[發明專利]基于風的精細化預報的航班動態監控系統及方法

在審

• 申請號: 201910542175.8
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110288856A
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 李靜;吳宏剛;蘇敏;徐自勵;王海江
• 申請（專利權）人: 中國民用航空總局第二研究所
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00;G01S13/95;G01S19/48;G01W1/10
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 向霞

1.一種基于風的精細化預報的航班動態監控系統，其特征在于，包括監視模塊、風場預報模塊、數據融合模塊、通信數據鏈模塊和顯示設備，

所述監視模塊用于實時獲取航路上每個航空器的位置信息；

所述風場預報模塊用于根據ADS-B IN接收的ADS-B報文信息重構航路上實時的風場信息，以及根據機場周邊的多普勒雷達反演機場周邊風場信息，融合航路風場信息和機場周邊風場信息得到風場預報信息；

所述數據融合模塊用于將所述航空器的位置信息和風場預報信息進行融合，得到融合后的數據，所述融合后的數據包括融合后的航空器位置信息和風場精細化預報信息；

所述通信數據鏈模塊用于將所述融合后的數據發送給顯示設備；

所述顯示設備顯示融合后的航空器的位置信息和風場精細化預報信息。

2.如權利要求1所述的基于風的精細化預報的航班動態監控系統，其特征在于，所述監視模塊包括GPS單元和/或北斗三號衛星導航單元，

所述GPS單元通過GPS實時獲取航空器的位置信息；

所述北斗三號衛星導航單元通過北斗三號衛星實時獲取航空器的位置信息。

3.如權利要求1所述的基于風的精細化預報的航班動態監控系統，其特征在于，所述風場預報模塊包括風場重構單元，所述風場重構單元用于接收其他航空器或ADS-B地面站發送的ADS-B報文信息，根據接收ADS-B報文信息實時計算本機的風速和風向，并結合本機機載傳感器采集的氣壓、溫度、濕度、高度信息實時計算對應航路點對應時刻的風場信息；

通過內插法將離散的航路點對應時刻的風場信息連續化，構造出整條航路上的風場信息。

4.如權利要求1所述的基于風的精細化預報的航班動態監控系統，其特征在于，所述風場預報模塊包括風場反演單元，所述風場反演單元用于根據機場氣象臺站服務的空間尺度范圍，確定風場觀測的尺度范圍；

同時獲取機場觀測到的風場資料，對三部多普勒雷達的位置布局、掃描方位和俯仰角方位進行分析計算，確定雷達掃描范圍，根據每部雷達的方位和距離計算雷達數據的采樣率；

以實際風場為參考，通過空間三維函數擬合，建立解析風場模型；

根據雷達掃描范圍和分辨率，模擬各個雷達的掃描過程，對解析風場進行采樣，得到各部雷達在各自掃描格點上的徑向速度，通過插值法將三部雷達的徑向速度插到三維空間的均勻格點上，基于每個格點上的三個徑向速度，確立風場反演算法，建立格點上的三維風場結構，將反演得到的三維風場結構與解析風場在格點上的取值作對比，對風場模型進行修正；

在修正的風場模型上，計算風場散度和旋度，對風場的散度和旋度進行層析可視化，根據散度和旋度的結構特點對風場進行可視化。

5.如權利要求1所述的基于風的精細化預報的航班動態監控系統，其特征在于，所述通信數據鏈模塊包括ADS-B單元、ACARS單元和/或北斗三號衛星導航單元。

6.一種基于風的精細化預報的航班動態監控方法，其特征在于，包括：

監視模塊實時獲取航路上每個航空器的位置信息；

風場預報模塊根據ADS-B IN接收的ADS-B報文信息重構航路上實時的風場信息，以及根據機場周邊的多普勒雷達反演機場周邊風場信息，融合航路風場信息和機場周邊風場信息得到風場預報信息；

數據融合模塊將所述航空器的位置信息和風場預報信息進行融合，得到融合后的數據，所述融合后的數據包括融合后的航空器位置信息和風場精細化預報信息；

通信數據鏈模塊將所述融合后的數據發送給顯示設備；

顯示設備顯示融合后的航空器的位置信息和風場精細化預報信息。

7.如權利要求6所述的基于風的精細化預報的航班動態監控方法，其特征在于，實時獲取航路上每個航空器的位置信息的具體方法包括：通過GPS和/或通過北斗三號衛星獲取航空器的位置信息。