[发明专利]一种基于卫星网络的联网型航路气象探测方法

说明书

本发明公开了一种基于卫星网络的联网型航路气象探测方法，属于航空气象领域，主要解决飞机机载气象雷达不能有效探测晴空湍流高危天气的问题。本发明的实现方案是：机载卫星终端、通信卫星、卫星关口站组成卫星网络，同一航路去向和来向各架飞机的机载气象雷达和机载气象传感器数据通过所述卫星网络实时下传到位于地面的航空气象中心服务器，装载于服务器的航路气象探测软件综合下传数据以及其他来源气象数据得出航路气象探测结果，将探测结果通过卫星网络实时传回航路上飞行中的各架飞机，在驾驶舱EFB上显示。本发明采用联网方式获得同一航路各架飞机实时气象数据，特别是获得飞机颠簸幅度数据，可有效识别晴空湍流，提高飞机飞行安全水平。

技术领域：

本发明属于航空气象领域，具体涉及一种气象探测方法，可应用于航路气象探测，提高探测结果的准确性，提升民航飞机与通航飞机飞行安全水平。

背景技术：

民航飞机和通航飞机在飞行过程探测前方天气的当前主要手段是机载气象雷达，是单机型工作模式。机载气象雷达利用的是多普勒效应，是目前最为有效的探测技术之一，但受限于其工作原理，对于非移动固态探测目标的天气现象，即危险干气流现象，机载气象雷达无法有效识别，这种危险干气流在气象学上称为晴空湍流(CAT)。晴空湍流是由大气不规则的流动所引起的，多出现在6000米左右的对流层上部和平流层，会在天空形成急流带，宽度可以在几十到几百公里不等，急流带会导致飞机急速颠簸，严重时飞机可能会短暂失控。湍流是威胁航空安全的一种极端危险性天气，因其并不伴有明显的天气现象，机载气象雷达难以探测，故对飞行安全威胁巨大，被称为飞机的“隐形杀手”。

基于Ku频段和Ka频段的机载卫星通信技术已经成熟，国内已有部分民航飞机在出厂时预装了Ku频段或Ka频段机载卫星终端设备，也有部分飞机实施了交付后的改装，截至2021年年底，国内部署了机载卫星终端设备的民航飞机约210架。2017年4月12日发射的Ka频段高通量卫星中星16号和2020年7月9日发射的Ku频段高通量卫星亚太6D已相继投入商业运营，并已应用于航空机载通信。随着基于Ku频段和Ka频段机载卫星通信的推广和普及，为解决晴空湍流气象探测难题提供了网络基础条件。

发明内容：

本发明的目的在于针对机载气象雷达单机型工作模式在气象探测上的不足，提出一种基于卫星网络的联网型航路气象探测方法，将航路气象探测技术从单机型升级到联网型，以解决晴空湍流等高危天气的探测难题，提高民航飞机和通航飞机的飞行安全水平。

所述一种基于卫星网络的联网型航路气象探测方法，其要点是：将在航路上飞行的各架飞机的机载气象雷达数据和气象传感器数据，通过卫星网络实时下传到地面，由地面的航路气象探测软件将这些数据集中并进行分析，得出准确的航路气象探测结果，将结果通过卫星网络实时回传到在航路上各架飞机的EFB，飞行机组据此对航向做出调整。

所述一种基于卫星网络的联网型航路气象探测方法，其实现方案包括如下：

1.充分利用飞机已有设备配置，机载气象雷达是飞机标准配置，EFB(电子飞行包)是驾驶舱标准配置，机载卫星终端是出厂预装或交付后改装；

2.机载卫星终端、通信卫星、卫星关口站组成卫星网络，通信卫星和卫星关口站为卫星运营商所有，卫星运营商提供卫星网络的商业化服务；

3.在飞机机舱外面加装机载气象传感器，从所述机载气象传感器可以获得飞机结冰数据、飞机颠簸幅度数据；

4.将所述机载气象传感器的结冰数据、颠簸幅度数据以及所述机载气象雷达采集的温度、压力、高空风、相对湿度等气象数据，通过所述卫星网络实时下传到位于地面的航空气象中心服务器，所述服务器汇聚同一航路去路和来向各架飞机下传的实时气象数据；

5.装载于所述服务器的航路气象探测软件基于以上汇聚的机载气象下传数据，并结合航空气象中心通过气象卫星、地面气象雷达获得的其它气象数据，针对每一条航路进行气象分析，全面识别多种高危飞行天气，包括闪电、冰雹、强降水和中强度以上湍流，特别是晴空湍流；