一种基于卫星网络的联网型航路气象探测方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术的实现方案是：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。本发明专利技术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。高飞机飞行安全水平。高飞机飞行安全水平。

【技术实现步骤摘要】
一种基于卫星网络的联网型航路气象探测方法

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[0001]本专利技术属于航空气象领域，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。

技术介绍
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[0002]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”。
[0003]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。
专利
技术实现思路
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[0004]本专利技术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。
[0005]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。
[0006]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：
[0007]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；
[0008]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；
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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；
[0012]6.所述航路气象探测软件将航路天气探测结果实时传回航路上各架飞机，在所述各架飞机驾驶舱EFB显示屏上以三维立体模型显示，飞行机组可以在所述EFB显示屏上看到危险飞行天气的立体形状，可以精确计划绕飞路径；
[0013]7.由于所述联网型航路气象探测方法汇聚了本航路去向和来向飞机的实时机载气象数据，基于全面、准确、实时的航路气象数据得到准确、动态变化的探测结果，便于飞行机组对航向调整做出科学判断和及时决策；
[0014]8.所述联网型航路气象探测方法适合应用于飞行高度在6000米以上的飞机，包括民航飞机和通航飞机，通航飞机包括公务机和运输机。
[0015]本专利技术在所述卫星网络支撑条件下将所述机载气象雷达和机载气象传感器数据实时下传到位于地面的航空气象中心服务器，这些数据有效弥补了气象卫星、地面气象雷达数据在区域覆盖度、时效性和精准度上的不足。装载于所述服务器的航路气象探测软件将机载气象下传数据，结合气象卫星、地面气象雷达数据，基于地面航空气象中心的专业气象分析方法和强大的算力支持，在最短的时间内(秒级)得到航路气象探测结果，将所述探测结果传回飞机驾驶舱EFB(电子飞行包)。其探测结果准确度远远超出了机载气象雷达的探测能力，特别是对晴空湍流(CAT)的探测能力，为危险天气飞行提高了安全保障水平。
附图说明：
[0016]图1为本专利技术的流程示意图；
[0017]图2为本专利技术的实现方案结构图；
[0018]图3为本专利技术的航路气象探测软件数据输入和输出示意图。
具体实施方式：
[0019]以下参照附图对本专利技术的实施例做作进一步详细描述。
[0020]参照图1，一种基于卫星网络的联网型航路气象探测方法，其流程为：在航路上飞行的各架飞机的机载气象雷达和气象传感器数据，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航路上各架飞机的EFB(电子飞行包)，飞行机组据此对航向做出调整。
[0021]参照图2，一种基于卫星网络的联网型航路气象探测方法，其实施例包括以下组成部分：位于飞机1上的机载气象雷达2、机载气象传感器3、EFB 4、机载卫星终端5，位于飞机6之上的机载气象雷达7、机载气象传感器8、EFB 9、机载卫星终端10，位于地球静止轨道的通信卫星11，位于地面的卫星关口站12，位于航空气象中心13的服务器14以及装载于服务器14的航路气象探测软件15。
[0022]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：
[0023]通信卫星11、卫星关口站12与安装于飞机1的机载卫星终端5、安装于飞机6的机载卫星终端10以及限于篇幅图中未画出的其它飞机的机载卫星终端组成卫星网络；
[0024]去向飞机1的机载气象雷达2和机载气象传感器3的数据，来向飞机6的机载气象雷达7和机载气象传感器8的数据，以及同一航路其它飞机的气象数据，通过所述卫星网络下传到位于地面的航空气象中心13的服务器14，装载于服务器14的航路气象探测软件15综合下传数据以及其它来源气象数据得出航路气象探测结果，将所述探测结果通过所述卫星网络传回航路上飞行中的飞机1、飞机6，在飞机1的EFB 4、飞机6的EFB 9上显示；
[0025]机载气象雷达2、机载气象雷达7分别是飞机1、飞机6的标准配置，机载气象雷达2、机载气象雷达7采集的气象数据有：温度、压力、高空风、相对湿度等；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于卫星网络的联网型航路气象探测方法，其特征在于：实现方案：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，装载于所述服务器的航路气象探测软件综合下传数据以及其它来源气象数据得出航路气象探测结果，将所述探测结果通过所述卫星网络实时传回航路上飞行中的所述各架飞机，在所述各架飞机的驾驶舱EFB上显示；所述机载气象雷达、机载气象传感器、机载卫星终端和EFB位于飞机上；所述通信卫星位于地球静止轨道，距离地球赤道约36000公里；所述卫星关口站、服务器和装载于服务器的航路气象探测软件位于地面。2.基于权利要求1所述的一种基于卫星网络的联网型航路气象探测方法，其特征在于：位于地面的所述服务器同时获取航路上各架飞机所述机载气象雷达数据和机载气象传感器数据，所述机载气象雷达数据包括温度、压力、高空风、相对湿度等，所述机载气象传感器数据包括飞机结冰数据、飞机颠簸幅度数据等。3.基于权利要求1所述的一种基于卫星网络的联网型航路气象探测方法，其特征在于：装...

【专利技术属性】
技术研发人员：符风雷，
申请(专利权)人：符风雷，
类型：发明
国别省市：