[发明专利]一种无人机在台风场中飞行安全性评估方法

权利要求书

1.一种无人机在台风场中飞行安全性评估方法，其特征在于，包括：

A.获取风场中的风速，根据风速计算台风场的旋度；

B.根据风速以及台风场的旋度定位台风中心；

C.根据得到的台风中心，选取不同的研究半径；

D.根据无人机的抗风能力以及选取的研究半径计算无人机遭遇危险风速的概率；步骤A具体包括：

A1.在原始数据库中获取相关数据，得到“经-纬-高-时间-风速”的数据矩阵，具体包括：“经-纬-高-时间-东西风速”矩阵、“经-纬-高-时间-南北风速”矩阵和“经-纬-高-时间-垂直风速”矩阵；其中所述相关数据包括：经、纬、高、时间和风速；

A2.根据获得的数据矩阵，采用旋度计算公式计算得到各个风场位置对应的风场旋度，从而得到矩阵其中a₁₁,…,a_nn表示由“经-纬-高-时间”确定的风场位置对应的风场旋度；所述旋度计算公式为：上述旋度计算公式中表示风场的矢量速度；U表示东西向风速；V表示南北向风速；W表示垂直向风速；其中，表示参数，表示矢量方向；

步骤B具体包括：

B1.根据得到的旋度矩阵A计算出其与合风速矩阵V_h的乘积，记为矩阵B，其中v_h11,…,v_hnn表示由“经-纬-高-时间”确定的风场位置对应的合风速大小；则

B2.找出矩阵B中的最大值所在的经纬度，记为OBmax＝(lonBmax，latBmax)，以OBmax为中心，将其周围±5°的矩形区域作为风眼存在的区域C；

B3.计算区域C的合风速V_hc，其中Uc、Vc和Wc分别表示区域C的东西向风速、南北向风速和垂直向风速；找出V_hc的最大值，记为V_hcmax，在区域C中画出(V_hcmax-5)的等高线，根据该等高线的几何中心即得到定位的台风中心；

步骤C具体包括：根据得到的台风中心，以该台风中心为圆心选取不同的研究半径R_i(i＝1，2…)；通过的方式选定合适的研究半径；

步骤D具体包括：根据无人机的抗风能力确定危险风速，即确定无人机可以安全飞行的最大风速，并采用公式P＝m/n计算出无人机遭遇危险风速的概率P；其中m表示半径为R_i时的风圈上出现超过危险风速的数据点数；n表示半径为R_i时的风圈上所有的风速的数据点数；

通过计算得到所有所选半径对应的风圈中无人机遭遇危险风速的概率，当遭遇危险风速的概率为零时，即无人机飞行是安全的。