[發明專利]一種低空風確定方法

有效

• 申請號: 201410069916.2
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103809220A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 周率;劉薈萃;李黎;陳定輝;王鎵;史薈燕;師明;李勰;曹建峰;韓松濤
• 申請（專利權）人: 北京航天飛行控制中心
• 主分類號: G01W1/00
• 分類號: G01W1/00
• 代理公司: 國防專利服務中心 11043
• 代理人: 李清

技術領域

本發明屬于氣象技術領域，涉及一種低空風確定方法。

背景技術

本發明所指低空風為10m～3000m范圍的風，由于低空風對載人飛船飛行軌跡，以及返回式衛星、導彈、飛機等低空飛行器的軌道具有重要影響，是精密定軌與軌道預報的關鍵氣象要素。

目前在發射場、著陸場等航天任務場區，以及機場等氣象站點均建有測風塔和風廓線雷達，是探測低空風的兩種主要設備，但兩種設備探測高度、精度、資料密度等均不相同。測風塔測量距離地面100m以下的風場，測量的高度為10m、25m、50m、75m、100m共5層，其測量精度0.1m/s，測量密度為1分鐘；風廓線雷達可探測80m～3253m的風場，探測的垂直分層不少于25層，測量精度為1m/s，測量密度為15分鐘；兩種資料在垂直高度上僅在100m附近存在重合。因此，在低空風保障中，如何綜合利用這兩種異源資料來計算低空風是一個計算難題。例如載人航天工程中，要計算飛船軌跡、尤其是返回時的軌道需要提供精確的低空風矢量數據，低空風矢量包括低空風風向與風速。由此，提出了怎樣匹配測風塔與風廓線雷達數據，計算低空風矢量的問題。

在以往的低空風矢量計算中，常規是利用線性插值方法，即以測風塔和風廓線雷達探測資料為數據基礎，對100m以下的低空風利用測風塔資料、對100m以上的低空風利用風廓線雷達資料來線性插值計算。由于風廓線雷達的探測高度并不恒定，數據缺測較多，對于某一高度的風矢量采用線性插值方法計算就會導致明顯的誤差；尤其當在100m高度兩種探測數據存在較大差別時，很難提供準確的低空風計算結果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種準確的低空風計算方法，以提高載人飛船等低空飛行器的飛行軌跡確定與預報精度。

為實現上述目的，本發明提供的低空風計算方法包括以下步驟：

步驟一、建立連續的低空風場

統計分析不同觀測站提供的低空風數據，按觀測數據特征對低空風場進行分層，對缺失低空風觀測值的層采用插值方法求解缺測數據。對于不同觀測站低空風觀測值的層重疊時，對重疊層的低空風數據進行訂正匹配。具體如下：

1.1、低空風場分層

統計分析不同觀測站提供的低空風資料，按觀測數據特征對低空風場進行分層。分層數目與觀測數據的密度和精度成正比，并且高度越低、分層越密。

1.2、采用插值方法求解缺測層的缺測數據

根據缺測層高度距其高度差最小的兩個高度的低空風觀測值，采用插值方法求解缺測層的缺測數據，具體如下：

如果距缺測層高度差最小的兩個高度的低空風觀測值分別位于缺測層高度的下方和上方，則該層的缺測低空風速度V_s0和風向V_x0分別如下：

Vs0=Vs1+Vs2-Vs1Z2-Z1×(Z0-Z1)]]>