[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

本發明公開了一種基于風的精細化預報的航班動態監控系統，該系統包括監視模塊、風場預報模塊、數據融合模塊、通信數據鏈模塊和顯示設備。監視模塊用于根據GPS和/或北斗三號獲取航空器位置信息；風場預報模塊用于根據ADS?B IN重構航路上的風場信息，以及根據機場多普勒雷達反演機場風場信息，得到風場精細化預報；數據融合模塊用于將所述的航空器位置信息和風場預報信息融合；通信數據鏈模塊利用ADS?B、ACARS和/或北斗三號短報文將融合后的航空器位置信息和風場精細化預報信息發送給顯示設備。該系統能為航空公司運行控制中心提供精細化的風場預報服務，提高航空公司運營的風險控制能力、提升航班動態監控效率與服務品質。

技術領域

本發明屬于航班動態監控技術領域，具體涉及一種基于風的精細化預報的航班動態監控系統及方法。

背景技術

風是影響航空活動的重要氣象因素。風場變化所產生的顛簸和風切變會對航空器的正常運行產生嚴重影響。顛簸是航空氣象領域公認的國際難題，航空器在起降階段經常會穿越云團，云團中會伴隨顛簸或微下擊暴流等危險天氣現象，航空公司對機場一邊到五邊的風場情況了解越詳細，預報越準確，越能夠降低航空公司的運行風險，提高旅客服務品質。然而，由于部署在機場氣象臺站的氣象設施與設備有限、數值預報能力不足、數據共享困難，加上機場從一邊到五邊的地理范圍本身空間尺度小、風場變化快，導致在這個小尺度范圍內的高分辨率精準短臨風場預報的難度非常大。因此，空管部門只能向航空公司提供三邊的平均風速、風向等基本的風場資料。航空公司基于空管提供的風場資料無法準確判斷機場周邊的顛簸情況，轉而依賴計算機飛行計劃中的“切變指數”作為顛簸強弱的參考依據。但是，“切變指數”僅表示航空器每上升1000英尺，地速會變化多少，而地速的變化與顛簸強弱沒有必然聯系。多年來，航空界在顛簸的探測和預報方面并未找到合適的硬件設備和軟件系統準確探測和預報顛簸的有無及其嚴重程度，研究多集中在基于氣象行業已有的探測資料進行三維風場反演，通過模擬風場的演化過程預報顛簸的生消過程。針對三維風場反演的技術問題，研究重點集中在單多普勒和雙多普勒雷達三維風場反演兩方面，這些反演方法普遍附加了線性、局地均勻等過強的假設條件，反演結果的質量相應受到限制，適用范圍較窄，最大缺點是沒有考慮數據的同時性，對變化迅速的系統反演不理想，即實時性差。低空風切變具有變化快、范圍小、強度大等特點，是公認的飛機起降階段最嚴重的氣象危害，其探測和預報也是一個不易解決的航空氣象難題。探測風切變的氣象設備分為機載和地基兩大類設備。機載風切變探測系統存在許多不足，且存在成本與航空器設備加改裝問題。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明實施例提供一種基于風的精細化預報的航班動態監控系統及方法，能將風場信息發送給飛行員，提高航空公司運控中心的航班動態監控效率與服務品質，還可以降低運營成本，還可以讓飛行員感知風場變化的態勢，提升飛行安全與效率。

第一方面，本發明實施例提出的一種基于風的精細化預報的航班動態監控系統，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。

進一步地，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；