[发明专利]一种4D航迹生成方法

权利要求书

1.一种4D航迹生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收飞机发送的航空器气象资料下传AMDAR数据，对AMDAR数据进行检验与质量控制，根据AMDAR数据中航迹历史信息与大椭圆距离法，生成飞行高度剖面与飞行速度剖面；

依据上述飞行高度剖面与飞行速度剖面，采用动态时间规整DTW算法与航空器基本性能数据库BADA模型生成标称飞行剖面，作为初始4D航迹的生成剖面；

根据AMDAR数据中的气象实测数据修正气象预报GRIB数据，计算航空器航路点过点时间并与所述标称飞行剖面结合，生成4D航迹。

2.根据权利要求1所述4D航迹生成方法，其特征在于，步骤(1)和(2)包括以下步骤：

步骤A1：从质量控制检验后的AMDAR数据中提取飞机的经度、纬度、高度信息，利用大圆航线法求两采样点间距离，累加得到航程距离；

步骤A2：利用航程距离与两采样点平均高度，生成飞行高度剖面；

步骤A3：将飞机位置点从大地坐标转换为空间直角坐标系，利用大椭圆距离法计算飞行距离，采用差分方法得到飞行地速；

步骤A4：由AMDAR数据中已知的风速风向信息，利用航行速度三角形，计算飞行真空速；

步骤A5：由BADA模型校正空速与真空速的转换关系，得到所需校正空速剖面，即飞行速度剖面；

步骤A6：由DTW算法生成包括标称飞行高度剖面与标称飞行速度剖面的标称飞行剖面。

3.根据权利要求2所述4D航迹生成方法，其特征在于，所述步骤A3～A5中生成飞行速度剖面包括如下步骤：

设飞机在P₁、P₂点坐标分别为(B₁,L₁,H₁)和(B₂,L₂,H₂)，B表示大地纬度，L表示大地经度，H表示飞行高度；

大地坐标转换为空间直角坐标的关系式为：

X=(N+H)cosBcosLY=(N+H)cosBcosLZ=[N(1+e2)+H]sinB,]]>

式中为卯酉圈曲率半径，a为椭圆长轴长，e为其第一偏心率；

采用差分方法计算得到代表飞行地速；由AMDAR气象数据直接得到代表飞行风速；通过由计算得到代表飞行真空速；

根据BADA模型得到真空速大小和校正空速大小的转换关系：

vTAS=1497.1×(tLOCtMSL[(1+ηδ)1/3.5-1])1/2,]]>

η=[1+0.2×(vCAS661.5)2]3.5-1,]]>

δ=(1-6.087559×106×hp)5.25588,hp≤30689ft0.2233609×exp(30689-hp20805.8),hp>30689ft,]]>

其中t_LOC表示飞机周围温度，t_MSL表示海平面标准大气温度，温度单位为开尔文(K)，h_P表示飞机所在高度，单位为英尺(ft)。η，δ为中间参数，无实体意义。