一种在WRF中尺度模式中仿真模拟飞机催化作业轨迹的方法技术

本发明专利技术涉及飞机催化作业技术领域，具体地说是一种在WRF中尺度模式中仿真模拟飞机催化作业轨迹的方法，包括读取飞行作业数据，编写飞机飞行数据专用读取程序，在数值模式中定义多个二维动态数组，飞机轨迹数据网格化，数据进行时间加密处理，将数据记录的时间间隔缩小至1秒或1秒以下，根据数据确定飞机轨迹并播撒催化剂，本发明专利技术同现有技术相比，利用实际作业飞机的数据，包括催化剂类型以及按时间顺序存储的数据记录，其中数据记录以固定或不定的时间间隔依次给出，催化剂类型包括碘化银和液态致冷剂两种，数据记录中的时间精确到秒，该方法实现了对于飞机催化作业的轨迹模拟，提升了作业模拟的效率和精准度，降低了作业效果评估成本。成本。

【技术实现步骤摘要】
一种在WRF中尺度模式中仿真模拟飞机催化作业轨迹的方法


[0001]本专利技术涉及飞机催化作业
，具体地说是一种在WRF中尺度模式中仿真模拟飞机催化作业轨迹的方法。

技术介绍

[0002]人工影响天气飞机作业中，飞机作业轨迹复杂多变，而且有时也会出现多架飞机在同一时段或不同时段开展作业的情况。
[0003]因为上述问题，导致催化作业的数据标准不统一，作业模拟与实际情况脱节，且无法事先指定科学有效的作业轨迹或事后科学评估作业效果，导致重复计算或模拟不准确，影响作业评估效率，无形中提高作业评估成本。
[0004]因此需要设计一种在WRF中尺度模式中仿真模拟飞机催化作业轨迹的方法，通过WRF中尺度模式对上述各种情况下的飞机催化作业轨迹的仿真模拟，精确指定飞机轨迹并对应播撒催化剂，实现了精准有效的作业模拟和评估的效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供了一种在WRF中尺度模式中仿真模拟飞机催化作业轨迹的方法，通过WRF中尺度模式对上述各种情况下的飞机催化作业轨迹的仿真模拟，精确指定飞机轨迹并对应播撒催化剂，实现了精准有效作业模拟效果。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供一种在WRF中尺度模式中仿真模拟飞机催化作业轨迹的方法，包括以下步骤：
[0007]S1：读取飞行作业数据，转为数值模式可以使用的数据文件；数据文件为文本文件，数据文件的数据格式为本专利技术专用格式，该数据格式满足各种飞机作业情况，数据文件的格式包括多架次飞行、多时段和不同催化剂类型，且可组合到数据文件中供数值模式使用；
[0008]S2：编写飞机飞行数据专用读取程序，程序读取飞行作业的原始数据文件，根据数据文件中催化剂播撒速率判断催化作业的开始时间和结束时间，将开始时间至结束时间这一时段内的数据记录作为有效数据保留，其他时间的数据记录作为无效数据舍弃，每一个架次的飞行数据归为一个数据组，所有有效数据均按专用格式存储到数据文件中；
[0009]S3：在数值模式中定义多个二维动态数组，数值模式启动后即读取数据文件的所有数据并存储到这些动态数组内，此后数值模式的所有操作均面向这些动态数组，动态数组的操作遵循数值模式的操作逻辑，可适应数值模式的串行和分布式运行方式；
[0010]动态数组包括：
[0011]seed_group存储数据组的信息；
[0012]seed_agent存储催化剂类型信息；
[0013]seed_equip存储作业飞机型号信息；
[0014]seed_data_org存储飞机作业原始数据记录和数据网格化过程中的中间数据记
录；
[0015]seed_data存储经处理后的最终的飞机作业数据记录；
[0016]S4：飞机轨迹数据网格化，包括以下步骤：
[0017]S401：数值模式模拟的地理区域采用兰伯特投影，通过调用数值模式自带的地图工具集，将各数据记录中的经纬度坐标投影到数值模式的地理区域上，再将经纬度坐标数据转化到直角坐标系下，即模式的计算网格，该计算网格在水平方向是按模式的水平分辨率等间距分布；
[0018]S402：将每架次飞机的数据作为一个数据组，对每个数据组选取该数据组的第一个数据记录的时间作为该组数据记录的起始时间，然后该组所有数据记录的时间均转化为与起始时间相差的秒数；
[0019]S403：在S402处理的同时，将每组数据的起始时间和结束时间存储到动态数组seed_group中，数据以距离基准时间的秒数表示，这里的基准时间特指数值模式模拟时初始时刻对应的时间；
[0020]S5：对数据进行时间加密处理，将数据记录的时间间隔缩小至指定间隔，具体为1秒或1秒以下；
[0021]时间加密处理涉及水平方向坐标值的计算以及垂直方向高度值的计算，针对每个数据组，从首个记录开始滚动对比相邻的两个数据记录的时间，如发现大于指定间隔的两个数据记录，即开始进行数据的时间加密处理，每个数据记录实际对应着三维直角坐标系空间中的一个点，根据上述计算步骤即可完成所有数据的时间加密工作，处理后的所有数据均存储到动态数组seed_data中，该数组包括作业时间即距开始时间的秒数、以坐标形式表示的飞机作业格点的空间位置、作业格点处的催化剂播撒速率，与此同时模式也更新了seed_group数组中与seed_data相关的索引数据；
[0022]S6：根据数据确定飞机轨迹并播撒催化剂。运行中的数值模式，通过查询S3中在seed_group数组中存储的起始和结束时间，以确定当前模式时刻是否处于催化时间段内，如不在催化时间段内，则不执行催化模块，否则启动催化模块，通过查询S5中存储在seed_data数组中的数据，其数据索引范围可由seed_group数组得到，来确定具体的播撒时刻、播撒点的空间位置和催化剂播撒速率，催化剂类型则由seed_agent数组得到，数值模式每使用完seed_data数组中的一个数据记录，则立即更新seed_group数组中对应的索引值范围。
[0023]本专利技术同现有技术相比，充分利用了实际作业飞机的作业数据，包括催化剂类型以及按时间顺序存储的数据记录(每条数据记录包括且不限于如下数据：时间、海拔高度、经度、纬度、催化剂播撒速率)，其中数据记录以固定或不定的时间间隔依次给出(时间间隔一般在几秒到几十秒之间)，催化剂类型包括碘化银和液态致冷剂两种，数据记录中的时间精确到秒，该方法实现了对于飞机催化作业的轨迹模拟，提升了作业模拟的效率和精准度，降低了作业效果评估成本。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供一种在WRF中尺度模式中仿真模拟飞机催化作业轨迹的方法，包括以下步骤：
[0025]S1：读取飞行作业数据，转为数值模式可以使用的数据文件；数据文件为文本文
件，数据文件的数据格式为本专利技术专用格式，该数据格式满足各种飞机作业情况，数据文件的格式包括多架次飞行、多时段和不同催化剂类型，且可组合到数据文件中供数值模式使用；
[0026]S2：编写飞机飞行数据专用读取程序，程序读取飞行作业的原始数据文件，根据数据文件中催化剂播撒速率判断催化作业的开始时间和结束时间，将开始时间至结束时间这一时段内的数据记录作为有效数据保留，其他时间的数据记录作为无效数据舍弃，每一个架次的飞行数据归为一个数据组，所有有效数据均按专用格式存储到数据文件中；
[0027]S3：在数值模式中定义多个二维动态数组，数值模式启动后即读取数据文件的所有数据并存储到这些动态数组内，此后数值模式的所有操作均面向这些动态数组，动态数组的操作遵循数值模式的操作逻辑，可适应数值模式的串行和分布式运行方式；
[0028]动态数组包括：
[0029]seed_group存储数据组的信息；
[0030]seed_agent存储催化剂类型信息；
[0031]seed_equip存储作业飞机型号信息；
[0032]seed_dat本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在WRF中尺度模式中仿真模拟飞机催化作业轨迹的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：读取飞行作业数据，转为数值模式可以使用的数据文件；所述数据文件为文本文件，所述数据文件的数据格式为本发明专用格式，所述数据格式满足各种飞机作业情况，所述数据文件的格式包括多架次飞行、多时段和不同催化剂类型，且可组合到数据文件中供数值模式使用；S2：编写飞机飞行数据专用读取程序，所述程序读取飞行作业的原始数据文件，根据数据文件中催化剂播撒速率判断催化作业的开始时间和结束时间，将开始时间至结束时间这一时段内的数据记录作为有效数据保留，其他时间的数据记录作为无效数据舍弃，每一个架次的飞行数据归为一个数据组，所有有效数据均按专用格式存储到所述数据文件中；S3：在数值模式中定义多个二维动态数组，数值模式启动后即读取数据文件的所有数据并存储到这些动态数组内，此后数值模式的所有操作均面向这些动态数组，动态数组的操作遵循数值模式的操作逻辑，可适应数值模式的串行和分布式运行方式；动态数组包括：seed_group存储数据组的信息；seed_agent存储催化剂类型信息；seed_equip存储作业飞机型号信息；seed_data_org存储飞机作业原始数据记录和数据网格化过程中的中间数据记录；seed_data存储经处理后的最终的飞机作业数据记录；S4：飞机轨迹数据网格化，包括以下步骤：S401：数值模式模拟的地理区域采用兰伯特投影，通过调用数值模式自带的地图工具集，将各数据记录中的经纬度坐标投影到数值模式的地理区域上，再将所述经纬度坐标数据转化到直角坐标系下，即模式的计算网格，该计算网格在水平方向是按模式的水平分辨率等间距分布；S402：将每架次飞机的数据作为一个数据组，对每个数据组...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘卫国，周毓荃，党娟，史月琴，陶玥，
申请(专利权)人：中国气象科学研究院，
类型：发明
国别省市：