[发明专利]一种快速简捷的雷暴危险天气下改航方法

说明书

本发明公开了一种快速简捷的雷暴危险天气下改航方法，包括：明确了单体受限区的划设方法，接着通过确定改航点数量、明确雷暴受限区范围、分析转弯角度及雷暴受限区的限制条件，给出确定最优改航路径的约束条件。选取单改航点规划改航路径，以圆形或椭圆形近似描述雷暴受限区，并运用几何关系对约束条件进行描述，确定改航路径。本发明的优点是：应用几何关系给出简单明确的危险天气下航班改航路径的划设方法，改航点数量少，改航路径短，能有效降低管制员及飞行员的工作负荷，其实用性高。

技术领域

本发明涉及航空航路安全技术领域，特别涉及一种快速简捷的雷暴危险天气下改航方法。

背景技术

近年来，雷暴危险天气下航班改航方法方面的研究颇有建树，单体受限区域划设愈加精确，改航路径规划算法愈加多样。但现有改航方法常选取多改航点，设置动态改航路径，严重增加了飞行员及管制员的工作负荷，且与实际运行情况不相符。本文通过明确单体受限区的划设方法，探讨选取单改航点规划改航路径的约束条件，提出一种快速简捷的雷暴危险天气下的航班改航方法。

影响飞机正常飞行的因素包括危险天气、通信导航监视设备故障、军航活动等，其中，危险天气是影响飞机正常飞行的重要因素。航空危险天气包括雷暴、低空风切变、大气湍流等，而雷暴是一种严重威胁飞行安全且夏天常见的天气现象，在影响飞行安全的危险天气中占较大比重，故本发明以雷暴天气为对象研究危险天气下的改航方法。

现有研究表明，当雷暴云雷达回波强度大于等于41dBz时，将严重影响其所在空域内飞机的安全运行，无法进行正常的飞行活动，形成单体受限区。飞机绕飞雷雨时，应根据雷暴强度在雷达回波边缘25km以外通过。故单体受限区划设应考虑雷暴影响区域限制，在雷暴活动区域范围外增设雷暴波及区域，继而确定最终的单体受限区。雷暴波及区域的划设，参照咨询通告AC-31-FS-2014-20中关于绕飞雷暴的间隔标准：飞机绕飞雷暴在雷达回波区时，应保持飞机在距离回波边界30公里(20英里)外；对于强烈雷暴回波的绕飞，绕飞间距至少要达到30公里(20英里)(如果要从两个雷达回波中间穿越，必须保证回波间至少要有60公里(40英里)的间隔)。飞行员可以根据回波的强弱，适当调整绕飞间距。

现有技术常将单体受限区划设为凸多边形，选择多个改航点研究改航路径，规划过程繁复，规划结果与实际情况不完全相符。也有研究曾用圆形或椭圆形模拟受雷暴影响的空域，但现有技术研究或重点考虑容量约束，或着重避免飞行冲突，未依据几何关系给出简单明确的危险天气下航班改航路径的划设方法。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种快速简捷的雷暴危险天气下改航方法，解决了现有技术中存在的缺陷。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种快速简捷的雷暴危险天气下改航方法，包括以下步骤：

步骤1，利用圆形或椭圆形对雷暴受限区的轮廓进行逼近，得到近似圆形的雷暴受限区时，进入步骤2，得到近似椭圆形的雷暴受限区时，进入步骤3。

步骤2圆形雷暴受限区的改航子步骤如下：

步骤2.1圆心坐标确定；

通过选取圆形雷暴受限区边界上的任意四点，确定各点的经纬度坐标，应用高斯投影正算得到这四点的平面直角坐标，分别记为(u₁,v₁)、(u₂,v₂)、(u₃,v₃)与(u₄,v₄)。四点两两结合得到圆的两条弦，并分别做两条弦的垂直平分线，两线相交为一点，该点即为圆心(x₀,y₀)。计算可得：