【摘要】：隨著中國航空工業(yè)的蓬勃發(fā)展,航班數(shù)量逐年增加,因此查看航班是否正常運行也顯現(xiàn)的尤為重要。惡劣天氣,尤其是雷暴,是影響正常飛行的重要因素之一。惡劣的過程常伴有大風、雷暴、微下?lián)舯┝鳌⒈⒌葹暮π蕴鞖?會造成飛機劇烈的顛簸湍流,對飛機的起飛和著陸產(chǎn)生強烈的影響。有時雷暴期間的雷電還會對機場設(shè)施造成破壞,中斷地面和空中的通訊,危脅飛行安全,因此對雷暴云的監(jiān)測和預報就顯得尤為重要。西安氣象中心作為西北地區(qū)的氣象監(jiān)視臺,負責整個西北地區(qū)天氣的監(jiān)測和預報服務(wù)工作。在短時臨近預報業(yè)務(wù)中,雷達是監(jiān)測對流云團的主要手段。目前西北氣象中心對對流云團的探測主要利用機場雷達和地方氣象局的雷達對機場周邊大約250KM范圍內(nèi)的對流云團進行探測和監(jiān)視,在實際業(yè)務(wù)中主要存有很多問題。為了實現(xiàn)對航路氣象數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控,保證民航業(yè)務(wù)的穩(wěn)定運行,并且發(fā)·揮氣象探測的實用價值,研究氣象雷達數(shù)據(jù)與航管航跡信息融合顯示工作對于進一步提高對空管運行氣象的決策服務(wù)能力有著非常重要的意義。本文通過分析用戶的具體業(yè)務(wù)需求,以西北地區(qū)的30多部地方氣象局雷達資料為基礎(chǔ),通過插值方法構(gòu)建覆蓋西北地區(qū)整個航路的動態(tài)化雷達拼圖,基于雷達拼圖產(chǎn)品,對回波天氣進行識別、追蹤和外推,形成0-2小時的臨近外推預報產(chǎn)品,在融合航管航跡信息實現(xiàn)了一個具有多方面數(shù)據(jù)資料的氣象服務(wù)軟件提供給管制等相關(guān)用戶,同時可為CDM氣象業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)提供輔助。在系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)中將系統(tǒng)規(guī)劃為以下模塊:雷達數(shù)據(jù)采集與處理模塊、雷達拼圖模塊、航管航跡信息采集收集模塊、雷達外推預測模塊、產(chǎn)品顯示模塊、機場參數(shù)設(shè)置模塊。在論文中對這幾個模塊進行類圖和流程圖說明以及開始了設(shè)計和實現(xiàn),重要過程附上代碼說明并對系統(tǒng)展開了相關(guān)功能性測試和非功能性測試,整個系統(tǒng)可以良好的通過相關(guān)測試,完整實現(xiàn)了系統(tǒng)在需求階段的所有功能。本論文設(shè)計的系統(tǒng)主要針對管制部門所提出的需求進行設(shè)計現(xiàn)已試運行階段,獲得了良好的評價,切實為相關(guān)部門工作人員提供實時準確的航空氣象情報及空域飛行器的交通態(tài)勢,減輕雷雨天氣中工作人員的工作負擔,為其運行決策提供了強有力的支持。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP311.52;V321.2;V355.1
【圖文】：

第一章 緒論第一章 緒論1.1 課題背景及意義眾所周知，航空運輸業(yè)不僅僅是安全高效運送旅客和貨物的便捷手段，而且是國家經(jīng)濟增長的晴雨表和強勁發(fā)動機。根據(jù) 2017 年全國民航航班運行效率報告，從 2006年到 2017 年的航班數(shù)量繼續(xù)增加，2017 年已達 928 萬架次；11 年間增長了 178%，年均增長率約為 9.7%；2017 年增速比 2016 年有所上升，高達 10.39%。2006-2015 年，隨著航班數(shù)量的增加航班正常率繼續(xù)下降，2016 年再次回升，直到 2017 年的航班又再次下降。

航班量的增加使得在計劃時間內(nèi)和空域中執(zhí)行飛行計劃變得越來越困難，飛行對氣的依賴程度越來越大，由惡劣天氣造成的航班延誤占所有航班延誤的情況有很大部分比例。如圖 1.2 所示，2017 年，天氣因素導致 51.28%的異常航班。在影響航正常飛行的諸多因素中，雷暴是一個關(guān)鍵因素。雷暴過程往往伴隨著惡劣的天氣，大風、微風暴流、冰雹等，會造成嚴重的顛簸，對飛機的起降過程都有著不可預估影響。閃電雷擊有時會對機場設(shè)施造成故障，導致地空通訊的中斷，嚴重危害飛行全。因此監(jiān)測和預報雷暴云就顯得尤為重要。西安氣象中心作為西北地區(qū)的氣象監(jiān)臺，負責整個西北地區(qū)天氣的監(jiān)測和預報服務(wù)工作。在短時臨進預報業(yè)務(wù)中，雷達監(jiān)測對流云團的主要手段。目前西北氣象中心對對流云團的探測主要利用機場雷達地方氣象局的雷達對機場周邊大約 250KM 范圍內(nèi)的對流云團進行探測和監(jiān)視，在際業(yè)務(wù)中主要存在以下幾個方面的問題：（1）對航路上的對流云團缺乏有效的監(jiān)測手段，只能通過衛(wèi)星云圖進行初步的圖 1.2 2017 年航班不正常原因圖示

終端顯示時基本反射因子是按照雷達所在位置為中心的極坐標圖形形式實用不同的彩色色標來表示數(shù)據(jù)的大小來產(chǎn)生出來的圖像產(chǎn)品，數(shù)據(jù)等級要示，通常每五個量級用一個色標來表示。在顯示圖上所得到的數(shù)據(jù)顏色是色、紅色、黃色、紅色、紫色逐漸變化，相應(yīng)的回波強度大小也是由 10-70DBZ降雨強度隨之升高。藍色代表當?shù)赜性茖踊\罩，還未出現(xiàn)降雨；綠色代表當雨；黃色到紅色表示當?shù)赜兄杏甑酱笥�；紫色代表當�(shù)亟邓潭纫堰_到最大有暴雨或大暴雨并有可能伴隨雷暴甚至冰雹臺風等特殊天氣現(xiàn)象。均徑向速度是雷達探測到的目標物的運動速度相對于雷達徑向上的分量數(shù)據(jù)達設(shè)置多個仰角層，天線以該仰角層按照順時針方向掃描儀一周的探測方式向速度數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)等級分為五個量級，并用不同色標表示，數(shù)據(jù)等級用 m/s度譜寬數(shù)據(jù)是雷達平均徑向速度的譜寬數(shù)據(jù)，表示不同大小的多普勒速度在物體中的偏差程度。它可以當作速度估計質(zhì)量控制的一種方法，隨著譜寬增圖 2.1 信號處理器簡化框圖

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本文編號：2768755