在气象雷达显示器上显示对流天气的系统和方法技术方案

在气象雷达显示器上显示对流天气的系统和方法。对流天气图形元素生成器系统生成与恶劣的对流天气相关联的图形元素，用以在飞行器上的显示器上呈现。示例性系统采用气象雷达和处理系统。该处理系统基于接收到的由气象雷达检测到的气象雷达回波确定与检测到的对流天气相关联的值，将与检测到的对流天气相关联的值与阈值相比较，并当与检测到的对流天气相关联的值超过阈值时为空间区域生成图形元素。该显示器被配置为同时呈现由气象雷达生成的天气反射率信息以及与对流天气相关联的图形元素，其中呈现的图形元素以及呈现的对应区域的天气反射率信息两者的部分在显示器上是同时可见的。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】。对流天气图形元素生成器系统生成与恶劣的对流天气相关联的图形元素，用以在飞行器上的显示器上呈现。示例性系统采用气象雷达和处理系统。该处理系统基于接收到的由气象雷达检测到的气象雷达回波确定与检测到的对流天气相关联的值，将与检测到的对流天气相关联的值与阈值相比较，并当与检测到的对流天气相关联的值超过阈值时为空间区域生成图形元素。该显示器被配置为同时呈现由气象雷达生成的天气反射率信息以及与对流天气相关联的图形元素，其中呈现的图形元素以及呈现的对应区域的天气反射率信息两者的部分在显示器上是同时可见的。【专利说明】
技术介绍
现有技术发展水平的商业机载气象雷达系统通常提供以下信息的显示:天气反射率、地面反射率、以及可选的湍流。该显示的信息是根据雷达回波(从飞行器气象雷达系统发射的入射雷达信号的雷达信号反射)确定的。 天气反射率本质上是返回到飞行器上的雷达接收器的反射雷达信号的“百分比”的度量。当雷达信号入射在飞行器附近的天气上时，天气反射率信息提供了降雨率的近似指示。天气反射率信息通常作为绿色区域、黄色区域和/或红色区域图形化地显示在雷达系统的显示器上，其中绿、黄和红颜色对应于增加的反射率水平。例如，装置飞行器的乘务员可以理解示为反射率的绿颜色区域的区域指示轻量水平的降水量(其被推测为对于飞行通过是安全的)。该乘务员理解示为反射率的黄颜色区域的另一个区域指示更高水平的降水量，尽管对于飞行通过是安全的，但将具有明显水平的降水量。并且乘务员理解示为反射率的红颜色区域的区域指示高水平的降水量(如果可能的话飞行器应当绕开飞行)。其它的颜色，例如红紫色等，可被用来指示具有更高粒度的严重级别。 地面反射率同样可以是地面的返回雷达信号的百分比的度量。然而，除了例如提供大陆块和大的水体之间的区别之外，地面反射率信息的特定值并不对应于与特定的飞行操作相关的特性。 宽泛地定义，湍流是随机的或混乱的运动。在航空的范围中，湍流一般涉及空气的随机运动。更精确地，湍流的出现意味着感兴趣区域中的空气的速度在空间上是不相关的。也就是说，非湍流(平滑或层流)空气在大多数情况下具有空气的速度矢量(量值以及方向)在大的体积上是相同的特性。相比之下，湍流空气被表征为在相对短的长度尺度范围内风速的高度变化(即，在风场中相对小位移的两个点处的速度矢量是不相关的)。如果湍流信息被呈现在显示器上，则此信息通常根据返回的雷达反射的各种特性推断和/或可以是基于在返回信号中包含的多普勒信息。 图1是示出了由飞行器上的常规气象雷达系统获得的假设的天气反射率信息104的气象雷达显示器102的一部分的概念图。此处，在气象雷达显示器102的部分上指示两个天气区域或天气单元。在显示器102上使用绿颜色示出第一天气单元图形元素106 (以在其上示出的“绿色”文本来概念性地表示)以指示第一天气单元的位置。在显示器102上使用红或黄颜色示出第二天气单元图形元素108(以在其上示出“黄色/红色”文本来概念性地表示)以指示第二天气单元的位置。 为了讨论的目的，第一天气单元图形元素106被乘务员理解为与层状云天气相关联。层状云天气被表征为相对低量的水量、低的垂直空气速度、和/或限制到小的高度带的相对低的循环。通常层状云天气地形地或由一个气团提升另一个地通过缓慢、稳定的气团提升过程生成。层状云天气也可以随着从对流天气的流出而产生。层状云天气的雷达信号反射率水平是相对低的。雷达信号反射率的这个低水平可在图1中示出的假设示例中使用绿颜色来指示。 为了讨论的目的，第二天气单元图形元素108被乘务员理解为与对流天气相关联。对流天气被表征为存在于相对大的高度带的范围内的空气的显著提升和循环(即，显著的上升气流和下降气流)。对流天气可与几种危险相关联，包括湍流、闪电和/或冰雹。而且，对流天气通常与相对高的含水量相关联。因此，来自对流天气的雷达信号反射率水平是相对高的。雷达信号反射率的这个较高水平可在图1中示出的假设示例中使用黄和/或红颜色来指示。
技术实现思路
对流天气图形元素生成器系统生成与恶劣的对流天气相关联的图形元素，用于在飞行器上的显示器上呈现。示例性的系统采用气象雷达和处理系统。该处理系统基于接收到的由气象雷达检测到的气象雷达回波确定与检测到的对流天气相关联的值，将与检测到的对流天气相关联的值与阈值相比较，并当与检测到的对流天气相关联的值超过阈值时为空间区域生成图形元素。该显示器被配置为同时呈现由气象雷达生成的天气反射率信息以及与对流天气相关联的图形元素，其中呈现的图形元素以及呈现的对应区域的天气反射率信息两者的部分在显示器上是同时可见的。 【专利附图】【附图说明】 参考下面附图，本专利技术的优选的以及替代的实施例在下面进行详细描述: 图1是示出由常规气象雷达系统获得的假设的天气反射率信息的气象雷达显示器的一部分的概念图； 图2A-2K是叠加在气象雷达显示器上呈现的天气信息上的唯一的图形元素的概念图，其中该唯一的图形元素指示相对恶劣的对流天气的位置；以及 图3是在飞行器的航空电子系统中实施的飞行器定位系统的示例性实施例的框图。 【具体实施方式】 本专利技术，对流天气图形元素生成器，提供了用于在气象雷达显示器102上显示对应于对流天气的区域的系统和方法。图2A-2K是由对流天气图形元素生成器200的各种实施例生成的唯一图形元素的概念图。该唯一图形元素被叠加在气象雷达显示器102上呈现的天气信息上，使得该唯一图形元素指示相对恶劣的对流天气的位置。因此，呈现的图形元素以及呈现的对应区域的天气反射率信息两者的部分在显示器上是同时可见的。 各种实施例使用叠加在气象雷达显示器102上呈现的天气信息上的一个或多个唯一图形元素。该唯一图形元素容易地被飞行器的乘务员可辨认为对流天气的更恶劣水平的指示。此外，该唯一图形元素是容易被乘务员可辨别的(引人注意的)使得乘务员快速地理解由在气象雷达显示器102上呈现的该唯一图形元素指示的检测到的对流天气的位置和可能的危险。 图2A图示了使用纯色区域呈现唯一图形元素202a的示例实施例。此处，图形元素202a被叠加在与第二对流天气单元相关联的第二天气单元图形元素108上。图形元素202a的着色区域的范围指示相对于飞行器的相对恶劣的对流天气的位置和范围。 为了说明的目的，图形元素202a的颜色被图示为灰色。然而，实施例可采用任何感兴趣的颜色。例如，红颜色可被用来呈现图形元素202a以指示与图形元素202a相关联的空间的特定区域可能是危险的并应当被避开。其它颜色可被用来指示对流天气的恶劣性的不同水平。例如，黄颜色可向乘务员指示警告情况，使得如果飞行器飞行通过由图形元素202a指示的对流天气，则警告水平应当被乘务员观察和/或应当采取另外的安全措施。作为另一示例，绿颜色可向乘务员指示相对安全的飞行情况，使得如果飞行器飞行通过由图形元素202a指示的对流天气，则应当由乘务员观察到合理的警告水平。 此外，图形元素202a可使用任何所需的强度水平来呈现。在一些实施例中，呈现的图形元素202a的强度水平可随着对流天气的所确定的恶劣性水平的提高而被增加。 附加地，或替代地，图形元素202a可以以闪光的方式呈现以提高对乘务本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在飞行器上实施的对流天气图形元素生成器系统，其包括：气象雷达，其被配置成接收来自飞行器附近的对流天气和层状云天气的气象雷达回波，并被配置为生成天气反射率信息；处理系统，其被配置以：基于接收到的气象雷达回波确定与检测到的对流天气相关联的值，将与检测到的对流天气相关联的值和阈值相比较，以及为空间区域生成图形元素，其中空间区域具有与检测到的超过阈值的对流天气相关联的其相应的值；以及显示器，其被配置为同时呈现由气象雷达生成的天气反射率信息以及与对流天气相关联的图形元素，其中天气反射率信息被呈现在显示器上以指示对流天气和层状云天气的位置，其中图形元素叠加在对应区域的天气反射率信息上，并且其中呈现的图形元素以及呈现的对应区域的天气反射率信息两者的部分在显示器上是同时可见的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B·P·班奇，P·克里斯蒂安森，R·J·詹森，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US