基于最小二乘法的雷暴天气下飞行改航决策研究
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  • 英文篇名:Flight Track Change Decision in Thunderstorm Based on Least Square Method
  • 作者:何光勤 ; 鲁力 ; 胡敬玉 ; 马昕
  • 英文作者:HE Guangqin;LU Li;HU Jingyu;MA Xin;College of Air Traffic Management,Civil Aviation Flight University of China;
  • 关键词:雷暴 ; 最小二乘法 ; 飞行航迹 ; 运动轨迹方程 ; 方差分析 ; 区间估计方法
  • 英文关键词:thunderstorm;;least square method;;flight track;;track equation;;variance analysis;;interval estimation method
  • 中文刊名:KTAQ
  • 英文刊名:Safety and Environmental Engineering
  • 机构:中国民用航空飞行学院空中交通管理学院;
  • 出版日期:2019-07-30
  • 出版单位:安全与环境工程
  • 年:2019
  • 期:v.26;No.124
  • 基金:中国民用航空局民航发展基金教育人才类项目(14002600100018J034)
  • 语种:中文;
  • 页:KTAQ201904027
  • 页数:6
  • CN:04
  • ISSN:42-1638/X
  • 分类号:174-179
摘要
飞机在飞行中若受到雷暴天气的影响,轻则产生颠簸,重则受到雷击和冰雹。为削弱雷暴天气的影响,采用两运动物体相撞模型,判断飞机沿预计航线飞行是否会在未来某时间点进入雷暴环境中并提前改变飞行航迹,从而防止雷暴天气对飞机造成的不良影响。先通过对气象雷达回波图的分析,找到机场终端区有可能影响飞机飞行的雷暴,并根据过去时间点雷暴的位置及状态,采用最小二乘法预测雷暴运动的轨迹方程,进而通过方差分析找出最接近雷暴运动的轨迹方程;再根据飞机飞行的预计航线、速度计算出飞机计划飞行的运动轨迹方程;最后由雷暴和飞机相对时间的运动轨迹方程,可求出未来何时飞机与雷暴之间有最小的距离,并利用数理统计学中的区间估计方法来评估其可行性,由此判断飞机飞行是否会受到雷暴天气的影响,若受影响飞机则需要改变原飞行航迹避开雷暴。案例验证结果表明此方法具有一定的可行性和可靠性。
        If the aircraft is affected by thunderstorms during flight,it is light to cause bumps and heavy lightning and hail.In order to reduce the effect of thunderstorms,a two-motion object collision model is used to determine whether the aircraft′s flight along the projected route will enter a thunderstorm environment at some point in the future and change the flight track in advance,thus preventing the adverse effects of thunderstorms on aircrafts.Based on the analysis of the meteorological radar echo map,this paper finds the thunderstorm that may affect the flight in the terminal area of an airport,predicts the motion trajectory equation of the thunderstorm by using the least squares method according to the position and state of thunderstorm in the past time point,and then finds out the motion trajectory equation closest to the thunderstorm by variance analysis.Based on the estimated route and speed of the aircraft,the paper calculates the trajectory equation of the aircraft′s planned flight,and obtains the minimum distance between the aircraft and the thunderstorm and the motion equation of the aircraft relative time,and then evaluates the feasibility by mathematical statistics,so as to determine whether the flight will be affected and,if affected,changes the original flight track to avoid thunderstorms.The case verification results show that the method has certain feasibility.
引文
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