[发明专利]ATB格式气象数据的解析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据分析与处理方法，特别是一种符合FAA(FederalAviation Administration，美国联邦航空局)技术中心的ATB气象数据格式要求的数据分析与信息提取方法。

背景技术

ATB数据为FAA技术中心发明的一种气象数据，此数据时时更新，其数据包含每天0点、6点、12点和18点的全球各经纬度网格点上1000到100毫巴气压层上标准气压环境下的实际气压高度和温度数据。其中0点和6点的数据包含在一个文件中，命名为MMDDYY00.ATB，12点和18点的数据在另一个文件中，命名为MMDDYY12.ATB。

由于此数据时时更新，且包含全球任意经纬度网格的数据，因而被越来越广泛地应用于包括空域安全评估、航路安全评估，航空器性能评估等全球民航的各个领域。

目前，我国在ATB气象数据格式要求的数据分析与信息提取方面还是空白，如果在各项安全评估中应用此数据值，则可以得到更为准确的评估结果。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是：提供了一种能够得到经纬度网格上，固定等气压面，固定时间的实际气压高度和温度数据、作为后续相关处理的有效数据源的ATB格式气象数据的解析方法。

本发明的技术方案是：此种ATB格式气象数据的解析方法包括以下步骤：(1)读取和解析ATB数据文件，生成浮点数矩阵；(2)按ATB数据格式对步骤(1)的浮点数矩阵进行拆分提取，得到给定经纬度点所在的格点数据；(3)根据步骤(2)的格点数据，生成任意经纬度点相关格点、固定气压层、特定时刻数据对象。

本发明提供的数据分析与处理方法取得了如下技术效果：

(1)完成了对ATB二进制数据暗码的解析工作，得到了可视的十进制高度和温度浮点数；

(2)生成了后续数据处理所需要的数据对象，为后续的相关处理提供了有效的数据源。

附图说明

图1所示为ATB数据基本格式图；

图2所示为温度和高度数据块格式图；

图3所示为全球以1.25度为间隔的经纬度格点格式图；

图4所示为本发明的步骤(1)的流程图；

图5所示为本发明的步骤(1.8)的流程图；

图6所示为小字节(Little Endian)排列顺序图；

图7所示为大字节(Big Endian)排列顺序图；

图8所示为IEEE 754规则要求的浮点数转化格式图；

图9所示为本发明的步骤(2)的流程图；

图10所示为任意经纬度点相关格点气象数据片断示意图；

图11所示为本发明的步骤(3)的流程图；

图12所示为任意经纬度点相关格点、固定气压层，特定时刻数据对象结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

对于ATB数据，其基本格式如图1所示，其中文件头占1152字节，各温度和高度数据块占1670400字节，总计大小为6682752字节。对于各温度和高度数据块，其格式如图2所示，其中，每个毫巴层占167040字节，整个数据块按1000mb、850mb、700mb、500mb、400mb、300mb、250mb、200mb、150mb和100mb的顺序排列。对于每一个毫巴层的数据，其包含为全球以1.25度为间隔的经纬度格点矩阵数据，如图3所示，从图3中可以看出，对于每一个毫巴层数据块，纵向从南纬90度至北纬90度以1.25度为间隔分为145个节点，横向上首先从西经30度至西经1.25度、0度排列，进而由东经1.25度至东经178.75度、180度排列，最后由西经178.75度至西经31.25度排列，间隔仍为1.25度，共288个节点。在每一个节点处，其数据为表示高度或温度的浮点数，由四位二进制数按照IEEE 754标准组成，每一位二进制数占8个字节，每个浮点数占32字节。

图4所示为本发明的步骤(1)的流程图，所述步骤(1)包括以下分步骤：

(1.1)开始读取ATB数据文件；

(1.2)计算数据文件包含的字节数；

(1.3)声明大小等于数据文件包含字节数的字节类型数组，用于存放ATB二进制读取结果；

(1.4)将ATB数据文件读入该字节类型数组；

(1.5)从字节数据的第一个字节开始读取数据；

(1.6)判断是否有剩余字节存在，如果是执行步骤(1.7)，否则执行步骤(1.10)；