一种一体化数字航图生成方法、系统、设备、存储介质与流程

1.本发明涉及航天导航技术领域，尤其涉及一种一体化数字航图生成方法、系统、设备、存储介质。


背景技术：

2.从航空器地面滑行开始，在不同的飞行阶段，飞行员需要使用以上不同种类的航图。如一架航空器从起飞到降落，飞行员依次要使用起飞机场的机场图/停机位置图/滑行路线图、仪表离场图、航路图、仪表进场图、仪表进近图、降落机场的机场图/停机位置图/滑行路线图。地面管制员除了需要使用上述航图对航空器进行引导和监视外，还需要使用最低雷达引导高度图判断当航空器在空中时，是否可以对其实施雷达引导。
3.由于这些航图以不同的形式呈现，使用者需要在不同的阶段使用不同种类的航图作为运行参考，既不利于使用者对飞行全过程的宏观掌握，也增加了调取切换不同航图的工作量。传统航图涵盖大量与航空器本次飞行无关的信息，航图内容繁杂，不利于判读，对使用者精准掌握本次飞行信息造成困扰，无法根据本次飞行路线自动显示重要信息或高亮显示与本次飞行相关信息。更多的，传统航图所含信息只能供人阅读，无法被计算机系统自动识别，无法支持路线分配、飞行导航等智能化功能，当航空器违反航图中运行规则时也无法自动进行监控、告警。传统航图不含地理信息，航空器在运行时无法结合自身实时坐标判断在航图中的地理位置，情景意识差。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种一体化数字航图生成方法、系统、设备、存储介质，集成多种导航图于一体，为航空器的飞行提供安全飞行的保障与服务。
5.本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
6.一种一体化数字航图生成方法，本方法包括以下步骤：
7.步骤s1、确定一体化数字航图所包含的航空要素，根据所述航空要素构建要素表结构；所述航空要素包括航路图、仪表进离场图、仪表进近图、停机位置图、滑行路线图、最低雷达引导高度图、目视航图的要素；
8.步骤s2、定义所述航空要素关联的航图种类，调整所有航空要素的显示比例尺；
9.步骤s3、加载所有航空要素、图层及图层上对应的图标样式，生成一体化航空数字航图；通过所述一体化航空数字航图在不同比例尺下显示航路图、仪表进离场图、仪表进近图、机场图、停机位置图、滑行路线图、最低雷达引导高度图、目视航图的所有信息。
10.进一步地，还包括以下步骤：
11.步骤s4、实时获取所述航空要素及属性信息，根据所述航空要素与属性信息更新所述一体化航空数字航图。
12.进一步地，所述图层上对应的图标样式包括了导航台vor/dme图标、强制报告点图
标、航路航线样式及跑道面要素样式。
13.进一步地，所述步骤s1中所述航空要素包括要素种类及要素属性信息，所述要素种类包括点要素、线要素、面要素，所述要素属性信息包括但不限于名称、坐标。
14.进一步地，所述点要素包括了导航台、报告点、机场、航路点、交叉定位点、指定高度转弯点、转弯切入航线点、跑道入口、跑道中线点、直升机坪入口、位置标志、停机位位置、竞技场基准点、机场垂直点结构、机场表面灯光、测绘控制点、机场标牌、asrn node、区域垂直点结构；
15.所述线要素包括了航路航段、等待航线、国境线、程序航段、跑道中线、lahso、拦阻装置位置、跑道脱离线、滑行引导线、中间等待位置、跑道等待位置、桥边、机位引导线、垂直线结构、asrn edge、
16.所述面要素包括情报区、管制区、管制扇区、危险区、限制区、防空识别区、国境区、最低安全高度区、qnh水平范围、最低雷达引导扇区、跑道、跑道标志、跑道交叉道口、跑道道肩、停止道、拦阻系统位置、跑道位移区、防吹坪、滑行道、停机位区域、服务车道、垂直面结构、频率区、施工区、冲突多发地带、空管盲区、区域垂直面结构。
17.进一步地，所述步骤s4具体为，
18.步骤s41、获取航空器的飞行阶段，调整所述一体化数字航图比例尺，在所述一体化数字航图上显示航空要素及其属性信息，屏蔽非该飞行阶段的航空要素；所述飞行阶段包括待起飞阶段、离场飞行阶段、航路飞行阶段、进场飞行阶段、进近飞行阶段、降落机场阶段。
19.进一步地，当所述飞行阶段为待起飞阶段时，所述一体化航空数字航图的比例尺为第一预设数值，显示起飞机场的机场图所含航空要素及其属性信息；
20.当所述飞行阶段为离场飞行阶段时，所述一体化航空数字航图的比例尺为第二预设数值，由起飞机场的机场图切换至离场图，且显示所述离场图的航空要素及其属性信息，根据离场程序代号高亮离场路线及航空要素；
21.当所述飞行阶段为航路飞行阶段时，所述一体化航空数字航图的比例尺为第三预设数值，由起飞机场的离场图切换至航路图，且显示所述航路图的航空要素及其属性信息；
22.当所述飞行阶段为进场飞行阶段时，所述一体化航空数字航图的比例尺为第二预设数值，由所述航路图切换至进场图，且显示所述进场图的航空要素及其属性信息，根据进场程序代号高亮进场路线及航空要素；
23.当所述飞行阶段为进近飞行阶段时，所述一体化航空数字航图的比例尺为第二预设数值，由所述进场图切换至进近图，且显示所述进近图的航空要素及其属性信息；
24.当所述飞行阶段为降落机场阶段，所述一体化航空数字航图的比例尺为第一预设数值，由所述进近图切换至目的地机场的机场图，且显示所述目的地机场的机场图的航空要素及其属性信息，根据进场程序代号高亮滑行路线及航空要素。
25.本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
26.一种一体化数字航图系统，包括：
27.航空要素确定模块，确定一体化数字航图所包含的航空要素，根据所述航空要素构建要素表结构；所述航空要素为航路图、仪表进离场图、仪表进近图、停机位置图、滑行路线图、最低雷达引导高度图、目视航图的要素，且集成于所述一体化数字航图中；
28.航空要素关联模块，定义所述航空要素关联的航图种类，调整所有航空要素的显示比例尺；
29.航图生成模块，加载所有航空要素、图层及图层上对应的图标样式，生成一体化航空数字航图；通过所述一体化航空数字航图在不同比例尺下显示航路图、仪表进离场图、仪表进近图、机场图、停机位置图、滑行路线图、最低雷达引导高度图、目视航图的所有信息。
30.本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
31.一种设备，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一所述一种一体化数字航图生成方法。
32.本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
33.一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上任一所述一种一体化数字航图生成方法。
34.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
35.本发明提供了一种一体化数字航图生成方法、系统、设备、存储介质，实现在一个地理信息平台集成航路图、仪表进离场图、仪表进近图、机场图、停机位置图、滑行路线图、最低雷达引导高度图、目视航图等传统航图中所有要素信息，在在不同的显示比例下定义显示不同的航空要素信息，组合成所需要的导航图，解决了传统民航航图中存在的问题，为航空器的飞行提供安全飞行的保障与服务。
附图说明
36.图1为本发明所提供实施例的流程示意图；
37.图2为本发明所提供实施例的要素结构表的示意图。
具体实施方式
38.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
39.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
40.需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求
的保护范围之内。
41.如图1所示，本技术提供了一种一体化数字航图生成方法，集成多种导航图于一体，为航空器的飞行提供安全飞行的保障与服务。
42.具体的，本方法包括以下步骤：
43.步骤s1、确定一体化数字航图所包含的航空要素，根据所述航空要素构建要素表结构；所述航空要素包括航路图、仪表进离场图、仪表进近图、停机位置图、滑行路线图、最低雷达引导高度图、目视航图的要素，且集成于所述一体化数字航图中。
44.如图2所示，所述航空要素包括要素种类及要素属性信息，所述要素种类包括点要素、线要素、面要素，所述要素属性信息包括但不限于名称、坐标。更具体的，所述点要素包括了导航台、报告点、机场、航路点、交叉定位点、指定高度转弯点、转弯切入航线点、跑道入口、跑道中线点、直升机坪入口、位置标志、停机位位置、竞技场基准点、机场垂直点结构、机场表面灯光、测绘控制点、机场标牌、asrn node、区域垂直点结构。
45.导航台的属性包含但不限于导航台名称、频率/波道、呼号、类型、坐标；报告点的属性包含但不限于报告点名称、类型、坐标；机场属性包含但不限于机场名称、四字代码、三字代码、坐标；航路点的属性包含但不限于航路点名称、坐标、高度限制、速度限制；交叉定位点的属性包含但不限于用于交叉定位的导航台名称、磁航向、距离、坐标、高度限制、速度限制；指定高度转弯点的属性包含但不限于所在航段起点、所在航段航向、高度、速度限制；转弯切入航线点的属性包含但不限于起始航段起始点坐标、起始航段航向、切入航段航向、切入航段结束点坐标、高度限制、速度限制；跑道入口的属性包含但不限于跑道名称、可用起飞滑跑距离、可用加速停止距离、可用起飞距离、可用着陆距离、标高、坐标；跑道中线点的属性包含但不限于跑道名称、标高、坐标；直升机坪入口的属性包含但不限于跑道名称、标高、地理信息；位置标志的属性包含但不限于名称、类型、相关要素信息、地理信息；机场基准点的属性包含但不限于标高、地理信息；机场垂直点结构的属性包含但不限于名称、类型、标高、地理信息；机场表面灯光的属性包含但不限于灯光用途、灯光类型、灯源类型、强度、地理信息；测绘控制点的属性包含但不限于名称、水平基准面名称、垂直基准面名称、投影、地理信息；机场标牌的属性包含但不限于标高、方位、文字、地理信息；asrn node(路网节点)的属性包含但不限于节点名称、类型、相关要素类型、地理信息；区域垂直点结构的属性包含但不限于名称、类型、标高、地理信息。
46.所述线要素包括了航路航段、等待航线、国境线、程序航段、跑道中线、lahso、拦阻装置位置、跑道脱离线、滑行引导线、中间等待位置、跑道等待位置、桥边、机位引导线、垂直线结构、asrn edge、区域垂直线结构。
47.而航路航段的属性包含但不限于航段起点、航段终点、磁航向、最低运行高度、距离；等待航线的属性包含但不限于出航航迹、入航航迹、出航时间、等待高度、地理信息；国境线的属性包含但不限于坐标点；程序航段的属性包含但不限于航段起点、航段终点、磁航向、距离；跑道中线的属性包含但不限于跑道名称、端点坐标；lahso(着陆运行等待位置)的属性包含但不限于跑道方向、受保护对象、受保护对象类型、等待位置、地理信息；拦阻装置位置的属性包含但不限于跑道方向、可用状态、地理信息；跑道脱离线的属性包含但不限于跑道名称、相连滑行道名称、颜色、线型、脱离类型、地理信息；滑行引导线的属性包含但不限于滑行道名称、颜色、线型、地理信息；中间等待位置的属性包含但不限于名称、保护对
象、等待位置、标志类型、地理信息；跑道等待位置的属性包含但不限于名称、保护对象、等待位置、标志类型、地理信息；桥边的属性包含但不限于航行道名称、下沉边位置、地理信息；机位引导线的属性包含但不限于机位名称、颜色、线型、地理信息；垂直线结构的属性包含但不限于名称、类型、标高、地理信息；asrn edge(路网边界)的属性包含但不限于起始点、结束点、方向、边界类型、道面等级、翼展限制、速度限制、运行方式；区域垂直线结构的属性包含但不限于名称、类型、标高、地理信息。
48.所述面要素包括情报区、管制区、管制扇区、危险区、限制区、防空识别区、国境区、最低安全高度区、qnh水平范围、最低雷达引导扇区、跑道、跑道标志、跑道交叉道口、跑道道肩、停止道、拦阻系统位置、跑道位移区、防吹坪、滑行道、停机位区域、服务车道、垂直面结构、频率区、施工区、冲突多发地带、空管盲区、区域垂直面结构。
49.情报区的属性包含但不限于名称、边界点；管制区的属性包含但不限于名称、边界点；管制扇区的属性包含但不限于名称、边界点、频率、呼号、提供服务单位、高度、服务时间；危险区的属性包含但不限于名称、高度、时间；限制区的属性包含但不限于名称、高度、时间；防空识别区的属性包含但不限于名称、边界点；国境区的属性包含但不限于边界点；最低安全高度区的属性包含但不限于名称、导航台、半径、航向夹角、高度、控制障碍物；qnh(修正海平面气压)水平范围的属性包含但不限于机场名称、边界点、过渡高度、过渡高度层；最低雷达引导扇区的属性包含但不限于名称、边界点、高度、控制障碍物；跑道的属性包含但不限于名称、长度、道面类型、道面等级、宽度、地理信息；跑道标志的属性包含但不限于跑道名称、标志类型、地理信息；跑道交叉道口的属性包含但不限于跑道名称、道面类型、道面等级、地理信息；跑道道肩的属性包含但不限于跑道名称、道面类型、地理信息；停止道的属性包含但不限于跑道名称、道面类型、长度、宽度、地理信息；拦阻系统位置的属性包含但不限于跑道名称、材料长度、材料宽度、地理信息；跑道位移区的属性包含但不限于跑道名称、道面类型、长度、地理信息；防吹坪的属性包含但不限于跑道名称、道面类型、长度、地理信息；滑行道的属性包含但不限于名称、道面类型、道面等级、宽度、机型限制、地理信息；停机位区域的属性包含但不限于名称、道面类型、道面等级、标高、类型、地理信息；服务车道的属性包含但不限于名称、道面类型、地理信息；垂直面结构的属性包含但不限于名称、类型、标高、地理信息；频率区的属性包含但不限于名称、频率、起始服务时间、结束服务时间、地理信息；施工区的属性包含但不限于名称、开始时间、结束时间、地理信息；冲突多发地带的属性包含但不限于名称、文本信息、地理信息；空管盲区的属性包含但不限于名称、文本信息、地理信息；区域垂直面结构(属性包含但不限于名称、类型、标高、地理信息。
50.将航路图、仪表进离场图、仪表进近图、机场图、停机位置图、滑行路线图、最低雷达引导高度图、目视航图的航空要素数据存储入上述一体化数字航图相应点、线、面要素表中。
51.步骤s2、定义所述航空要素关联的航图种类，调整所有航空要素的显示比例尺。定义航空要素关联的航图种类，例如，导航台与报高点、机场为航路图点要素，航路点、交叉定位点、指定高度转弯点、转弯切入航线点为程序图点要素；跑道入口、跑道中线点、直升机坪入口、位置标志、停机位位置、竞技场基准点、机场垂直点结构、机场表面灯光、测绘控制点、机场标牌、asrn node为机场图点要素，区域垂直点结构为地形图点要素。
52.而航路航段、等待航线、国境线为航路图线要素；程序航段为程序图线要素；跑道
中线、lahso、拦阻装置位置、跑道脱离线、滑行引导线、中间等待位置、跑道等待位置、桥边、机位引导线、垂直线结构、asrn edge、为机场图线要素；区域垂直线结构为地形图线要素。
53.情报区、管制区、管制扇区、危险区、限制区、防空识别区、国境区为航路图面要素，最低安全高度区、qnh水平范围为程序图面要素，跑道、跑道标志、跑道交叉道口、跑道道肩、停止道、拦阻系统位置、跑道位移区、防吹坪、滑行道、停机位区域、服务车道、垂直面结构、频率区、施工区、冲突多发地带、空管盲区为机场图面要素；区域垂直面结构为地形图面要素。另外的，地形数据为地形图要素，全国卫星影响为目视航图要素。
54.步骤s3、加载所有航空要素、图层及图层上对应的图标样式，生成一体化航空数字航图；通过所述一体化航空数字航图在不同比例尺下显示航路图、仪表进离场图、仪表进近图、机场图、停机位置图、滑行路线图、最低雷达引导高度图、目视航图的所有信息。所述图层上对应的图标样式包括了导航台vor/dme图标、强制报告点图标、航路航线样式及跑道面要素样式。各航空要素与图层可供用户选择显示或隐藏，且可供用户自定义选择图层，生成定制航图。
55.基于地理信息技术的一体化数字航图，以点、线、面的形式集成存储了航路图、仪表进离场图、仪表进近图、机场图、停机位置图、滑行路线图、最低雷达引导高度图、目视航图等传统航图中所有航空要素的地理信息和业务数据，在地理信息平台上可以图形化显示航图信息。
56.步骤s4、实时获取所述航空要素及属性信息，根据所述航空要素与属性信息更新所述一体化航空数字航图。
57.在一个数字航图界面显示航路图、仪表进离场图、仪表进近图、机场图、停机位置图、滑行路线图、最低雷达引导高度图、目视航图的所有信息，通过聚焦不同的位置和显示比例尺，显示不同的航空要素及其属性信息。在一体化数字航图应用于航空器运行的全过程，实现运行全程的一张图管理。
58.具体过程如下所示：
59.步骤s41、获取所述航空器的飞行阶段，调整所述一体化数字航图比例尺，在所述一体化数字航图上显示航空要素及其属性信息，屏蔽非该飞行阶段的航空要素；所述飞行状态包括待起飞阶段、离场飞行阶段、航路飞行阶段、进场飞行阶段、进近飞行阶段、降落机场阶段。
60.当所述飞行阶段为待起飞阶段时，所述一体化航空数字航图的比例尺为第一预设数值，显示起飞机场的机场图所含航空要素及其属性信息，支持机场跑道、滑行道、停机位、滑行路线、冲突热点、障碍物等信息的查询和判读，高亮显示管制员分配的滑行路线，在第一预设数值的比例尺下可以屏蔽其他非机场图航空要素的显示。
61.当所述飞行阶段为离场飞行阶段时，所述一体化航空数字航图的比例尺为第二预设数值，由起飞机场的机场图切换至离场图，且显示所述离场图的航空要素及其属性信息，根据离场程序代号高亮离场路线及航空要素；在第二预设数值的比例尺下屏蔽其他非离场图航空要素的显示。
62.当所述飞行阶段为航路飞行阶段时，所述一体化航空数字航图的比例尺为第三预设数值，由起飞机场的离场图切换至航路图，且显示所述航路图的航空要素及其属性信息；根据本次飞行计划航路高亮显示航路走向和相关航空要素信息，在第三预设数值的比例尺
下可以屏蔽其他非航路图航空要素的显示；
63.当所述飞行阶段为进场飞行阶段时，所述一体化航空数字航图的比例尺为第二预设数值，由所述航路图切换至进场图，且显示所述进场图的航空要素及其属性信息，根据进场程序代号高亮进场路线及航空要素，在第二预设数值的比例尺下可以屏蔽其他非进场图航空要素的显示。
64.当所述飞行阶段为进近飞行阶段时，所述一体化航空数字航图的比例尺为第二预设数值，由所述进场图切换至进近图，且显示所述进近图的航空要素及其属性信息；根据分配的进场程度代号高亮显示进近路线和航空要素，且在该比例尺下可以屏蔽其他非进近航空要素的显示
65.当所述飞行阶段为降落机场阶段，所述一体化航空数字航图的比例尺为第一预设数值，由所述进近图切换至目的地机场的机场图，且显示所述目的地机场的机场图的航空要素及其属性信息，支持机场跑道、滑行道、停机位、滑行路线、冲突热点、障碍物等信息的查询和判断，同时根据进场程序代号高亮滑行路线及航空要素。在第一预设数值比例尺下屏蔽其他非目的地机场的机场图航空要素的显示。
66.所有航空要素分别预设不同显示比例和显示图层，且所述第一预设数值的比例尺为大比例尺，第二预设数值的比例尺为中比例尺，第三预设数值的比例尺为中比例尺。在一体化数值航图中，由用户自由选择显示内容组合，动态生成用户定制化航图。一体化数字航图可用于航空器运行全过程所有航空要素数据查询、分层显示、按比例组合显示和重要信息高亮显示等可视化呈现功能。自动化系统通过数据接口与该一体化数字航图连接，支持数据调用，在移动终端或者其他终端均可以显示，进行网络数据传输和数据更新。
67.同时，本一体化数字航图还可对航空要素动态信息的自动识别，在接收到某导航台关闭的数字化航行通告后，一体化数字航图能够自动识别，在一体化数字航图中高亮显示关闭的导航台，根据预先存储的航空要素关联性，自动分析哪些航路航线由于受到导航台关闭影响不可使用，并将相应的航空要素实时可用状态属性修改为不可用，实现航图要素动静态结合。
68.一体化数字航图以数字化形式存储，其要素地理信息和属性可以被计算机自动识别，一体化数字航图的航空要素地理信息和属性信息支持航空器实时位置判别，支持飞行全过程的数据分析和自动导航。叠加地形障碍物数据作为底层数据图层，支持航空器运行高度与地形障碍物高度的空间分析，支持近地告警。
69.基于相同的发明思想，本发明还提供一种一体化数字航图系统，包括
70.航空要素确定模块，确定一体化数字航图所包含的航空要素，根据所述航空要素构建要素表结构；所述航空要素为航路图、仪表进离场图、仪表进近图、停机位置图、滑行路线图、最低雷达引导高度图、目视航图的要素，且集成于所述一体化数字航图中；
71.航空要素关联模块，定义所述航空要素关联的航图种类，调整所有航空要素的显示比例尺；
72.航图生成模块，加载所有航空要素、图层及图层上对应的图标样式，生成一体化航空数字航图；通过所述一体化航空数字航图在不同比例尺下显示航路图、仪表进离场图、仪表进近图、机场图、停机位置图、滑行路线图、最低雷达引导高度图、目视航图的所有信息。
73.本发明提供的一种一体化数字航图生成方法、系统，实现在一个地理信息平台集
成航路图、仪表进离场图、仪表进近图、机场图、停机位置图、滑行路线图、最低雷达引导高度图、目视航图等传统航图中所有要素信息，在不同的显示比例下定义显示不同的航空要素信息，组合成所需要的导航图，解决了传统民航航图中存在的问题，为航空器的飞行提供安全飞行的保障与服务。
74.本发明还提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述一种一体化数字航图生成方法的步骤。
75.本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程的消费电子设备、网络pc、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
76.基于相同的发明思想，还提供了一种设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中的程序，所述程序被配置成由处理器执行，处理器执行所述程序时实现上述一种一体化数字航图生成方法。
77.本实施例中的设备与前述实施例中的方法是基于同一发明构思下的两个方面，在前面已经对方法实施过程作了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚地了解本实施中的系统的结构及实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。
78.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。