航空对流规避区识别处理方法、系统和存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种航空对流规避区识别处理方法、系统和存储介质。该方法在所述模型网格矩阵的平面坐标系中对应范围的飞行轨迹在当前网格中进行计数；根据所述飞行轨迹在当前网格中进行计数结果，针对每一个矩阵格点(即矩阵网格点)计算规避概率，在完成计算以后即获得规避矩阵；根据所述规避矩阵确定规避概率r值，构建关于所述规避矩阵的矩阵特征坐标系；根据所述矩阵特征坐标系进行有条件的拟合计算求取规避概率曲线；根据规避概率曲线取得到对应的规避概率的数值。通过上述方法可以实现提升规避区识别精度，保障航空器的飞行安全。保障航空器的飞行安全。保障航空器的飞行安全。

【技术实现步骤摘要】
航空对流规避区识别处理方法、系统和存储介质


[0001]本专利技术涉及气象预测
，尤其涉及一种航空对流规避区识别处理方法、系统和存储介质。

技术介绍

[0002]随着我国航空运输业急速发展，迅猛增长的空中交通流量加剧了空管系统的运行压力。天气对空域内航空器飞行安全的影响越来越大，对经济效益的影响也越来越凸显。同时，航空气象用户对航空气象服务产品的精细化、集约化和辅助决策能力等方面的需求日益增长。
[0003]国内外统计分析表明，在所有影响航空飞行的天气中，强对流天气居于首位，造成航班延误、取消、返航备降及绕航数量最多，对空管运行，尤其是流量管理决策带来很大压力。然而，由于强对流天气受不同尺度天气系统的共同影响，发生、发展演变较快，截止目前要准确预报尚存在很多难点。因此，强对流天气的预报服务工作就成为航空气象的重中之重。如何将强对流预报预警产品更有效地与空管运行决策进行融合，如何将气象产品转化为对航空飞行的量化影响，从而为空管运行决策提供强有力的支持，在中国民航当前的实际业务中存在很多的空白。
[0004]美国在其国家天空系统(NAS)中引入了对流规避区的概念，将强对流天气的探测/预报结果，转换为航空器是否需要绕飞的区域，即对流规避区。在民航运行中直观的表征了对流天气对区域飞行的影响。而将强对流天气的气象信息转换为民航运行中规避区的模型即为对流规避模型。美国最新的对流规避区模型是基于对流云垂直液态水含量(VIL)，航空器高度与对流云顶高差值的线性模型。
[0005]参见图1所示的航空器高度与对流云顶高差值的线性模型，其横坐标为对流云垂直液态水含量(VIL)，纵坐标为航空器飞行高度与对流云顶高的差值，上部深色区域为非规避区，即在此情况下航空器可以直接穿过对流云区，下部浅色区域为规避区，即在此情况下，航空器必须要绕行对流云区做规避飞行。其中方块为实际的航空器绕飞或者穿行的情况。VIL与航空器飞行高度与对流云顶高的差值是线性关系。
[0006]进一步研究分析发现，我国的民航飞行状况与美国差异较大，航空公司规定、空管要求以及航路结构都大大不同，因此说美国模型在我国的并不适用。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种航空对流规避区识别处理方法、系统和存储介质，提高航空器对流规避区的识别精度用以提升规避区识别精度，保障航空器的飞行安全。
[0008]本专利技术实施例提供了一种航空对流规避区识别处理方法，该方法包括：
[0009]对航迹数据进行预处理获得飞行轨迹，根据所述飞行轨迹获得飞行轨迹对应的雷达数据：
[0010]其中，所述航迹数据为筛选截取的航迹数据的航班在预设高度以上的航路飞行的航迹数据；所述雷达数据为雷达监测的覆盖预设范围内的预设分辨率的对流云顶高及垂直液态水含量数据；
[0011]对所述雷达数据进行预处理，构建与雷达观测一致的网格矩阵，即基于所述飞行轨迹以及其对应的雷达数据形成的背景场划分多个网格，多个网格形成网格矩阵；不断对所有网格内的对流云顶高以及所述垂直液态水含量进行求取，将所述对流云顶高取当前网格10海里范围内最高值，对所述垂直液态水含量取当前网格10海里范围内最大值；
[0012]对所述飞行轨迹对应的雷达观测的目标点进行参数取值；
[0013]基于所述雷达观测的目标点的VIL值以及飞机与对流云相对高度来构建模型网格矩阵的平面坐标系；在所述模型网格矩阵的平面坐标系中对应范围的飞行轨迹在当前网格中进行计数；
[0014]根据所述飞行轨迹在当前网格中进行计数结果，针对每一个矩阵格点(即矩阵网格点)计算规避概率，在完成计算以后即获得规避矩阵；
[0015]根据所述规避矩阵确定规避概率r值，构建关于所述规避矩阵的矩阵特征坐标系；根据所述矩阵特征坐标系进行有条件的拟合计算求取规避概率曲线；
[0016]根据规避概率曲线取得到对应的规避概率的数值。
[0017]优选的，作为一种可实施方式；所述筛选截取的航迹数据的航班在预设高度以上的航路飞行的航迹数据，其中包括对航迹数据进行筛选截取，即对航迹数据中的起飞和降落的过程产生的航班进行删除过滤，得到中段航班在预设高度以上的航路飞行的航迹数据。
[0018]优选的，作为一种可实施方式；所述预设高度为3000米。
[0019]优选的，作为一种可实施方式；所述对所述飞行轨迹对应的雷达观测的目标点进行参数取值，具体包括：
[0020]首先根据所述飞行轨迹判断当前飞行行为是否为规避绕行；
[0021]如果判定为不规避，则对于判定不规避的飞机航迹，取航迹点上对流云高度最高点为目标点，确定目标点的对流云顶高，VIL值以及飞机飞行高度值；
[0022]如果判定为规避，则对于判定规避的飞机航迹，取绕行起止点连线上对流云高度最高点为目标点，确定目标点的对流云顶高，VIL值以及飞机飞行高度值；
[0023]其中，一段航迹有且只有一个对应的目标点，由此确定一个目标点有且只有一个对应的对流云顶高，VIL值以及飞机飞行高度值。
[0024]优选的，作为一种可实施方式；所述基于所述雷达观测的目标点的VIL值以及飞机与对流云相对高度来构建模型网格矩阵的平面坐标系；在所述模型网格矩阵的平面坐标系中对应范围的飞行轨迹在当前网格中进行计数，具体包括：
[0025]获取当前一段航迹对应的目标点的对流云顶高，VIL值以及飞机飞行高度值；
[0026]根据目标点的飞机飞行高度值和对流云顶高计算飞机与对流云相对高度；其中，所述飞机与对流云相对高度＝飞机飞行高度值
‑
对流云顶高；
[0027]基于所述目标点的VIL值与所述飞机与对流云相对高度来构建模型网格矩阵的平面坐标系；
[0028]其中，横坐标为目标点的VIL值且限定横坐标为VIL值范围为10到80，且横坐标单
位长度间隔为1；其中，纵坐标为飞机与对流云相对高度的数值，且纵坐标单位长度间隔为100米；
[0029]在所述模型网格矩阵的平面坐标系中对应范围的飞行轨迹在当前网格中目标点进行统计计数。
[0030]优选的，作为一种可实施方式；根据所述规避矩阵确定规避概率r值，构建关于所述规避矩阵的矩阵特征坐标系；根据所述矩阵特征坐标系进行有条件的拟合计算求取规避概率曲线，具体包括：
[0031]针对每一个矩阵网格点计算当前网格点的规避概率，根据所述规避矩阵确定规避概率r值；
[0032]在所有矩阵网格点的规避概率r值完成计算之后获得规避矩阵的矩阵特征坐标系；
[0033]确定矩阵特征坐标系的纵坐标为Iy，即Iy为规避矩阵中各列大于等于r值的最大值；确定矩阵特征坐标系的横坐标为Ix，即矩阵横坐标为VIL值，VIL值范围为10到80，且横坐标单位长度间隔为1；
[0034]按照预设条件(即有条件的)筛选规避概率r值处于0.6到0.8的规避概率；
[0035]基于筛选后的规避概率在所述矩阵特征坐标系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空对流规避区识别处理方法，其特征在于，包括：对航迹数据进行预处理获得飞行轨迹，根据所述飞行轨迹获得飞行轨迹对应的雷达数据：其中，所述航迹数据为筛选截取的航迹数据的航班在预设高度以上的航路飞行的航迹数据；所述雷达数据为雷达监测的覆盖预设范围内的预设分辨率的对流云顶高及垂直液态水含量数据；对所述雷达数据进行预处理，构建与雷达观测一致的网格矩阵，即基于所述飞行轨迹以及其对应的雷达数据形成的背景场划分多个网格，多个网格形成网格矩阵；不断对所有网格内的对流云顶高以及所述垂直液态水含量进行求取，将所述对流云顶高取当前网格10海里范围内最高值，对所述垂直液态水含量取当前网格10海里范围内最大值；对所述飞行轨迹对应的雷达观测的目标点进行参数取值；基于所述雷达观测的目标点的VIL值以及飞机与对流云相对高度来构建模型网格矩阵的平面坐标系；在所述模型网格矩阵的平面坐标系中对应范围的飞行轨迹在当前网格中进行计数；根据所述飞行轨迹在当前网格中进行计数结果，针对每一个矩阵格点计算规避概率，在完成计算以后即获得规避矩阵；根据所述规避矩阵确定规避概率r值，构建关于所述规避矩阵的矩阵特征坐标系；根据所述矩阵特征坐标系进行有条件的拟合计算求取规避概率曲线；根据规避概率曲线取得到对应的规避概率的数值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述筛选截取的航迹数据的航班在预设高度以上的航路飞行的航迹数据，其中包括对航迹数据进行筛选截取，即对航迹数据中的起飞和降落的过程产生的航班进行删除过滤，得到中段航班在预设高度以上的航路飞行的航迹数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设高度为3000米。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述飞行轨迹对应的雷达观测的目标点进行参数取值，具体包括：首先根据所述飞行轨迹判断当前飞行行为是否为规避绕行；如果判定为不规避，则对于判定不规避的飞机航迹，取航迹点上对流云高度最高点为目标点，确定目标点的对流云顶高，VIL值以及飞机飞行高度值；如果判定为规避，则对于判定规避的飞机航迹，取绕行起止点连线上对流云高度最高点为目标点，确定目标点的对流云顶高，VIL值以及飞机飞行高度值；其中，一段航迹有且只有一个对应的目标点，由此确定一个目标点有且只有一个对应的对流云顶高，VIL值以及飞机飞行高度值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述雷达观测的目标点的VIL值以及飞机与对流云相对高度来构建模型网格矩阵的平面坐标系；在所述模型网格矩阵的平面坐标系中对应范围的飞行轨迹在当前网格中进行计数，具体包括：获取当前一段航迹对应的目标点的对流云顶高，VIL值以及飞机飞行高度值；根据目标点的飞机飞行高度值和对流云顶高计算飞机与对流云相对高度；其中，所述飞机与对流云相对高度＝飞机飞行高度值
‑
对流云顶高；
基于所述目标点的VIL值与所述飞机与对流云相对高度来构建模型网格矩阵的平面坐标系；其中，横坐标为目标点的VIL值且限定横坐标为VIL值范围为10到80，且横坐标单位长度间隔为1；其中，纵坐标为飞机与对流云相对高度的数值，且纵坐标单位长度间隔为100米；在所述模型网格矩阵的平面坐标系中对应范围的飞行轨迹在当前网格中目标点进行统计计数。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，郭培贤，张洪泰，梁爱民，
申请(专利权)人：中国民用航空局空中交通管理局航空气象中心，
类型：发明
国别省市：