[发明专利]一种基于气象雷达数据的危险气象条件下的航空器改航方法

说明书

本发明公开了一种基于气象雷达数据的危险气象条件下的航空器改航方法，首先通过气象雷达获取相关气象数据，划设出不同危险等级的雷暴区域，确定每个等级雷暴区域的位置以及影响范围；其次根据雷暴区域危险等级，建立航空器改航路径规划模型；最后结合动态改航路径规划方法，实时为航空器规划一条避让雷暴危险区域的安全飞行路径，实现危险天气下的航空器改航，本发明能实现在危险气象条件下为航空器自动规划一条安全的飞行路径，有效地降低航空管制人员的工作负荷，保证航空器在危险天气下的安全飞行。

技术领域

本发明涉及航空管制领域专项技术领域，具体涉及一种基于气象雷达数据的危险气象条件下的航空器改航方法。

背景技术

随着我国民航运输业的快速发展，大量航班延误随之而来，其中危险天气已经成为影响我国航班延误的一个重要因素，因此如何减少危险天气下的航班延误现象、提高空域资源的利用率、确保航空器安全飞行，已经成为急需我们解决的问题。

在民用航空系统中，危险天气是指对航空器飞行安全有影响的天气现象，主要为：雷暴、湍流、风切变、视程障碍和大风等，根据历史民航气象飞行事故统计数据来看，有47％的飞行事故由雷暴导致，因此本发明建立在对雷暴分析的基础上进行改航研究，后续提到的危险天气均指代雷暴。

危险天气下的航空器改航是指在危险天气影响航空器计划航线的情况下，为航空器安排一条安全、经济的临时航线来避让危险天气。目前，危险天气下的改航研究多采用假设的天气数据，没有很好的与我国气象系统相结合。本发明聚焦于危险天气下的航空器改航技术，结合气象雷达提供的数据，为航空器在雷暴气象条件下规划一条安全的飞行路径。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于气象雷达数据的危险气象条件下的航空器改航方法，在雷暴气象条件下，结合气象系统为航空器规划一条安全的飞行路径，减少危险天气下的航班延误现象、提高空域资源的利用率、确保航空器安全飞行。所采用的技术方案是：

一种基于气象雷达数据的危险气象条件下的航空器改航方法，包括以下步骤：

步骤1，划设雷暴区域

根据气象雷达提供的雷达回波图片，采用图像处理技术分离出不同等级的雷暴区域，同时结合气象雷达提供的回波顶高以及回波底高图片，获取每个雷暴区域的高度变化范围，并将不同等级的雷暴区域显示在空图上；

步骤2，改航策略建模

根据步骤1划设的雷暴区域，结合对应的雷暴危险等级，充分考虑飞行员工作负荷、航空器性能等限制因素，以单个航空器作为研究对象，建立改航路径规划的数学模型；

步骤3，动态规划改航路径

针对雷暴不断运动、变化的特点，结合改航策略模型、雷暴区域水平影响范围以及高度影响范围，实时为航空器规划改航路径。

本发明提供的方法的有益效果在于：首先通过气象雷达获取相关气象数据，划设出不同危险等级的雷暴区域，确定每个等级雷暴区域的位置以及影响范围，该方法不同于传统的划设单一危险天气区域的方法，本发明对不同等级的雷暴区域进行划设，同时确定雷暴的高度变化范围；其次根据雷暴区域危险等级，以改航路径最短，平均改航路径危险等级最小为优化目标建立航空器改航路径规划模型；最后结合动态改航路径规划方法，实时为航空器规划一条避让雷暴危险区域的安全飞行路径，该方法与传统动态改航路径规划方法的不同之处在于，考虑雷暴水平影响范围的同时，还考虑了雷暴高度变化范围对改航路径规划的影响。因此，本发明能实现在危险气象条件下为航空器自动规划一条安全的飞行路径，有效地降低航空管制人员的工作负荷，保证航空器在危险天气下的安全飞行，提高空域资源利用率，有效地减少危险天气下的航班延误。

附图说明

图1是本发明提供的一种基于气象雷达数据的危险气象条件下的航空器改航方法整体流程图