[發明專利]一種面向飛行員不完整輸入計算預測點預報風的方法

有效

• 申請號: 201811472313.1
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109859531B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 王丹;王娜;齊林;孫曉敏
• 申請（專利權）人: 中國航空無線電電子研究所
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 王中興

本發明公開了一種面向飛行員不完整輸入計算預測點預報風的方法。本發明該方法充分利用已輸入的預測點前、后最近的預報風以及巡航航段的航段風等有限資源，計算當前預測點的預報風。該方法全面考量預報風與預測點之間的相對位置關系對預測點預報風的影響。該方法的公布能有效提升飛行管理系統性能優化計算、到達時間預報、實際油耗和飛行時間估計的能力。該方法能有效支撐基于四維航跡的運行，是一種易于工程實現的方法，對于航空器在民用領域運行，特別是支持所需到達時間的運行，具有重要的現實應用意義。

技術領域

本發明屬于飛行管理技術領域，涉及一種面向飛行員不完整輸入計算預測點預報風的方法。

背景技術

風對于飛機的性能有著重要的影響，精確的風預測將極大地改進優化計算和到達時間預報的能力，以及實際的油耗和飛行時間。在FAA新一代空中交通系統(NextGen)和歐洲單一天空(SESAR)倡議下，精確的風信息對于某些未來空中交通概念的設想是非常重要的。精確的風信息將影響基于時間流量管理，具體包括基于四維航跡的運行(4D-TBO)和飛行間隔管理(FIM)。

預測在飛行期間會遇到的溫度和風的條件是飛行計劃管理過程的一部分。對溫度和風的預測使得飛行管理系統的航跡預測更加精確，以提供更準確的估計到達時間(ETA)、燃料消耗、爬升/下降率和航段過渡的構建。

可以通過多功能顯示控制單元(MCDU)或數據鏈輸入預報風和溫度數據。MCDU是飛行員與飛行管理系統的直接對話窗口。爬升階段的預報風是一組不同高度的風的大小和方向。飛行員可以輸入某個或全部高度層的預報風的大小和方向。飛行管理系統根據飛行員輸入的預報風和傳感器測得的當前風可以計算任一高度的風值。巡航階段允許飛行員在MCDU上輸入某個航路點的、部分航路點的或全部航路點的預報風的大小和方向，這些航路點可以是單個高度層的也可以是多個高度層的。飛行管理系統將這些輸入的預報風和傳感器測得的當前風值加權混合，以計算預測點的預測風。下降階段飛行管理系統使用的預報風是輸入的不同高度上的風的大小和方向。飛行管理系統根據這些預報風和傳感器測得的當前實測風可以計算任一高度的預測風。

基于四維航跡的運行和飛行間隔管理對于國內的民用飛機制造商、科研院所、設計公司來說都是一個嶄新的概念。我們國內與國外的差距較大，國內各大高校、院所一直在追趕國外技術發展的步伐，開展了一系列關于風預測的技術研究，例如一些科研單位開展了基于數據鏈網格風的風預測技術研究。而對于前端風預報的預處理，以及如何面向飛行員的不完整輸入計算預報風，以支持后續飛行管理系統風預測的計算，國內甚少有研究。

發明內容

本發明的發明目的是：針對基于四維航跡的運行對風預測精確度的需求，提出了一種面向飛行員不完整輸入預報風計算預測點預報風的方法；該方法能充分利用已輸入的預測點前、后最近的預報風以及巡航航段的航段風等有限資源，計算當前預測點的預報風；該方法在實施時全面考量預報風與預測點之間的相對位置關系對預測點預報風的影響。

本發明的發明目的通過以下技術方案實現：

一種面向飛行員不完整輸入計算預測點預報風的方法，具體包括以下步驟：

(1)基于飛行員對于預報風的不完整輸入，根據風傳播的特點，確定巡航階段每個航段的航段風；

(2)確認預測點在爬升階段、巡航階段還是下降階段；

(3)若預測點在爬升階段，則獲取預測點前距離預測點最近的爬升預報風W_Pre1及其對應的高度H_Pre1，預測點后距離預測點最近的爬升預報風W_Next1及其對應的高度H_Next1，巡航階段的第一個航段預報風W_Leg1及巡航高度H_Cruise，起始機場高度H_Org，預測點的高度H，計算預測點預報風W_Fore；