[发明专利]一种无人机在台风场中飞行安全性评估方法

说明书

本发明公开了一种无人机在台风场中飞行安全性评估方法，包括定位台风中心和飞行安全性评估，所述的定位台风中心主要是根据风场中东西向风速、南北向风速和垂直向风速计算出整个台风场的旋度，再根据旋度及合风速绝对值大小定位台风中心；所述的评估无人机在台风场中飞行的安全性主要是先确定不同的研究半径，该半径是指研究的位置与台风中心的距离，再根据无人机的抗风能力计算该半径所确定的风圈上无人机遭遇危险风速的概率。本发明能够对无人机在台风场中飞行的安全性进行评估，进而能够指导无人机在台风场中的飞行路线的规划。

技术领域

本发明涉及无人机飞行安全技术领域，具体涉及一种无人机在台风场中飞行安全性评估方法。

背景技术

台风是自然界最严重的自然灾害之一，具有突发性强、破坏力大的特点。我国东南沿海地区经常会受到台风的侵袭，而台风侵袭期间往往会带来大风、暴雨等灾害性天气给飞行安全带来很大的影响。台风中心叫台风眼，以其为同心圆由内向外分别是旋涡风雨区和外围大风区。台风眼的形成，系由于台风内的风是反时针方向吹动，使中心空气发生旋转，而旋转时所造成之离心力，与向中心旋转吹入之风力互相平衡抵消，而使强风不能再向中心聚合，因此形成台风中心数十公里范围内的无风现象，而且因为有空气下沉增温现象，导致云消雨散而成为台风眼。

无人机能否安全顺利的完成任务，很大一部分因素取决于天气、环境。而台风作为严重的自然灾害之一在很大程度上会影响无人机的运作。现有技术中，对台风的探测方式有多种，但是目前技术中并未有结合无人机特性综合考虑其在台风场中的飞行安全问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机在台风场中飞行安全性评估方法，根据风场旋度和风场速度求解台风中心位置，并根据无人机的抗风能力计算出无人机遭遇危险的概率，最终解决无人机在台风场中飞行安全的问题。

本发明一种无人机在台风场中飞行安全性评估方法，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。

本发明提供了一种台风中心的定位方法，同时根据无人机的抗风能力，可以计算出无人机在距台风中心不同距离时遭遇危险风速的概率，从而对无人机在台风场中飞行的安全进行评估进而能够指导无人机在台风场中的飞行路线的规划。

进一步的，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；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，忽略台风中心随海拔高度的变化，只考虑随时间的变化，即认为同一时刻不同海拔高度处的台风中心与海拔高度为1km时的台风中心相同，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。

进一步的，步骤B具体包括：

B1.根据得到的整个台风场中由“经-纬-高-时间”确定的风场位置对应的旋度A计算出其与合风速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