气象雷达在民航安全中的应用研究

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航空气象雷达技术研究

航空气象雷达技术研究

航空气象雷达技术研究早在二战时期,人们就发现雷达不仅可以探测飞机、舰船,还可以探测云、雨,这些气象目标催生了专门观测气象的气象雷达。

目前,多普勒制式的气象雷达可以方便地探测大范围的天气情况,并在其强度、速度、谱宽3个基本产品的基础上,利用各种算法完成检测和预报灾害天气、估计降雨量等工作。

气象雷达已成为人们研究气象规律、探测和预报自然灾害不可或缺的有力工具,气象服务对人民安全、社会经济,乃至军事国防都具有重大意义。

标签:航空气象雷达技术研究如今,航空运输业正以勢不可挡之势蓬勃发展,在带来巨大的经济社会效益的同时,也对航空安全、航空流量和航空舒适性等指标提出了越来越高的要求。

根据美国国家研究委员会1995年的报告和飞行安全基金会2004年关于事故安全和趋势的NALL报告,大约所有飞行事故的1/4,所有致命飞行事故的1/3都和灾害气象有关。

此外,美国联邦航空局(FAA)2004年的航空容量加强计划还指出,灾害天气导致的15分钟以上系统延误占了总延误的3/4,而这些都可以借由航空气象雷达探测到的气象状况得到较好解决。

预计到2025年,整个航空市场要比现在大2倍。

空域的拥挤不仅要求空管系统更加有效率,更要求航空气象服务部门能够提供准确及时的灾害气象检测、预报与分发服务[1]。

由此可见,航空气象雷达的重要性必然与航空业的发展同步增长。

航空气象雷达依据其部署与管辖区域的不同可以分成三类:区域航路气象雷达,如NEXRAD(Next-Generation Radar),终端气象雷达,如TDWR(Terminal Doppler Weather Radar)、LIDAR(Light Detection And Ranging),和机载气象雷达。

NEXRAD用于监视区域气象,TDWR和LIDAR是为了弥补NEXRAD在机场终端区域的不足而研发的。

此外,由于受到地基设施完备性、预报准确性以及空地通信及时性等限制,仅仅依靠地面探测还不足以保证飞行安全,大型民用客机仍需强制安装具有气象、湍流、低空风切变探测等功能的机载气象雷达。

气象技术在航空安全中的应用研究

气象技术在航空安全中的应用研究

气象技术在航空安全中的应用研究在现代航空领域,安全始终是首要关注的焦点。

而气象条件作为影响航空安全的重要因素之一,其准确的监测、预测和应对对于保障飞行安全至关重要。

气象技术的不断发展和应用,为航空安全提供了越来越强大的支持和保障。

航空活动对于气象条件的敏感性极高。

强风、暴雨、雷电、大雾等恶劣天气都可能对飞机的起飞、飞行和降落造成严重影响。

例如,强风可能改变飞机的飞行姿态和航线,暴雨可能导致跑道湿滑、降低飞机的升力,雷电可能损坏飞机的电子设备,大雾则会严重限制飞行员的视野。

因此,及时、准确地获取气象信息,并据此做出科学合理的决策,是确保航空安全的关键。

气象雷达是航空领域中常用的气象监测设备之一。

它能够探测到大气中的降水、风暴等气象现象,并提供其位置、强度和移动方向等信息。

通过气象雷达,飞行员和空中交通管制员可以提前了解航线上的恶劣天气区域,从而选择避开或者采取相应的应对措施。

新一代的气象雷达还具备更高的分辨率和更精准的探测能力,能够提供更详细的气象信息,为航空安全提供更有力的保障。

卫星气象技术在航空安全中也发挥着重要作用。

气象卫星可以从太空对大范围的气象状况进行观测,获取全球范围内的气象数据,包括云层分布、风暴系统的形成和发展等。

这些数据对于长途飞行的航线规划和气象预报具有重要意义。

航空公司和气象部门可以根据卫星气象数据提前调整航班计划,避免飞机进入恶劣气象区域。

除了监测技术,气象预测模型也是保障航空安全的重要工具。

这些模型基于大量的气象数据和复杂的数学算法,能够对未来一段时间内的气象状况进行预测。

准确的气象预测可以帮助航空公司提前做好准备,调整航班安排,合理分配资源,减少因天气原因导致的航班延误和取消。

同时,对于飞行员来说,提前了解目的地和航线上的气象预测,有助于他们在飞行过程中做好应对各种突发气象情况的准备。

在机场,自动气象观测系统能够实时监测机场的气象要素,如风速、风向、温度、湿度、气压等。

气象雷达拼图在航空管制中的运用

气象雷达拼图在航空管制中的运用

系统功能(1)-回波过滤
回波过滤:去除底层地物杂波、山体回波和中高层旁 瓣假回波,并简化回波层次。
原始回波
回波过滤后
系统功能(2)-功能底图叠加(1)
功能底图叠加:系统提供地形、航线、报告点三类底图, 用户可以自由选择叠加的种类的数量。
叠加地形
叠加航线
系统功能(2)-功能底图叠加(2)
叠加报告点
问题
在分析用户需求后,总结出两个需解决的问题:
无法要求航空管制员利用专业气象资料了解天气情况并进行预 警的问题。 气象人员、航空管制员和机组人员在天气情报交流中缺乏共同 情景认知的问题。
定制气象服务产品来解决上述问题。
资料选取
气象资料选取
强对流云气象监视手段:卫星云图→气象雷达→雷达拼图。
选用雷达拼图。 气象雷达选取
多重叠加
系统功能(3)-区域设定(1)
区域设定:根据管制人员的不同岗位所负责的区域进行范 围选择,针对用户的具体需求。
全部区域
区域管制
系统功能(3)-区域设定(2)
进近管制
塔台管制
系统功能(4)-扩展功能
自动更新功能:自动刷新并显示最新资料。 资料时效校对 :实时监视资料的有效时间,通过软件背景颜色闪烁 提醒管制人员注意资料的有效性。 图像扩展功能:支持图形显示软件基本的放大缩小和动画功能。 本地配置功能:可以将客户端配置保存在客户端本地,每次重新运 行客户端软件,均按照本地默认配置的显示图形资料。 整合进气象网站:通过通讯机将拼图资料入到航空气象服务网数据 库,给要求较低的用户提供方便服务。
系统开发-拓扑结构图
系统资料处理
厦门市气象台服务器
系统资料通讯
雷达资料处理终端 防火墙、通讯机、通讯程序

探析多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用

探析多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用

探析多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用社会经济的飞速发展,使众多先进的民用飞行器技术与新型设备在航空领域得到广泛应用,为民用航空事业的快速发展起到了极大程度的推动作用。

然而,随着民航业的快速成熟与发展,其经济性与安全性日益引起高度关注。

天气因素作为严重影响航空安全飞行的一项重要因素,恶劣天气现象不仅会对民用航空器的安全性构成一定程度的威胁,还会严重影响其经济性。

由此可见,做好航空气象监测预报工作尤为重要。

基于此,本文简述了航空气象服务工作及多普勒雷达探测技术,并重点探讨了多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用,仅供参考。

标签:多普勒;天气雷达;航空气象服务;应用引言近些年来,天气对航空安全飞行的影响日益严峻。

特别是随着全球加剧变暖,各地区气象灾害发生频率居高不下,由此对航空飞行的影响越来越不容忽视。

据相关数据统计,由不利气象条件引发的航空安全事故占到事故总数的30%左右。

因此可见,时刻掌握飞机飞行过程中的气象状况尤为重要。

而多普勒天气雷达作为有效监测航空天气现象的一种先进的监测技术手段,既能够准确测量飞行器的运行轨迹,还能够详细测量大风、降雨等能力,不仅保障了民用航空系统气象预报与测控能力,还在保障民航客机的安全运行中发挥着重要作用。

因此,探析多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用具有重要的现实意义。

1航空气象服务概述航空气象服务指的是使用航空气象技术对航空气象服务产品进行探测、处理与分发等一系列过程。

气象条件往往会对飞机的起飞、降落、航行等各种活动产生一定程度的影响。

另外,飞机的设计制造也与气象条件存在着一定的关联。

做好航空气象服务工作能够实现航空运输及运营调度效率与安全性的显著提升。

因此,航空气象服务应当积极采取有效措施不断改进与完善航空气象服务质量控制与管理体系,同时还要有效提升航空气象探测、预警预报能力、气象情报传递能力、产品研发能力等,不仅能够使航空运输安全及航空运营调度与气象服务日益增长的需求相适应,还能为航空事业的快速、健康发展起到一定程度的推动作用。

雷达技术在民用航空中的应用

雷达技术在民用航空中的应用

雷达技术在民用航空中的应用摘要:雷达技术被广泛用于各种民用和军用设备设施,其主要任务是探测目标。

需要在复杂的环境和特定范围内以特定的数据速率快速发现、发现和跟踪目标。

但是,随着环境的复杂性、目标的多样化、任务的多样化,特别是一些隐蔽目标的出现、低空和低速目标的出现,雷达理论、雷达系统和雷达技术的不断出现。

本文主要介绍了雷达技术在民航空中交通管制、导航、气象探测、预防碰撞和测高等领域的应用,阐述了相应机载设备的组成、工作原理和功能。

关键词:雷达技术;电子传感器;探测目标;应用分析;前言雷达是指无线电探测和测距,即用无线电的方法发现目标并测定目标的空间位置。

雷达利用电磁波探测目标,不受天气影响。

它可以在能见度低、射程长的情况下运行,因此得到广泛应用。

在民用飞机上,雷达用于空中交通管制、导航、气象探测、预防碰撞和测高。

本文主要介绍了雷达在民用航空器上的一些应用。

1雷达技术的宏观发展趋势1.1相控阵雷达技术相位控制矩阵系统便于实现更大的功率开放,从而实现了最优的功率空间分配、目标停留时间的变化、无惯性的柔性光束、系统响应时间的缩短、数据吞吐量的提高和抗干扰能力的提高。

它目前广泛用于许多战略和战术雷达,如意大利的RAT-31、法国的TRS-2230、美国的W-2000和TPS-70。

相控阵雷达的主要技术包括:发射接收模块技术、相控阵宽带技术、相控阵极化技术、相控阵协方差技术、数字束形成技术、相控阵下旁瓣技术、二旁瓣技术随着硅、砷化镓功率晶体管的发展,生产成本降低,有源相控板在运行可靠性、波束控制灵活性和功率利用率方面的优势,有源相控板可望成为雷达技术今后发展的主要方向。

1.2雷达目标识别技术探测目标并确定其位置和速度固然重要,但有时也有必要确定目标并确定飞机类型,因此雷达目标识别技术也将是雷达技术发展的一个重要趋势。

常用的目标识别技术包括:谐波识别、基于目标回波的一致处理、目标频率响应、目标偏振特性、毫米波雷达和回波信号多普勒频谱。

气象雷达在民航安全中的应用初探

气象雷达在民航安全中的应用初探

气象雷达在民航安全中的应用初探摘要:民航不断发展的过程中已经成为国家运输产业的主要内容,气象雷达能够从根本上保证民航运输的安全。

本文通过对气象雷达在民航飞行中对风切变、飞机尾、鸟情和湍流探测这四个探测方面的具体应用进行详细深入了解叙述,保证飞机能够稳定的在空中飞行,避免外界因素影响造成飞机飞行过程中的隐患,进而帮助国家民航业的不断发展进步。

关键词:气象雷达;民航安全;鸟击危害引言:气象雷达作为雷达领域中的关键内容,被广泛的应用到了各行各业的的探索中去,帮助国家的医疗、国防、航空等多种领域发展进步,民航作为国家发展过程中不可忽视的重要内容,将气象雷达科技应用到民航飞行的探测中区,对飞行天气和飞行中可能遇到的危险障碍物进行探测,降低障碍物对飞机造成的影响,提高飞机飞行的安全稳定性。

一、民航飞行安全的发展现状飞机的飞行安全是国家现阶段的重点关注问题,通过对民航安全问题的具体研究,发现风切变、湍流、鸟击危害严重影响了飞机飞行的安全,而飞机在飞行过程中产生的飞机尾流,也对飞机的稳定性造成了阻碍[1]。

民航作为国家目前的航空事业中不可缺少的部分,强化民航安全,能够从根本上保证国家整体的航空事业的稳定发展,而气象雷达是能够有效的实现对飞行中潜藏的危害探测,继而避免飞行事故的发生。

然而国家对气象雷达的研究起步较晚,部分气象雷达的具体应用没有真正实现,应该结合民航运输的发展现状以及国家的物联网科学技术,建立起全新的气象雷达检测系统,加强气象雷达在民航中的实际应用。

二、气象雷达对相关因素探测应用(一)气象雷达对风切变的探测应用风切变是飞机飞行航空气象学中具体表现为小尺度风向风速突然改变的现象。

飞机飞行安全是最为重要的内容,飞行稳定严重影响飞机机体的稳定,影响飞行稳定的重要因素就是空中的风向和风速,这二者可以瞬间改变飞行速度,即使是资历深的飞行员也无法准确预估飞机的飞行速度。

尤其是600米一下出现的风切变现象,已经成为飞机杀手,飞机在此阶段遇到低空风切变情况,将会无法保证飞行安全。

气象雷达在民航安全中的运用

气象雷达在民航安全中的运用

气象雷达在民航安全中的运用作者:傅帅周文杰来源:《科学与财富》2016年第12期摘要:本文浅谈气象雷达对于气象环境预测、分析的功能,在民航事业中的应用,具体阐述气象雷达如何预测对于影响民航安全的气象因素,通过对这些隐患因素的分析,对民航安全起到规避风险;以及开辟最佳飞行路线,从而节省航行费用等作用。

关键词:气象雷达;风切变;雷雨;鸟击危害;民航安全中国民航事业在从新中国成立的半个多世纪,得到了蓬勃的发展,尤其在改革开放后,更是开辟了更多的航线,运量也是呈几何倍的增长。

如今的民用航空运输业,几乎都可以用“安全第一,经济至上”来概括行业的运营宗旨。

因为航空运输都是在空中运行,任何的飞行活动都需要在满足一定的气象条件下进行,所以天气对航空飞行以及民航安全,有着十分重要的影响,而可以探测和分析天气因素的气象雷达,对航空安全的作用,更是不言而喻。

一、气象雷达简介气象雷达作为重要的大气探测工具,其发展至今经历了模拟、数字到以美国NEXRAD为代表的新一代气象雷达的三个发展阶段,目前已经广泛应用于天气预报以及农业、水文、林业、交通、能源、海洋、航空、航天、国防、建筑及旅游等领域。

随着气象雷达探索技术的改进与发展,气象雷达在航空领域的作用也越来越重要,现代气象雷达不仅可以探测雷雨、强风、云雾等灾害天气,还可以对风切变、湍流和鸟击危害等严重影响航行安全的因素进行有效探测和预警。

为降低这些危险因素为民航安全带来的隐患做出了巨大贡献,是民用航空运输事业能够安全、经济、舒适、快捷的强有力保障。

二、气象雷达在民航安全中的应用随着航空工业的发展,航空器的性能有了长足的进步,飞行的高度、距离、抵御恶劣环境的能力都有了显著的提升,但是即使如此,也不能保障飞机穿越所有的天气区,安全顺利的完成飞行任务,自然界中仍然存在很多严重影响飞行安全的天气因素,主要有以下几类:低能见度天气(包括雨雪雾霾天气、低云天气等)、大气环境风场(包括风切变、湍流等)、鸟击危害等。

气象雷达的重要性研究

气象雷达的重要性研究

气象雷达的重要性研究发布时间:2023-04-23T07:05:09.200Z 来源:《科技新时代》2023年3期作者:罗福勇[导读] 随着我国航空事业的不断发展和壮大,气象雷达产品的应用在航空领域的作用不可小觑,对于空中交通运输的安全保障有极为重要的辅助之用,也是航空器上必要的航空辅助设备。

四川机场集团有限公司西昌青山机场单位邮编:615013摘要:气象雷达是雷达领域专门针对气象的一个分块,设备包括:收发机、波导系统、天线驱动组件、天线、控制面板、显示器等部件。

随着空中交通运输业的发展空中交通流量越来越大,空中交通运输也成了几大主要交通运输模式之一,发展之中更加关注“安全”,气象雷达在航空业中的应用,对空中交通运输安全起到了很好的保障作用。

关键词:飞机;气象雷达;颠簸引言随着我国航空事业的不断发展和壮大,气象雷达产品的应用在航空领域的作用不可小觑,对于空中交通运输的安全保障有极为重要的辅助之用,也是航空器上必要的航空辅助设备。

特别是夏季的时候因为雷雨比较密集,气象雷达的使用频率愈发高。

极端天气对空中交通运输的运行影响很大,比如密集的雷电、强度太大的降水等都会给空中飞行带来不可估量的危害,且在《民用航空器事故征候标准》中雷击和颠簸都被列为一般事故征候。

拿夏季来说由于这个季节中大气里水汽十分丰富还隐藏着巨大的不稳定的能量,一定的环境以及自然作用之下很容易引起密集雷电和强降水等。

夏季强对流天气经常性出现,闪电、积冰、急流、低空风切变等极端气候,甚至“冰雹”“雷电”“强降雨”等灾难性的气候也不少见,都给空中交通运行安全带来了危害。

美国民航在1988年到2008年这二十年期间有三分之一的飞行事故是因为“雷雨”所致,对飞行造成了巨大的威胁主要表现在:天线(概率百分之27)、航空器机身(概率百分之15)、机翼(概率百分之22)、机尾(概率百分之21)等的破坏。

虽然是自然气象引起的事故原因,但是更多的原因是气象雷达的应用问题,导致安全防范措施不足。

空运领域的航空器气象雷达使用与分析

空运领域的航空器气象雷达使用与分析

空运领域的航空器气象雷达使用与分析在空运领域中,航空器气象雷达的使用对于飞行安全和预测气象条件至关重要。

本文将介绍航空器气象雷达的工作原理、使用方法以及数据分析,以帮助读者更好地了解和利用这一技术。

一、航空器气象雷达的工作原理航空器气象雷达是一种通过发射和接收电磁波来探测大气中降水和云状物的设备。

它采用雷达系统中常用的频段和波束来实现对天气情况的探测。

当雷达发射器发出的电磁波遇到云、雨等水性气象物体时,部分电磁波将被散射和反射回来,通过接收器收到的信号可以获得降水和云状物的位置、形态和强度等信息。

二、航空器气象雷达的使用方法航空器气象雷达可分为地面雷达和机载雷达两种。

地面雷达主要布设在机场或气象观测站等固定位置,用于监测航空器飞行路线附近的天气情况。

机载雷达则安装在航空器上,能够实时获取航空器附近的天气信息。

使用航空器气象雷达时,需要根据飞行计划和实际气象情况选择合适的雷达扫描模式和参数设置。

常用的扫描模式包括垂直扇形扫描、盲插法扫描、垂直切片扫描等,每种模式都有其适用的气象条件和优劣势。

在进行雷达观测时,需要注意雷达的有效距离和分辨率,以确保获得准确的气象数据。

同时,还需注意雷达反射率的判读和解释,了解不同反射率对应的降水强度和云状物类型。

三、航空器气象雷达数据分析航空器气象雷达获取的数据主要包括雷达反射率因子、雷达径向速度和雷达谱宽等。

这些数据可以用于分析天气形势和预测降水情况。

雷达反射率因子是指雷达接收到的回波信号的强度,可以用来反映降水的强度和分布情况。

通过分析雷达反射率因子的空间分布和变化趋势,可以推测出不同类型的降水区域和强弱程度。

雷达径向速度是指目标相对于雷达的速度,可以用来观测风场情况。

通过分析雷达径向速度的空间变化和垂直廓线,可以获得风场的垂直结构和风速大小。

雷达谱宽则反映了回波信号的频谱展宽程度,可以用来判断降水粒子的尺寸和类型。

通过分析雷达谱宽的变化,可以了解降水颗粒的变化过程和发展趋势。

[多普勒,雷达,气象服务]多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用研究

[多普勒,雷达,气象服务]多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用研究

多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用研究0 引言没有人会怀疑气象条件对飞行安全与效益的影响。

在我国,由不利气象条件引发的重大飞行事故约占飞行事故总数的31%。

即便在航空技术发达的美国,与天气有关的重大机毁人亡航空事故的比例也高达三分之一。

机场作为专供飞机起降的活动场,需要时刻掌握飞行前方的气象状况。

而空中的气象情况总是复杂多变,尤其在极端复杂天气条件下,中国民用航空局空管局所属气象部门为确保飞行安全,提供了相当完善的航空气象服务。

机场现场指挥部门根据航空气象服务部门提供的情报决策是否关闭机场;航空公司根据其目的地机场未来可能出现的天气变化情况决策是否起飞,起飞要加多少油料;飞行员在起飞前,也由航空气象服务人员给予航路危险天气讲解,并提供航路预告图结合航路上空的多普勒雷达回波,根据这些气象服务资料,用来选择最佳飞行高度,同时避开航路上雷雨、晴空乱流、强对流等危险天气。

本文首先介绍了航空气象服务的概念以及多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用。

同时,针对本场一次强对流天气结合多普勒天气雷达提供的各类气象产品,成功判断雷雨天气的发展趋势,持续时间等等,确保了本场的飞行安全。

1 航空气象服务概述1.1 国际航空气象服务概况国际航空气象服务的目的是对国际航空的安全、正常和效率做出贡献。

为了实现这一目的,在全球范围内由世界区域预报系统和各国的气象服务机构为所有航空用户提供服务。

世界区域预报系统(WAFS 系统)有两个世界区域预报中心(WAFC),分别设置在伦敦和华盛顿,以数值和/或图表形式发布全球高空风/温度预报、对流层顶高度和最大风预报以及重要天气预报等产品,并通过卫星广播分发给所有用户。

各国的气象服务机构利用这些资料,结合其他资料制作相关的飞行气象文件。

1.2 我国航空气象服务概况我国民航气象服务机构负责组织与实施分管范围内的气象服务。

现行的业务模式,按民航气象中心、地区气象中心、空管分局(站)气象台及地方机场气象台四级业务模式运行。

多普勒天气雷达在民航机场的使用故障案例分析及思考

多普勒天气雷达在民航机场的使用故障案例分析及思考

多普勒天气雷达在民航机场的使用故障案例分析及思考多普勒天气雷达在民航机场的使用故障案例分析及思考近年来,随着航空业的发展,民航机场对天气预报和监测的要求也越来越高。

多普勒天气雷达因其可以实时监测和预报天气变化的能力,成为了民航机场最常用的天气监测设备之一。

然而,在某些特定情况下,多普勒天气雷达的使用可能会遇到故障或局限性,本文将通过一个实际案例对多普勒天气雷达在民航机场的使用故障进行分析,并提出相关的思考。

在某个民航机场,一起重大航空事故的发生导致了对机场的安全意识更加强烈的要求。

为了提高机场的防灾减灾能力,机场管理部门决定购买一台多普勒天气雷达来加强对即将到来的大风、暴雨等恶劣天气的监测和预警。

然而,在雷达投入使用不久后,出现了一些使用故障。

首先,雷达无法准确预测短时强降雨的发生,这给机场的航班安排造成了极大的困扰。

其次,雷达在高海拔地区的雷雨监测方面存在较大的误差,导致机场的飞行计划无法有效地调整和安排。

最后,雷达的覆盖范围和探测能力在某些情况下也表现出了一定的局限性,无法满足机场全天候监测和预警的需求。

针对以上问题,我们可以从以下几个方面进行思考和解决:首先,针对雷达无法预测短时强降雨的问题,我们可以考虑结合其他监测设备,如气象卫星、闪电探测器等,来提高天气预警的准确性和及时性。

通过多种设备的协同运行,可以更全面地监测和预测降水过程,以提供更准确的天气预警信息。

其次,对于雷达在高海拔地区监测误差较大的问题,我们可以研究改进雷达的技术参数和算法,增强其在复杂地形和气象条件下的探测能力。

此外,与地方气象部门和相关科研单位进行合作,共同研发适应高海拔地区气象监测需求的专用雷达系统,可以进一步提高监测和预警的准确性。

最后,针对雷达的覆盖范围和探测能力的局限性问题,我们可以考虑增加雷达设备的数量和布设位置,改善雷达网络的覆盖范围和密度。

此外,结合现代化的气象信息传输和应用技术,如云计算、大数据分析等,可以实现雷达数据的实时共享和远程监测,进一步提高雷达的可用性和实用性。

气象雷达在民航安全中的应用研究

气象雷达在民航安全中的应用研究

气象雷达在民航安全中的应用研究摘要:雷暴天气严重威胁飞行安全,除对云中飞行安全的影响之外,雷暴云伴生的下击暴流、低空风切边、阵风锋、飑线、龙卷、大冰雹等强对流天气现象将对飞机起落造成十分严重的安全威胁。

多普勒天气雷达因为具有警戒范围大、分辨率高、产品丰富、预警时效性强等优点,便于及时掌握强对流天气发生发展趋势,被广泛应用于机场及周边飞行气象条件的监控和危害飞行安全的强对流天气监测预警,对保障飞行安全发挥了十分重要的作用。

关键词:气象雷达;民航;应用随着民航快速发展,机场天气雷达从最初的常规雷达发展到多普勒天气雷达、双偏振天气雷达,在新机场安装的正是相控阵气象雷达;在众多硬件探测技术更迭和产品更新中,作为信号数据源提供给预报员和驻场相关用户业务使用的天气雷达产品却缺乏多样性,明显不符合民航气象的业务规划需求,同时在高端硬件配置和探测性能方面存在一定的过剩和冗余。

多普勒天气雷达双机备份技术相对于传统的单机天气雷达有着无可比拟的技术优势,其不仅能测评出雷暴位置,更能对雷暴的强度和移动方向最初提前预警,机场可以依据这些数据,对飞机作出正确的指挥,不仅可以充分保障人民的生命财产安全,也能提升机场的口碑与经济效益。

一、多普勒天气雷达系统工作原理多普勒控制系统的工作原理与传统的独立控制系统基本相同,即在目标地点同时发送一个同源稳定的信号,接收和处理经过气象云层的回波,以便分析降水和雷暴。

起初,传输系统发出频率识别信号,但信号的正常功率很低,回波检测非常困难,因此必须使用功率放大器来增加功率,然后传输系统将这些增强信号发送到云层和其他监测点,目标应为射频回波图像,一旦接收到这些回波,接收系统通过信号放大和频率转换接收信号,并用一个复杂系统将样本分为I和Q 正交信号这个系统将这些信号发送到信号处理系统中,一些概率数据将出现在平均概率统计或信号概率统计中用过。

这种自然记录的信号通常满足一定的概率特性,并通过滤波器、设备和其他方法过滤可能的假数据,以更精确地得出真实数据。

气象雷达技术在航空交通管制与安全中的应用

气象雷达技术在航空交通管制与安全中的应用

气象雷达技术在航空交通管制与安全中的应用在现代航空领域,气象雷达技术已成为保障航空交通管制与安全的关键要素之一。

它就像一双敏锐的“眼睛”,帮助航空人员洞察天空中的气象变化,为航班的安全起降和顺畅飞行提供重要的支持。

气象雷达的工作原理其实并不复杂。

它通过发射电磁波,并接收这些电磁波被大气中的物体反射回来的信号,来获取关于气象状况的信息。

这些反射信号包含了云层、降水、风暴等气象现象的特征,经过处理和分析,就能转化为我们所熟悉的气象图像和数据。

在航空交通管制中,气象雷达的应用至关重要。

它能够提前探测到航路中的恶劣天气,如雷暴、强风切变、大雾等。

管制员可以根据这些信息,及时调整航班的航线和高度,避开危险区域,确保飞行安全。

例如,当雷达显示前方有强烈的雷暴活动时,管制员会指挥飞机绕飞,避免飞机进入雷暴区域,遭受雷击或遭遇强烈的颠簸。

对于机场的进近和离场阶段,气象雷达同样发挥着关键作用。

它可以精确地探测到机场周边的降水强度和范围,帮助飞行员在低能见度条件下做出准确的决策。

在大雾天气中,如果气象雷达显示跑道附近的降水较弱,飞行员可以依靠仪表着陆系统和管制员的引导,安全降落。

反之,如果降水较强,可能需要暂时等待或备降其他机场。

此外,气象雷达还能帮助监测风切变。

风切变是一种对飞行安全威胁极大的气象现象,它会导致飞机的升力突然改变,引发飞行姿态失控。

气象雷达能够及时发现风切变的存在,并向飞行员和管制员发出警报,使他们有足够的时间采取应对措施,如调整飞行速度和姿态,避免事故的发生。

在保障航空安全方面,气象雷达技术的贡献不可小觑。

它可以提前预警可能出现的危险气象条件,让机组人员和地面保障人员做好充分的准备。

比如,在得知即将遭遇强风暴时,机组人员可以提前检查飞机的各项设备,确保其在恶劣天气下正常运行;地面保障人员也可以加强对机场设施的检查和维护,防止因天气原因造成设施损坏。

而且,气象雷达技术的不断发展也为航空领域带来了更多的可能性。

气象雷达技术在航空交通管制与安全中的应用

气象雷达技术在航空交通管制与安全中的应用

气象雷达技术在航空交通管制与安全中的应用在现代航空领域,保障飞行安全和高效的交通管制是至关重要的任务。

气象雷达技术作为一项关键的监测手段,为航空交通的安全与顺畅运行发挥着不可或缺的作用。

气象雷达是一种通过发射电磁波并接收回波来探测大气中气象状况的设备。

它能够实时获取云层、降水、风暴等气象信息,为飞行员和航空交通管制员提供准确、及时的气象数据,帮助他们做出明智的决策。

在航空交通管制中,气象雷达能够帮助管制员更好地规划飞行路线和调整航班间隔。

例如,当雷达显示某一区域存在强烈的对流天气,可能伴有雷暴、强风和冰雹时,管制员可以及时指挥飞机避开该区域,选择更安全的航线。

这不仅能够避免飞机遭受恶劣天气的影响,减少颠簸和损坏的风险,还能降低因天气原因导致的航班延误和取消。

对于飞机的起降阶段,气象雷达的作用同样显著。

在起飞时,如果跑道附近有低云、大雾或强风切变等危险气象条件,雷达能够提前发出警报,让飞行员有足够的时间做出应对,如推迟起飞或更换跑道。

在降落过程中,气象雷达可以帮助飞行员精确地了解跑道视程、降水强度和风向变化,确保飞机安全着陆。

气象雷达还能有效监测风切变。

风切变是指风速和风向在短距离内发生急剧变化的现象,它对飞机的飞行姿态和动力产生严重影响,尤其是在飞机起降阶段,可能导致飞机失控。

先进的气象雷达能够探测到风切变的发生位置和强度,及时向飞行员和管制员发出预警,使飞行员能够采取相应的措施,如增加动力、调整姿态等,以保障飞行安全。

此外,气象雷达对于监测和预警晴空颠簸也具有重要意义。

晴空颠簸通常发生在没有明显云层的空域,难以通过肉眼观察发现。

但气象雷达可以通过对大气湍流的探测,提前发现可能存在晴空颠簸的区域,让飞行员提前做好准备,调整飞行高度或速度,减少乘客和机组人员受伤的风险。

为了确保气象雷达技术在航空交通中的有效应用,相关的技术研发和设备维护也在不断推进。

新一代的气象雷达具有更高的分辨率和更强的探测能力,能够更精确地识别各种气象现象的细节。

民航气象技术在航空安全中的应用

民航气象技术在航空安全中的应用

民航气象技术在航空安全中的应用随着现代航空业的发展,航空安全已经成为了一个极其重要的话题。

航空公司不仅要保证航班安全,还需要尽可能地提高航班的准点率和舒适度。

因此,民航气象技术在航空安全中的应用变得越来越广泛。

民航气象技术的主要作用之一是提供即时天气信息。

无论是雨雪天气、强风、雷暴还是低云天气,都会对航班安全产生影响。

民航气象技术能够提供各项天气参数的数据,帮助飞行员更准确地了解航班路线上的风险和影响,从而采取更加合适的安全措施。

另一个民航气象技术在航空安全中的应用就是提供精准的气象预报。

为了保证航班安全,飞行员需要提前知晓天气变化的趋势,以及可能会面临的气象条件。

气象预报能够在航行前准确地预测天气变化,帮助飞行员制定更加周全的计划,同时也能够在紧急情况下为飞行员提供及时的支持。

除此之外,民航气象技术还能够提供各种气象产品,以满足不同航空公司、机场、飞行员和航班的需求。

例如,识别出冰雹、低能见度和其他危险天气,提供适合特定气象条件下飞行的建议措施等。

这些产品让航空公司和飞行员能够更好地了解和应对气象风险,进一步提高了航空安全水平。

此外,民航气象技术也可以帮助航空公司更好地规划航班路线。

对于经常在海上进行航班的飞机而言,民航气象技术能够提供重要的海洋气象信息,包括海浪高度、风速和方向等。

这些数据可以在规划航线时考虑到偏差和混乱,同时也能够帮助航空公司更好地保护资产和乘客,降低风险。

总的来说,民航气象技术在航空安全中的应用非常广泛。

通过及时、准确、全面地提供天气信息,预测天气变化趋势,提供各类气象产品,以及帮助航空公司规划航线,将航班风险降到最低。

近几年,随着技术的日新月异,民航气象技术将继续发展,这也必将为航空安全和航空业的可持续发展提供更加全面的支持。

民航安全保障领域气象雷达技术的应用简述

民航安全保障领域气象雷达技术的应用简述

民航安全保障领域气象雷达技术的应用简述摘要:气象雷达在现阶段的民航领域有着广泛的应用,有效的提高了民航飞行的安全性、稳定性,在一定程度上减少了民航领域的潜在安全风险。

本文阐述了民航安全保障领域气象雷达技术的应用概况,简单的分析在民航领域中国的一些气象雷达的技术应用。

关键词:民用航空;安全保障;气象雷达气象雷达也是现代雷达应用领域中的一个很重要的组成部分,在发展的进程中逐步的被运用于气象预警、农村、电力和交通运输等诸多应用领域当中。

在中国民航的发展过程中,要想更有效的保证航班的安全,就必须全面的使用雷达,同时对低空的风切变、湍流等危险状况也可有效的监测,为民航的安全航行做好保障。

1气象雷达风切变探测风切变,就是指在飞机行驶过程中产生的小尺度或高度风力突然变化的一个现象,在飞机飞行的过程中风力的突然变化也会给飞行器的剪切造成一些影响,从而导致飞行器产生举升压力等异常变化的情况下,会造成飞行器机件受到损伤,最严重的时候甚至会导致航空器的空难发生,在风切变中600m以下的现象就属于低空风切变(LAWS),这在航空领域中被认为造成飞机事故的"无形杀手",在现阶段的民航领域中为了有效的对风切变进行检测和规避,就要在民航机场安装针对风切变检测装置,一般有风廓线雷达、低空风切变预警系统(LLWAS)、机场终端多普勒雷达控制系统、地面测风激光雷达等,主要有微波雷达技术风割断检测方法和激光雷达风割断测试方法,在民航的实际雷达探测过程中,低杂波很容易对飞行器产生影响,而多普勒气象雷达技术能够更有效的控制低地杂波影响、解决雨减弱和测量低反照率下的风切变信息较薄弱的技术难题,因此要采用有脉冲对法、快速傅里叶变换法、自适应滤波法和频谱模式分析法来测试分割断雷达技术信息的方法。

2气象雷达湍流探测在天气雷达的检测过程中,湍流就是指在民航飞机飞行过程中所出现的与微粒速度差异很大的天气目标,在这里所谓的速度差异就是指与微粒速度的大范围频谱,频谱大小和湍流速度是成正比的,在民用领域中湍流问题对航空器的安全性也产生了很大的影响,首先就是大气湍流探测问题,是由大气高速的、无序的运用所造成的一个现象,最普遍的现象就是大气气流运动速度过于快速变化,且方向变化极不平衡。

气象雷达在民航飞机中的应用研究

气象雷达在民航飞机中的应用研究

2020·8(下)59科学普及实践作者简介:张旭,天府新区航空旅游职业学院。

气象雷达在民航飞机中的应用研究张 旭摘 要 飞机在飞行过程中受天气条件的影响较大,小则造成航班延误,大则造成严重的事故。

文章研究了气象雷达在民航飞机中的应用情况,主要包括气象雷达的工作原理,气象雷达的工作方式,在维护过程中的注意事项以及未来的发展方向。

结合现代民航客机的发展以及民航发展对安全提出的更高要求,分析了气象雷达在现代民航飞机中的发展方向和趋势。

关键词 气象雷达;民航飞机;探测;发展趋势中图分类号 P4 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2020)265-0059-02气象雷达系统是运用无线电技术探知气象状况的一种重要技术,气象雷达的发展大致经过了三个阶段,从模拟、数字再到以美国NEXRAD 为代表的新一代气象雷达[1]。

目前已广泛应用于天气预报以及生产生活的各个领域,形成了专业的气象服务。

随着电子技术的不断发展,气象雷达的探测技术也得到了很大的改进,应用的领域也越来越广阔。

同样,气象雷达在民航飞机上也得到了广泛的应用,而且随着民航对安全要求的不断提高,气象雷达在民航飞机制造领域以及相关的学术领域也引起了广泛的关注。

飞机中的机载气象雷达系统用于在飞行中实时地探测飞机前方航路上的危险气象区域[2],并显示在飞机驾驶舱的导航显示器上面,飞行员可以根据气象雷达的显示选择安全的航路,从而保障飞行的舒适和安全。

1 气象雷达系统组成和功用典型的机载气象雷达系统是由天线、收发机和控制面板组成。

系统输出显示在导航显示器上。

收发机用来发射和接收无线电脉冲信号并对接收信号进行处理和计算。

天线组件位于飞机驾驶舱前方的雷达罩内,利用平板缝隙天线或抛物面天线产生窄波束。

天线由方位电机驱动可正负移动90度。

还有一个仰角扫描电机用于保持天线水平姿态独立于飞机姿态。

该功能的稳定信号来自惯性基准系统或垂直陀螺仪。

控制板主要用来选择气象雷达的工作方式,控制面板上的俯仰旋钮可以手动控制天线的俯仰姿态。

毫米波云雾雷达特点及其在机场的应用研究

毫米波云雾雷达特点及其在机场的应用研究

0引言低云、低能见度、积冰现象是危害航空安全的重要天气现象,因此提升机场气象台和气象中心对低云、低能见度、积冰现象的预测预报水平,是提升空管安全保障能力和空管运行品质的重要技术路线。

目前研究云的遥感手段主要有微波辐射仪、机投探空仪以及云幂测量仪等,虽然可以获得云信息,但是时间分辨率和空间分辨率都很低,不能穿透厚云的表层探测其垂直、水平尺度以及内部结构,不能准确反映时刻变化的云参数信息,无法满足精细化预报需求。

毫米波云雾雷达由于波长更短,可以更加精确地探测云粒子的特性和状态,更加准确地监视和预测机场周边大气环境信息的变化和发展趋势,有助于把握云雾的消散过程,从而做出更加准确的预报,提高气象业务质量,最大程度保证航班的正常率。

1工作原理目前机场应用的毫米波雷达,采用全固态双极化脉冲多普勒体制,可以对30km 范围的非降水云或弱降水云的位置、强度、速度、谱宽和退极化比进行定量探测,从而获取气象目标的形状、相态和空间取向等特征。

雷达采取大口径抛物反射面天线,固态发射机,可实现24小时无人值守全天候运行,探测获取云、雨等气象目标的分布、回波强度、径向速度、速度谱宽等宏微观数据,并反演生成云底高、云顶高、云厚、云量、液态水含量、零度层亮带等二次数据产品。

全固态Ka 波段(8.6mm )毫米波测云仪,采用圆形抛物面反射体的卡塞格伦天线,向空间辐射毫米波信号,并接收来自目标的散射信号,通过分析和处理云体散射信号,获取Z (反射率因子)、V (径向速度)、W (速度谱宽)等信息,反演云底高、云厚和云顶高等气象产品。

毫米波测云仪采用全固态技术,能够在较低的直流电压下工作,无需调制器和灯丝预热,能瞬时开关机且输出波形变化灵活,工作稳定;采用高占空比工作模式,充分利用发射平均功率,保证探测距离;采用宽、窄脉冲相结合的脉冲压缩技术,解决距离分辨率、近距离盲区等问题;具有体积小、重量轻、噪声低、频带宽、可靠性高、耗电少、维护方便、寿命长以及可集成等优点。

激光雷达在航空气象研究中的应用

激光雷达在航空气象研究中的应用

激光雷达在航空气象研究中的应用随着航空业的发展和气象学的进步,激光雷达成为航空气象研究的重要工具。

激光雷达利用激光束测量大气中的各种粒子和气溶胶,可以提供关键的气象信息,帮助航空业进行天气预报、飞行安全和气候研究。

本文将介绍激光雷达在航空气象研究中的几个主要应用。

一、大气颗粒物监测航空器在飞行中会遭遇各种颗粒物,如尘埃、烟雾、云雾等。

这些颗粒物对于航空器的可见性、飞行安全以及人员健康都有重要影响。

激光雷达可以通过测量散射回波的方式,实时检测和监测大气中的颗粒物浓度和分布情况。

借助激光雷达技术,航空业可以及时掌握大气颗粒物的动态变化,对航班起降和航线安排做出合理决策。

二、大气温度和湿度分析对于航空飞行来说,大气的温度和湿度是非常关键的因素。

它们直接影响着飞机的性能、燃油消耗和飞行路径。

而传统的观测方法,如气象气球和探空火箭,成本高昂且无法提供连续的数据。

激光雷达则可以通过测量大气中水蒸气的反射强度来推算温度和湿度。

这种非接触式的测量方法既节约了成本,又提供了高精度的数据,为航空气象研究提供了重要参考。

三、风场分析与预测对于航空器的起降和飞行过程,风场是一个重要的气象参数。

传统的风场观测通常依赖于地面或空中观测站点,空间和时间分辨率不高。

而激光雷达可以通过测量大气中的微小颗粒物的速度来推算风场的情况。

这种非接触式的测量方式使得风场的观测范围更广,覆盖了航空飞行高度的大气层,并且观测精度更高。

在航空安全和飞行效率方面,风场的准确预测极为重要。

四、云和降水分析云和降水一直是航空飞行的重要气象参数。

传统的观测方法通常不够精确,并且空间覆盖范围有限。

而激光雷达可以精确测量云和降水中的水含量、颗粒物大小以及云底高度等参数。

这些信息对于预测降水带和云量密度,提供了重要的科学依据。

通过激光雷达的引导,航空器可以避开降水区域,保证飞行的安全性和舒适度。

综上所述,激光雷达在航空气象研究中扮演着不可或缺的角色。

它的使用不仅提供了精确可靠的气象数据,还为航空业提供了精确的天气预报和飞行安全保障。

多普勒雷达在航空气象服务中的应用

多普勒雷达在航空气象服务中的应用

多普勒雷达在航空气象服务中的应

多普勒雷达(Doppler radar)是一种高精度的雷达技术,
利用多普勒效应可以测量目标的相对速度。

在航空气象服务中,多普勒雷达可以被广泛应用于如下场景:
1. 检测和监测风切变
风切变是一种突然的气象现象,会导致飞机在飞行中的速度、高度、姿态等方面出现突然的变化,从而影响飞行安全。

多普勒雷达可以探测到风切变发生的地方,提前几分钟向飞行员提供警报和飞行建议,帮助他们避免危险。

2. 检测和监测降雨、雷暴等天气现象
多普勒雷达可以检测和监测降雨、雷暴等天气现象,提供更加精确的定量和定性预报结果。

在航空领域中,多普勒雷达可以协助飞行员选择更为安全的航路以及飞行高度,从而大幅降低事故风险。

3. 优化航班管理
多普勒雷达可以对大面积气象现象进行远程监测和跟踪,可以帮助航空公司进行航班管理和计划,并及时调整飞机航线和航速,避开天气不利区域,提高旅客舒适度和航班效率,降低航空公司的运营成本。

4. 参与空中交通管制
多普勒雷达可以在空中交通管制中发挥关键作用。

飞行员会根据多普勒雷达提供的气象信息选择更合适、更安全的航线和飞行高度,而管制人员则可以通过多普勒雷达提供的气象数据为飞行员提供降落和起飞时机的建议,以保障航班安全和准时性。

总之,多普勒雷达在航空气象服务中具有重要的应用意义。

它可以提供更加精准和知识的气象信息,为飞行员和管制人员提供详细的数据分析和预测,在保障航班安全、提高飞行效率和节约运营成本等方面发挥着重要的作用。

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1 引言
] 1 气象雷达[ 属于雷达领域中的一个重要分支, 其发 [ ] 2 展至今大致经历了从模拟、 数字到以美国 N 为 E X R A D 代表的新一代气象雷达三个发展阶段, 目前已广泛应用 于天气预报以及农业、 水文、 林业、 交通、 能源、 海洋、 航 空、 航天、 国防、 建筑、 旅游、 医疗等领域 的专业 气象 服 ] 3 随着气象雷达探测技术的改进和应用 范围的扩 务[ . 大, 气象雷达在民航安全中的应用引起了民航界和相关 现代气象雷达系统除了能监测雷雨 学术界的广泛重视 . 等灾害天气外, 还可以对严重影响民航安全的风切变、 湍流和鸟类危险目标进行有效探测和预警, 为降低进近 机场区域低空风切变、 飞机尾流和鸟击事件风险做出巨 大贡献, 对保障飞机飞行的安全性、 经济性和舒适性具 有重要意义 . 本文综述了气象雷达在民航安全中航安全中的应用概况, 主要包括风切变、 湍流和鸟击危害探测 . 分析了微波和 ) 激光雷达两种风切变探测技术, 探讨了对大气湍流和飞机尾流的探测方法, 介绍了以美国鸟击危害咨询系统( A H A S 为代表的气象雷达探鸟系统, 结合我国民航运输发展现状、 物联网建设和新一代气象雷达网组建, 展望了气象雷达在 民航安全应用中的发展趋势 . 关键词: 气象雷达;民航安全;探测;风切变;湍流;鸟击危害 V 3 2 1 文献标识码: A 文章编号: )0 0 3 7 2 2 1 1 2( 2 0 1 0 9 2 1 4 7 0 5 中图分类号:
3 1 大气湍流探测
] 4 大气湍流[ 由大气快速不规则运动引 起, 属于 气 象学概念, 通常表现为气流运动急速多变, 方向变化不 定. 早期气象雷达并不能直接测量大气湍流, 通常用 间接判别的方法, 将大气湍流和降雨量、 无规律的回波 形状和急剧升降的雨梯度联系起来判断是否存在, 但 实际中湍流并不一定会伴随上述特征出现, 尚存很多 缺陷 . 世纪 8 多普勒技术广泛应用于气象雷 2 0 0年 代, [ 1 6 达. 多普勒湍流检测 ] 是一种从频域提取湍流目标信 该技术基于多普勒原理, 当雷达波 息的相参检测技术 . 束照射到湍流区域时, 湍流目标形成雷达回波, 由于湍 流急速多变的运动特性, 所形成的是一个偏离雷达发 射频率且频谱宽度较宽的多普勒频移, 与一般降雨区 回波存在明显差别, 从而根据这一特性来探测并且直 接显示出湍流区域, 大大保障飞行安全 . 通常根据湍流区域是否含有降雨雨滴, 可把大气 湍流分为湿性湍流和晴空湍流 . 目前, 只有湿性湍流能 ] 1 6 被多普勒气象雷达有效探测[ , 而晴空湍流很难用肉 眼和普通气象雷达探测, 激光多普勒雷达技术是目前 ] 4 近几十年来, 国内外学者对晴空湍 主要的探测手段[ . [ ] 1 7 流的诊断预报方法 进行了大量研究, 综合利用雷达、 卫星资料, 结合先进的数值模式产品和湍流数值模拟 研究将是晴空湍流探测预测方法的主要发展趋势 .
2 1 4 8




年 2 0 1 0
演的风场对风切变进行判别 . 但普通微波型由于时空 分辨率低和信号处理方式的限制, 测风能力较弱, 而且 对于晴空风切变无能为力 . 相比而言, 激光雷达具有很 高的空间分辨率, 因此成为一种新型有效的风切变探 测技术 .
3 气象雷达湍流探测
对气象雷达而言, 湍流是指微粒速度偏差较大的 [ ] 1 5 气象目标 , 这里的速度偏差可理解为速度的范围或 一直以来, 湍流对于飞机尤 频谱, 频谱越宽, 湍流越大 . 其是民航飞机的安全造成极大威胁 . 本节将主要对民 航飞机经常遭遇的大气湍流和飞机尾流探测方法作一 介绍 .
要包括风切变、 湍流和鸟击危害探测, 并结合我国民航 运输发展现状、 物联网建设和新一代天气雷达网组建, 展望了气象雷达在民航安全应用中的发展趋势 .
2 气象雷达风切变探测
] 4 风切变[ 是指小尺度风向或风速突然改变的航空 现象, 属于航空气象学概念, 着重强调风速的突变带给飞 机的剪切影响, 引起飞机举升力异常变化而导致机体损 其中 6 米以下的风切变现象称低空 坏甚至飞机失事 . 0 0 风切变( ) , 已被国际航空和气象界公认为飞机起飞 L A WS 着陆阶段的“ 无形杀手” 为有效监测和提前回避风切变, . ] 5 目前机场装备的风切变探测设备[ 主要有: 风廓线仪、 低 ) 、 机场终端多普勒雷达系统、 空风切变预警系统( L L W A S 测风激光雷达和集成业务化风切变警报系统 . 多普勒气象雷达技术大多应用于监测机场上空伴 有雷雨的风切变, 这种技术主要根据雷达回波以及反
2 1 微波雷达风切变探测
早在 2 世纪 8 年代初, 研究人员就积极尝试应用 0 0 ] 6 微波多普勒气象雷达进行风切变探测研究[ . 年代末到 年代初, 在观测大量风切变的 8 0 9 0 F A A , ] 7 8 基础上开发了终端多普勒气象雷达( ) 系统[ T D WR . 该系统采用 5 窄波束在机场探测风切变和 c m波长 0 5 5 ° 沿着飞机起降路线上的强降雨, 并给出下列标准: 当估 计空速变化量在 1 至1 时, 发送切变警报; 大 0 m/ s 5 m/ s 时则发送微暴警报 . 此外系统数据还将共享于 于1 5 m/ s ) 和综合终端气象 F A A的廊道综合气象服务系统( C I WS 服务系统( ) , 以便空管人员管理 . I T WS T D WR是地基风 切变探测的典型系统, 目前已成功应用于美国 4 个主 5 要机场 . , ] 6 9 在机载风切变探测[ 方面, 由于机载微波多普勒 雷达可与现代机载数字彩色气象雷达兼容, 使造价降 低, 且对飞机无改装要求, 因此很适合于机载前视式风 切变探 测 . 但 是 实 际 探 测 中, 地杂波是主要的干扰因 素, 尤其飞机进近阶段, 抑制地杂波干扰、 克服雨衰减 和检测低反射率的风切变微弱信号是三大技术难点 . , ] 6 1 0 其中, 适于风切变探测的雷达信号处理方法[ 有脉冲 对法、 快速傅里叶变化法、 自适应滤波法、 频谱模式分 析法等 .
: A , , A b s t r a c t p p l i c a t i o n s o f m e t e o r o l o g i c a l r a d a r f o r t h e c i v i l a v i a t i o ns a f e t ya r e s t u d i e d i n c l u d i n gw i n ds h e a r t u r b u l e n c ea n d b i r dh a z a r dd e t e c t i o n . Wi n ds h e a r d e t e c t i o nb ym i c r o w a v e a n dl a s e r m e t e o r o l o g i c a l r a d a r s i s a n a l y z e d . A t m o s p h e r i ct u r b u l e n c ea n d , w a k e v o r t e xm e a s u r e m e n t s a r e m a i n l yd i s c u s s e d a n dm e t e o r o l o g i c a l a v i a nr a d a r s y s t e m s r e p r e s e n t e db ya v i a nh a z a r da d v i s o r ys y s )i A H A S nU S Aa r ei n t r o d u c e d . F u t u r ea p p l i c a t i o n so fo u rn a t i o n a l m e t e o r o l o g i c a l r a d a rf o rt h ec i v i l a v i a t i o ns a f e t ya r e t e m( , , a c c o r d i n gt op r e s e n t r e q u i r e m e n t s o f a i r t r a n s p o r t a t i o nd e v e l o p m e n t s i n t e r n e t o f t h i n g s c o n s t r u c t i o na n dn e w g e n e r a t i o n p r o s p e c t e d w e a t h e r r a d a r n e t w o r kb u i l d i n gi nC h i n a . : m ; ; ; ; ; K e yw o r d s e t e o r o l o g i c a l r a d a r c i v i l a v i a t i o ns a f e t y d e t e c t i o n w i n ds h e a r t u r b u l e n c e b i r dh a z a r d
第9 期 年9 月 2 0 1 0
电 子 学 报 A C T AE L E C T R O N I C AS I N I C A
V o l . 3 8 N o . 9 S e p .2 0 1 0
气象雷达在民航安全中的应用研究
徐群玉1 , 宁焕生1 , 陈唯实1 , 李 敬2
( 北京航空航天大学电子信息工程学院, 北京 1 ;2 民航总局航空安全技术中心, 北京 1 ) 1 . 0 0 1 9 1 . 0 0 0 2 8
A p p l i c a t i o n so f Me t e o r o l o g i c a l R a d a r f o r t h eC i v i l A v i a t i o nS a f e t y
1 1 1 2 , , , X UQ u n y u N I N GH u a n s h e n g C H E NWe i s h i L I J i n g
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