[发明专利]激光雷达探测飞机尾涡选址方法

说明书

本发明涉及激光雷达探测飞机技术领域，特别涉及激光雷达探测飞机尾涡选址方法，通过自动气象观测系统实时探测跑道周边及其延长线范围内的多种气象数据，先得到自动气象观测数据，再获得多点MLAT数据和航空器关键位置分布，选取激光雷达位置，本发明通过基于自动气象观测系统中的风向风速数据和多点相关定位系统MLAT数据，获取飞机起飞和降落过程中关键位置点信息，以此选取激光雷达探测飞机尾涡的最佳位置，同时基于激光雷达探测数据绘制的飞机尾涡二维三维图像，可作为飞机尾涡放行参考用于管制运行现场，精确的激光雷达选址便于更好的探测尾涡的形成消散过程，有效保障飞行安全，提高管制运行效率。

技术领域

本发明属于激光雷达探测飞机技术领域，特别涉及激光雷达探测飞机尾涡选址方法。

背景技术

飞机尾涡是航空器产生升力时的附加产物，影响到其他航空器的飞行安全。为保障飞行安全避免尾涡影响，空中交通管制员为航空器之间配备以时间或距离为基准的安全间隔。激光雷达（Light Detection And Ranging,LiDAR）是一种可以精确、快速地获取地面或大气三维空间信息的主动探测技术，可用于对飞机尾涡进行探测。飞机在上升或下降过程中，以左右翼尖为中心形成一对相对旋转的涡流，简称飞机尾涡。飞行时，由于翼尖处上下表面的空气压力差，产生一对绕着翼尖的闭合涡旋。尾涡是飞机机翼产生升力时的一个副产物，飞机从起飞离地到降落的整个过程中都会产生尾涡。从飞机的后面看时，尾涡由两个反向旋转的圆柱形涡旋组成，环绕在在翼尖周围。飞机进入前机尾涡后，会产生颠簸、抖动、下沉等现象，影响飞行安全。但是，在国内外众多使用激光雷达探测飞机尾涡的过程中，如何对激光雷达进行选址目前没有一套完整有效的方法，据统计尾涡的半径普遍在几米到十几米的量级，在使用激光雷达探测飞机尾涡的过程中，15米至30米探测精度对于探测半径仅为十米范围左右的飞机尾涡来说暂时无法满足探测需求，仍有较大提升空间，因此我们需要提出激光雷达探测飞机尾涡选址方法来完善上述存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了激光雷达探测飞机尾涡选址方法，包括如下步骤：

S1、通过自动气象观测系统实时探测跑道周边及其延长线范围内的多种气象数据，得到自动气象观测数据；

S2、通过多点相关定位系统进行跑道监测和终端监测，得到多点MLAT数据；

S3、选取降落阶段和爬行阶段对航空器进行分析，得到航空器关键位置分布；

S4、在使用激光雷达探测飞机尾涡过程中，选取激光雷达位置；

S5、不断调优探测脚本，抓取尾涡对飞机尾涡探测；

S6、针对激光雷达探测到的数据解析，绘制飞机尾涡的图像。

进一步的，步骤S1中所述自动气象观测系统是提供航空气象服务保障的重要气象探测设备之一，能够实时、连续、稳定地探测、采集、处理、显示跑道周边及其延长范围内的

经纬度和径向速度数据绘制出的飞机尾涡的二维、三维和四维图像，并对尾涡形成的消散过程进行分析，根据飞机尾涡特点基于径向速度筛选出当前有几率存在尾涡的数据帧，将PPI扫描得到的数据绘制成二维图像。

本发明的有益效果是：多种气象数据，以及其他与航空飞行安全有关的天气状况，所述自动气象观测系统是在提供机场地面气象观测的自动化。

进一步的，步骤S2中所述多点相关定位系统是基于多点MLAT数据中航空器的时间、经纬度位置、速度、高度、方向和机型的信息对航空器起飞降落阶段重点关注位置进行统计分析。

进一步的，步骤S3中所述航空器在降落和爬升的关键位置爱格飞机尾涡影响大，是激光雷达探测飞机尾的重点关注位置，对航空器分析时选取降落阶段决断高度60米和爬升阶段100米对航空器位置进行分析。