẬN 
3.1. Số liệu đầu vào 
Bài toán dẫn bay không quân sử dụng khoảng 800 biểu đồ khác nhau cho các 
bài toán cụ thể, trong bài báo này tác giả mô phỏng tự động tra cứu trên biểu đồ 
hay đươc sử dụng nhất (biểu đồ tính tiêu hao nhiên liệu tương đối OKPT của máy 
bay SU30). 
3.2. Phương pháp, công cụ mô phỏng 
Dữ liệu số hóa được lưu trong cơ sở dữ liệu SQL2008R2, xây dựng thư viện 
tính toán và giao diện bằng ngôn ngữ C# Visual Studio 2010. 
Tra cứu 4 lần tương ứng với 4 đầu vào của biểu đồ thay đổi và so sánh với kết quả 
tra cứu bằng tay. 
3.3. Kết quả mô phỏng và bình luận 
Bảng 1. Kết quả tra cứu bằng máy và bằng tay. 
 m(kg) H(m) CSLC M OKPT(Máy) OKPT(Tay) 
TH1 20000 10000 130 0.9 36,451 36 
TH2 24000 6000 130 0.9 33,793 34 
TH3 24000 10000 150 0.9 44,758 45 
TH4 24000 10000 130 0.8 37,524 38 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Điện tử, 10 - 2015 141
a. TH1. b. TH2. 
c. TH3. d. TH4. 
Hình 6. Kết quả tra cứu. 
Qua việc mô phỏng ta thấy: 
- Việc tra cứu bằng máy được thực hiện trên từng pixel có nội suy nên cho kết 
quả nhanh chóng và độ chính xác cao so với tra cứu bằng tay, việc tra cứu bằng tay 
không thực hiện được điều này và chỉ tra được giá trị xấp xỉ. 
- Kết quả tính toán, tra cứu phù hợp với lý thuyết , việc nội suy đem lại độ chính 
xác cao hơn và chấp nhận được ở cự ly nhỏ. 
- Phương pháp tra cứu này có thể tra cứu trên biểu đồ bất kỳ, nhiều nhiễu và 
thông tin thừa, có thể liên kết nhiều kết quả tra cứu cho bài toán cụ thể. 
- Phương pháp tra cứu này mang lại nhiều lợi ích thực tiễn trong việc tra cứu đồ 
thị khi không có công thức mô tả, hiện tại phương pháp này đang được áp dụng 
trong việc tự động tra cứu tính toán trong ngành dẫn bay không quân. 
 - Ngoài ra, do có tính trực quan cao nên phương pháp tra cứu kết hợp với hiển 
thị trực tiếp trên biểu đồ có thể áp dụng cho việc đào tạo huấn luyện, và kết quả 
nghiên cứu có thể áp dụng trong việc khôi phục, vẽ lại các biểu đồ gốc cho các 
mục đích khác nhau. 
4. KẾT LUẬN 
Từ phương pháp tính toán dẫn đường bay sử dụng cách tra cứu biểu đồ thủ công 
kết hợp với công nghệ thông tin, nhóm tác giả đã xây dựng thành công phương 
pháp tự động tra cứu các biểu đồ kỹ thuật, phương pháp làm tăng độ chính xác, 
giảm thời gian tra cứu và có khả năng tự động hóa quá trình tính toán. 
Công nghệ thông tin & Khoa học máy tính 
N.K. Hưng, V.B. Đình “Xây dựng phương pháp tự động  các biểu đồ kỹ thuật.” 142 
Ngoài việc áp dụng trong lĩnh lực dẫn bay, phương pháp này có thể áp dụng 
trong nhiều lĩnh vực khác do có khả năng tách thông tin cần thiết từ các biểu đồ 
một cách chính xác từ đó có thể áp dụng trong việc khôi phục lại các biểu đồ gốc. 
Phương pháp tra cứu bài báo đề cập ở trên nhằm giảm thời gian tra cứu và tăng độ 
chính xác của phương pháp tra cứu bằng tay, trong bay thực tế để bù lại các sai số 
tính toán cần phải tính đến các lượng nhiên liệu dự phòng. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Trần Văn Thi, "Tính toán thời gian, cự ly bay của máy bay SU-22M4", Nhà 
xuất bản Quân đội nhân dân (2008). 
[2]. Trần Văn Thi, "Hướng dẫn tính toán quãng đường, thời gian bay của máy bay 
SU-27SK," Nhà xuất bản Quân đội nhân dân (2012). 
[3]. Trần Văn Thi, "Hướng dẫn tính toán quãng đường, thời gian bay của máy bay 
SU-30MK2," Nhà xuất bản Quân đội nhân dân (2012). 
[4]. Trần Văn Thi, "Các biểu đồ kỹ thuật của máy bay SU-22M4," Nhà xuất bản 
Quân đội nhân dân (2008). 
[5]. Trần Văn Thi, "Các biểu đồ kỹ thuật của máy bay SU-27SK," Nhà xuất bản 
Quân đội nhân dân (2012). 
[6]. Trần Văn Thi, "Các biểu đồ kỹ thuật của bay của máy bay SU-30MK2," Nhà 
xuất bản Quân đội nhân dân (2012). 
[7].  
[8].  
ABSTRACT 
A METHOD FOR CALCULATING THE PARAMETERS OF FLIGHT 
NAVIGATION BASED ON DIGITALIZED TECHNICAL CHARTS 
To date, the calculation for aircraft navigation in Vietnam Air Force is 
mainly performed manually on technical charts provied by aircraft 
manufaturers. this type of calculation is slow and inaccurate. in order to 
improve the accuracy, this paper proposes a method for automatically 
calculating and searching the parameters of flight navigation based on 
digitalized technical charts. The method allows faster calculation with 
highter accuracy and is deploying in Navigation Department. 
Keywords: Flight Navigation, Digitazation of technical charts, Searching automatically. 
Nhận bài ngày 21 tháng 07 năm 2015 
Hoàn thiện ngày 10 tháng 08 năm 2015 
Chấp nhận đăng ngày 07 tháng 09 năm 2015 
Địa chỉ: 1Viện Điện tử - Viện KH-CNQS 
 * Email: nguyenkieuhung79@gmail.com