近年来国内航空运输业的迅猛发展,航路的流通能力不断扩大,对空中交通安全提出了更高的要求,发展新一代的安全可靠、功能完善、性能先进的空中交通管制系统(ATC)迫在眉睫。用传统的结构化软件设计方法开发的空中交通管制系统可维护性差,不适应航空发展的需要,而面相对象的软件工程开发技术能很好的解决这个问题。本文提出用面向对象技术克服传统结构化方法难于维护的缺点,从面向对象软件工程的角度,结合构件、设计模式等先进技术,进行了大量深入细致的研究,设计和实现了面向不同层次的组件,提高系统复用,增强系统可扩展性、可移植性,最终开发设计出了新一代的地理信息系统。基于军航二二六项目的研发工作,本文全面阐述了ATC地理信息子系统软件设计开发的全过程。主要的工作分为以下几部分:(1)基于面向对象的软件工程技术的软件开发的研究相比传统的结构化开发方法,面向对象开发技术具有很好的可移植性、可扩展性和可维护性等特点。对于像ATC(Air Traffic Control)等大型软件系统,充分发挥面向对象技术的特点,开展具有重要意义的业务建模,设计合理的对象和构件,结合迭代式软件开发过程的优势,逐步集成“元素”,及早降低技术和市场风险,取得良好的效果。(2)分层体系结构设计方法采用“分层结构”设计,将复杂的调用关系从功能角度分析,分层设计和维护,将地理信息系统分为应用层、类库层、服务层、功用层、操作系统层五个层次,将一些基本的系统服务安排在较低层次中,为上层服务提供支持。面向用户具体需求的功能在类库层和服务层实现,有效的提高了系统的可维护性<WP=3>和可移植性。(3)构件技术的合理应用基于构件的软件开发技术可以克服传统软件开发模式弊病,它具有支持高效的快速开发、易维护、高质量、易升级、低成本等特点。开发面向用户需求的地图管理构件(管理静态地图构件和管理动态地图构件),在管制系统的各个席位上(如SDD、FIEP等)得到较好的移植和维护,有效的控制软件开发成本和周期。(4)采用设计模式技术设计程序框架设计模式以面向对象为基础,对某种形式的问题进行前因后果分析,提供设计问题的抽象描述。行为对象模式Observer能有效的维持数据和数据表示(视图)的一致性,适合对象间的一对多的依赖关系,能有效降低应用程序的复杂性。State模式有效的转移程序复杂性,提高对象或者构件的内聚度,降低其耦合度。(5)基于X窗口系统的操作回放技术研究空管系统具有“专用、实时、使命重大”的特点,要求能对整个系统的运行过程进行记录和回放,从而有利于事后的分析重演。本文基于X窗口系统进行回放模型的研究,设计和实现了三种可行性回放模型,能有效的记录系统历史操作,并提供系统操作回放,有助于事故分析和安全调查,在重大的空管领域有重要的应用价值。本论文安排如下:第一章介绍了项目背景和作者所作工作。第二章讨论了软件生命周期和开发过程。第三章需求分析。第四章系统分析和设计。第五章介绍系统运行概况第六章介绍操作回放技术研究。第七章项目总结。