地形感知和告警系统(TAWS)是非常重要的机载系统设备之一,为了有效的防止可控飞行撞地(CFIT)事故的发生,TAWS应运而生,它为我国民用航空提供了安全保障;该系统通过接收飞机当前状态参数作为输入数据,将其与内部存储的告警阈值进行比较,若超过任何一个告警阈值范围,则产生告警信息,并通过输出控制模块,将告警信息以“视觉”和“听觉”警告的方式传递给机组人员,进而有效的预防事故的发生。研究和实现TAWS系统的主要功能,有利于打破国外的技术垄断,为国产TAWS产品的技术积累打下坚实的基础,提升我国机载系统产品的国际竞争力。本文首先介绍了TAWS的产生背景、国内外现状以及未来发展趋势。其次,以美国Honeywell公司的增强型近地告警系统(EGPWS)产品作为研究对象,分析了TAWS的主要工作原理,就其告警算法、告警包线的设定、告警功能的激活条件进行了详细深入的分析与研究。再次,运用状态空间的思想,对状态轨迹的概念进行了阐述,根据未来状态轨迹与告警区域的关系,分析了告警系统中不确定因素对告警区域选择的影响,并基于SOC方法对TAWS告警阈值曲线的生成进行了分析与研究。本文根据项目中对告警功能的需求,在理论研究的基础上,提出了地形感知和告警系统的具体实现方案;运用面向对象的编程设计思想,在Windows平台下搭建TAWS原理样机;设计了一种动态加载地形数据的方法,实现了告警系统中多功能显示器对地形的显示功能,并根据告警模式在飞机各个飞行阶段的定义,给出基本告警功能的设计思路并加以实现。最后,本文通过模拟飞机飞行任务,对告警功能进行测试,验证了功能的完整性、可行性、正确性;实现了TAWS中各告警模式在不同的飞行阶段为机组人员提供告警的功能。