[發明專利]預測與飛行器相關的天氣的位置的系統與方法

無效

• 申請號: 201110463162.5
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102679981A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: P·克里斯蒂安森
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔣駿;盧江

背景技術

飛行器的飛行員利用與潛在危險天氣的位置相關的信息來決定通往目的地的路線。這些信息可以通過多個來源獲得，例如，飛行前的天氣簡報、基于地面的天氣雷達數據或者機載天氣雷達。飛行員使用這些信息判斷天氣是否使得有必要從計劃的路線偏離。通常這些信息根據天氣狀況數據的延遲提供當前或早前的天氣的位置。由于天氣經常水平移動，當飛行器靠近得足夠受天氣影響時，與天氣位置相關的信息可能不與其位置相符。

已有很多組織對跟蹤危險天氣作了大量的工作。通常是通過識別在一段時間內可識別的特征，并觀察這些特征的運動來完成跟蹤。這些特征通常利用雷達而被探測。對流性天氣在雷達反射率上表現出顯著的變化-并且它也是導致飛行員希望躲避的大部分天氣有關危險的原因-所以對流更容易產生能被跟蹤的可識別特征。通過觀察對流元隨時間的位置變化，可以估計該元的速度向量。

元跟蹤經常應用于基于地面的天氣雷達數據。目的是為了判斷危險風暴元是否朝著商業、住宅、農場等會因此遭受損失的方向移動。將與元移動相關的信息傳送至平面圖顯示器通常涉及從當前元位置畫一條向量并將該向量朝著移動方向延伸。向量的長度示出了元在固定時間段內將會行進的預期距離。該信息的用戶將顯示的元移動與涉及的資產(通常位置是固定的)位置進行比較。如果對流看上去朝著興趣位置移動，則將元與該位置間的距離除以元的速度，得到天氣到達的預期時間。

對于一個飛行器的飛行員而言，使用元跟蹤信息涉及判斷對流元是否將要求從計劃的路線偏離。由于飛行器處于移動，使這種判斷復雜化。所以飛行員必須判斷當飛行器處于或靠近該點時，元是否將與計劃的路線交匯。這要求飛行員方面進行一些耗時的計算，通過考慮飛行器的速度和方向、對流的速度和方向以確定是否應當預測偏離。

發明內容

本發明提供了一種用于預測天氣異常(例如對流元)將何時與飛行器交匯的系統與方法。在一個示例方法中，在來自雷達系統的處理器處接收至少一個天氣異常的位置、移動方向和速度信息。基于接收的位置、移動方向和速度信息以及飛行器的位置和當前速度信息，確定該至少一個天氣異常的交匯點。然后，在顯示裝置上顯示基于該交匯點的第一指示。

在本發明的一個實施例中，還顯示將交匯點與所關聯的天氣異常相關聯的第二指示。該第二指示包括連接在天氣異常與第一指示之間的連線。

在本發明的另一實施例中，如果確定的交匯點在飛行器的預定義飛行路線的閾值距離內，則顯示第一指示。

在本發明的另一實施例中，如果確定的交匯點是與飛行器的預定義路線最接近的預定數量的交匯點之一，則顯示第一指示。

附圖說明

下面參考附圖詳細描述本發明的優選和可替換的實施例。

附圖1說明了按照本發明的一個實施例構造的示例雷達系統。

附圖2為示出了飛行器與天氣元之間幾何關系的示意圖；

附圖3說明了按照本發明的一個實施例構造的平面視圖天氣雷達顯示器的屏幕截圖。

具體實施方式

圖1示出了一個系統30，用于預測天氣異常(例如，對流元)將何時與飛行器20的交匯。該系統30包括雷達顯示系統38，該雷達顯示系統38包括天氣雷達系統40、顯示處理器42、存儲器43、顯示裝置44和與顯示處理器42耦合的用戶接口48。飛行器20還包括其他飛行器系統46，例如用于與天氣雷達系統40和雷達顯示系統38進行信號通信的飛行數據計算機(ADC)。顯示處理器42與雷達系統40、顯示裝置44、ADC46及存儲器43電耦合。雷達系統40包括雷達控制器50、發射器52、接收器54、天線56以及天線控制器61。基于選定的雷達模式、從用戶接口48接收的其他飛行員輸入、從ADC46、飛行管理系統(FMS)、慣性導航系統(INS)、和/或全球定位系統(GPS)(未示出)接收的飛行器數據(例如：海拔、速度、位置、航向、滾動、偏航、傾斜等)，雷達控制器50控制發射器52和接收器54以便通過天線56執行信號的發送和接收。ADC46基于從不同飛行器的飛行系統接收的信號來產生飛行數據。

雷達系統40從發射器52發送雷達信號并將天線56按照天線控制器61確定的方向指向到空間中，并且如果目標60出現而將能量散播回接收器，則用接收器54檢測返回信號。優選地，雷達系統40將返回信號(例如，反射率數據或者湍流數據)數字化并將數字化的信號發送給顯示處理器42。顯示處理器42變換接收到的返回信號，以供在存儲器43的多維緩沖器中存儲。顯示處理器42接著基于從用戶接口48發射的任何控制信息或基于來自雷達系統40的信號(例如預測的風切變警報)產生用于在顯示裝置44上呈現的二維圖像。