【摘要】：晴空湍流(clear air turbulence,CAT)被稱為飛機的“隱形殺手”,而且研究發(fā)現(xiàn)隨著全球氣候變暖CAT發(fā)生頻率日益增加,CAT對航空安全威脅巨大。CAT不伴有明顯天氣現(xiàn)象,常規(guī)機載氣象雷達很難探測。現(xiàn)有機載氣象雷達探測湍流僅根據(jù)回波的多普勒譜寬進行判斷。美國航空無線電技術委員會新修訂的DO-220A增加了機載氣象雷達檢測湍流的規(guī)范,要求檢測量需考慮飛機特性的因素�；诖艘�(guī)范,本論文研究了基于垂直載荷因子的晴空湍流檢測方法,這對機載氣象雷達準確探測CAT具有實際意義。首先,分析了晴空湍流對飛行的影響及其危害,并結合垂直載荷因子的定義,從理論上推導了垂直載荷因子與晴空湍流對飛行危害程度的直接關系,還利用航班ADS-B數(shù)據(jù)驗證分析了這一關系的合理性。繼而,設計了將垂直載荷因子作為檢測量的機載氣象雷達湍流檢測流程。研究了基于垂直載荷因子的增強型湍流檢測方法,并針對湍流檢測門限,基于貝葉斯準則推導得出了基于統(tǒng)計特性的閾值確定準則。在此基礎上,設計了細化的增強型湍流檢測步驟并進行了仿真分析。仿真驗證表明,本文設計的增強型湍流檢測流程能夠滿足DO-220A的要求。最后,針對垂直載荷因子計算中所需的雷達回波譜寬的估計,研究了低信噪比下的機載氣象雷達回波譜寬估計方法,解決了晴空湍流雷達回波信噪比低造成譜寬估計誤差大的問題。在雷達引入空時體制的基礎上,提出了一種基于降秩多級維納濾波器(reduced-rank multistage wiener filter,RR-MWF)的回波譜寬估計方法。該方法利用空時聯(lián)合處理提高信噪比,構造了適用于分布式氣象目標的自適應RR-MWF權矢量來處理雷達回波,可有效估計低信噪比的晴空湍流回波譜寬的同時降低空時處理的運算量。
【圖文】：

中國民航大學碩士學位論文第一章 緒論意義的生命線[1]，然而民航飛機在飛行過程中常常會遇括霾、雷電、雷暴、冰雹、暴雨、颶風、風切變大氣中流體劇烈的不規(guī)則運動引起的，如圖 1-1 簸，影響旅客的乘機舒適度，嚴重時會造成人邦航空管理局（Federal Aviation Administration，， F 引起的飛行事故中，有 70%與大氣湍流相關[3]，

圖 1-2 機載氣象雷達探測災害性天氣示意圖測標準航飛機應用脈沖多普勒雷達探測湍流。因為大氣湍流中氣流速視為氣象粒子速度變化程度大的氣象目標[26]。根據(jù)多普勒效應化程度越大，回波的多普勒速度譜寬就越大。目前，根據(jù)國際寬大于 5 m/s 的氣象目標被認為是湍流[27]。根據(jù)這一標準，機標回波的譜寬來檢測湍流，通過估計的目標回波譜寬與這一門前的機載氣象雷達探測大氣湍流僅關注湍流的性質，這種檢影響，獨立于飛機類型，這只是大氣狀態(tài)測量。2016 年，RT機載氣象雷達湍流檢測提出新要求，要求檢測量同時考慮飛機根據(jù)飛機對湍流的響應量實現(xiàn)湍流檢測[15]。在 DO-220A 中，量除以機翼面積）定義了三種飛機類別，針對每一類飛機規(guī)定
【學位授予單位】：中國民航大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V321.225

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本文編號：2670010