机场规划设计是机场建设、运营的基础和前提，涉及空中和地面设计两部分内容，两者虽各有侧重，但又密切相关，需要协同考虑的因素多且复杂。本研究针对目前设计工作中空地融合不够，辅助设计手段欠缺的问题，从“空地一体化”角度出发，针对机场空地设计的难点和关键点，研发了一套涵盖飞行程序设计、机场净空分析、飞机性能分析、塔台和导航台选址、三维动态设计决策在内的空地一体化全要素协同设计平台，实现了机场规划设计中的空地融合协同设计，对于提高机场“空地一体化”设计能力和辅助设计智能化水平、促进机场数字化设计方式转变具有重要意义。主要成果体现在：

一、飞行程序设计子系统

1.通过研究转弯保护区精确计算方法，实现了转弯保护区外边界线的自动精确绘制，提升了转弯保护区绘制精度。

2.根据Graham扫描法实现的最小凸包算法，提出了仪表飞行程序设计障碍物自动筛选方法；结合等高线自动识别算法与等间距离散化线性插值算法，实现了数字地形图中障碍物数据的自动提取和自动筛选。

3.通过研究气压垂直导航修正高度分析方法，实现了基于机场温度、航段高和机场标高的飞行程序航迹自动修正和障碍物评估。

4.根据无序B样条曲面拟合算法，提出了（PA）OAS面参数计算方法，实现了在不依赖PANS-OPS软件情况下，（PA）OAS面的面参数计算、保护区一键绘制及障碍物评估。

二、飞机性能分析子系统

1．通过梳理、归类不同机型的飞机性能分析软件与流程，提出了飞机性能计算流程的简化方法。

2．通过分析、整理不同厂家常用机型飞机性能软件界面、输入输出数据格式，提出了多机型飞机性能计算输入数据和输出数据的标准格式。

3．按照最优化迭代算法，在自动综合考虑起飞、着陆、航程业载分析的各类限制下，对海量输出数据进行逻辑判断、结果选择和标准化输出，实现了多机型飞机性能的统一分析与计算。

三、净空分析子系统

1．通过分析工程实践中机场场内地势设计对净空处理范围的影响、障碍物限制面与原地面之间的过渡处理等因素，提出了优于传统附件十四面理论模型的净空分析与评估工程模型。

2．通过构建净空分析与评估工程模型和场址原地形数据三维计算模型，基于自适应四面体填挖方算法，实现了指定范围内超障碍物限制面处理包络线的自动提取、净空处理土方量的精确量化评估。

3．通过梳理多跑道枢纽机场在净空评估、运行管理中存在的问题，提出了平行多跑道障碍物限制面交叉融合算法，实现交叉净空面的融合处理和净空评估。

4.通过分析不同障碍物限制面之间的空间关系，提出了最低面边界的提取算法，实现了机场净空障碍物限制三视图的自动生成；针对不同坐标系，提出了障碍物的批量评估方法。

四、塔台选址及评估子系统

1.在分析地势、净空、飞行程序、管制员视线角等多种因素对塔台选址影响的基础上，通过自动识别和提取土方地势设计高程数据，结合附件十四面、OAS面的限高要求，在机场可选范围内自动批量计算不同位置点的塔台高度范围，得出塔台优选方案排序结果。

2.在创建的机场数字地图上，针对确定的塔台选址方案，自动计算指定关键目标点的管制员视线角和关键目标物的横向分辨角；通过设定重点观察区域内建筑物轮廓和高度，对观察区域内遮蔽情况进行评价。

五、导航台评估子系统

1.在研究不同场地条件下下滑信标台后撤距离算法的基础上，通过地势数据、跑道位置自动识别和提取的方法，以及内嵌自动算法，实现了下滑信标台后撤距离的自动计算，特别针对需要迭代计算的复杂场地，提出了智能化快速收敛的优化算法。

2.通过地势数据的自动识别和提取方法，实现了航向信标台和下滑信标台场地保护区、运行保护区的自动绘制；通过障碍物量化处理方法，实现了航向信标台10°角和全向信标台周边障碍物的自动评估。

六、三维动态设计决策子系统

1.通过研究三维OSG地理信息平台，分析数字地图的数据结构、机场三维模型数据格式，研发了多类型三维数字地图加载和显示模块，实现了三维地理信息与机场空地模型相结合。

2.针对三维模型数据与平台开发特点，根据离散积分数值分析算法，提出了净空处理土方量计算方法、在遮蔽原则下的机场净空障碍物限制面评价算法、塔台位置优化分析方法、导航台与飞行航迹通视分析方法，并进行了软件实现。