低空风切变

摘要： 近年来由风切变引起的航班不安全事件频繁发生,凸显出提高飞行员处置风切变特情能力的重要性。作者在对低空风切变条件下的典型气象特征及对飞行的影响、驾驶舱环境下的风切变识别与处置操纵程序要点分析和总结的基础上,通过以A320机型风切变UPRT为研究对象,分析了训练过程中学员风切变处置失败的原因,总结了风切变下UPRT的训练重点,评诂了风切变下UPRT的训练质量。

摘要： 低空风切变是航空安全的重大威胁,为了研究高原机场典型低空风切变精细结构和演变规律,针对西宁机场2020-02-13出现的两类低空风切变过程,利用FC-Ⅲ型激光测风雷达资料,结合地面实况和风廓线雷达资料进行了分析。结果表明,两类风切变成因和演变特征有所差异,顺风切变线呈“锥形”,由机场西侧向东“嵌入”跑道,而逆风辐合线则呈“弓状”,自东向西影响机场,最大风速均超过20m/s;风场垂直结构具有不同特征,超过15m/s风速带向下传播造成顺风切变,逆风切变时风向首先在近地面变化超过160°;两次过程下滑道模式相邻时刻风速差均超过15m/s。高时空分辨率激光测风雷达能较好地探测到风切变的演变过程和精细结构,这对提高航空安全保障具有重要意义。

摘要： 文章统计银川河东机场大风分布特征,发现大风主要集中在西北风,东北风和西南风,西北风最多,当风向往西北风转变且风速增大时常有低空风切变;分析因低空风切变而复飞的航班,发现低空风切变主要集中在每年的3-5月,整体呈逐年增长趋势,而复飞航班的时间特征和低空风切变发生的时间呈正相关;总结近年来非常典型的10起低空风切变,发现不同年份的同一日发生风切变的可能性相当,并以以上样例为样本,根据低空风切变形成的直接系统分型研究,主要分为动量下传型,锋面过境型,对流性天气型和局地湍流型四种类型,发现动量下传型低空风切变是银川河东机场最主要的类型。

摘要： 在机载气象雷达前视阵下,由于杂波的距离依赖性导致独立同分布(independent identically distributed,IID)训练样本严重不足,传统的空时自适应处理(space-time adaptive processing,STAP)算法性能下降,风场速度估计不准。针对此问题,提出一种基于同伦稀疏STAP的低空风切变风速估计方法,该方法仅需少量IID训练样本就能够达到较好的风场速度估计效果。首先,利用同伦稀疏恢复算法估计杂波协方差矩阵,从而重构出高分辨率的杂波空时二维谱。然后,通过求解STAP处理器的最优权矢量自适应滤除杂波。最后,实现对风场风速的准确估计。仿真结果证明所提方法的有效性。

摘要： 本文以贵阳龙洞堡机场接收到的低空风切变事件为依据,利用贵阳机场自动观测数据、贵阳机场风廓线等资料,对2014~2020年贵阳机场出现的低空风切变进行分型、统计分析,结果表明:贵阳机场出现冷锋型风切变的次数最多,其次为静止锋型;冷锋型和静止锋型主要出现在冬春季,低空急流型风切变在春季易出现,局地对流型易发生在8月;冷锋型和局地对流型主要出现在150~400米,低空急流型常出现在250米以下,静止锋型集中在250~400米以及600米以上的高度上。

摘要： 利用常规气象资料、多普勒雷达资料、AWOS和AMDAR探测资料等对2016年7月27日发生在宁波机场的低空风切变进行分析。结果表明:机场低空风切变主要原因是强对流单体的下击暴流外流引起的,而对流单体则是阵风锋和海陆锋交汇诱发生成;机场自动观测数据显示的气象要素变化表现出此次低空风切变的风速水平切变特征。

摘要： 毫米波线性调频连续波(linear frequency modulated continuous wave,LFMCW)雷达进行低空风切变检测时,会严重受到地杂波信号干扰,并且风速估值模糊。针对该问题,本文提出强杂波背景下利用压缩感知实现低空风切变速度解模糊。该方法依据多重频脉组参差方式下雷达回波的非均匀欠采样特性在角度-多普勒域中构建无模糊冗余字典(感知矩阵),之后利用压缩感知技术提取杂波谱主要分量,估计杂波能量支撑区,建立杂波抑制矩阵,接着基于加权的最小l_(1)范数优化模型实现杂波抑制并恢复出低空风切变在角度-多普勒域中不模糊的稀疏向量,得到风场无模糊多普勒信息,最终求得准确的速度值。

摘要： 机载气象雷达下视探测低空风切变时,复杂的电磁干扰及强地杂波会严重影响其对目标信号的检测,造成风场速度估计失准.针对上述问题,本文提出一种毫米波(millimeter wave,MMW)捷变频体制下的低空风切变风速估计方法.该方法采用载频脉组间捷变,在每个脉组内利用雷达系统先验信息设计两维两脉冲对消(two di-mensional pulse-to-pulse canceller,TDPC)预滤波器对雷达回波进行预滤波,削弱杂波功率,接着利用基于组合空时主通道的自适应处理(combined space-time main channel adaptive processing,CMCAP)对回波数据进行空时二维滤波,得到风切变信号的模糊多普勒估计值,最后将每个脉组内的估计结果由多普勒频率域转换到速度域,采用错位差分查表的方式订正模糊速度,从而得到风场的真实速度值.仿真结果分析验证了所提方法的有效性.

摘要： 风切变的预报是航空气象中的一个重点,但是由于其突发性强、持续时间短且尺度小等特点,预报难度较大。本研究利用2011~2019年乌鲁木齐机场航空器空中报告、跑道自动观测系统(AWOS)数据对乌鲁木齐机场风切变特征进行分析,结果表明:乌鲁木齐机场空中风切变主要发生在1500米以下,4月和5月是多发时期,主要发生时段为10:00~17:00,东南风和强对流天气是造成风切变的两个主要原因。进一步分析AWOS的风数据发现除跑道两端风速差外,风向差大于30˚时跑道两端的风速和可以作为跑道水平风切变是否超过安全阈值的另一个判据。

摘要： 利用兰州中川国际机场2020年7—11月激光测风雷达观测资料和飞行员报告的12次风切变事件,对比分析单、双斜坡结合检测法和区域散度法两种低空风切变告警算法的应用效果,并与实际业务中的IRIS告警算法监测结果进行对比.结果表明:(1)两种算法对于对流天气或动量下传天气背景下的风切变具有较好的告警能力,但对于湍流背景下的风切变告警能力较弱;(2)相比斜坡检测法,区域散度法采用多个径向重构逆风廓线,在一定程度上能够反映出跑道及其延长线上径向风的时空演变信息,有利于风切变的提前识别和告警;(3)12次风切变事件的告警准确率表明区域散度法优于斜坡检测法和I RI S算法.

摘要： 本文首先分析了低空风切变产生条件以及对飞行的不利影响,然后对目前国内外低空风切变检测技术研究进展进行了全面的回顾,最后指出了低空风切变检测技术的发展趋势.

摘要： 高保真的低空风切变数据是进行低空风切变检测和飞行性能分析的必要基础.为解决低空风切变危险性高、发生突然且持续时间短等带来的真实数据不易获取的难题,本文提出了一种利用函数拟合的低空风切变三维建模方法.该方法依据风切变的流体力学特征,通过函数拟合的方式建立风场类型及特征可变的三维密度场和速度场,并按照现有机载气象雷达在风切变探测模式下的天线扫描与工作方式,实现低空风切变雷达回波仿真.仿真结果表明:该方法可灵活快速地实现低空风切变三维风场建模,雷达回波的速度估计结果较好地反映了低空风切变径向速度沿距离方向呈现反"S"型特征的分布特点.

摘要： 利用自动观测资料和多普勒天气雷达资料,结合大形式环流背景,对2012年12月15日桂林机场的低空风切变过程进行分析,结果显示:在锋面临近时，跑道两头自动观测风场资料和多普勒雷达垂直风廓线资料对风切变预报有较强指示作用.

摘要： 介绍低空风切变影响的基本原理,指出着陆下滑阶段修正过程应注意的事项.本文从其定义及表现形式入手,重点分析了风切变前后,飞机所受气动力变化情况，指出要掌握风切变影响的基木原理及修正的基本方法;根据风切变的类型(偏流量的大小和偏流的不同方向)，尽量降低风切变的不利影响;需熟练掌握飞机风切变影响下着陆各阶段的操纵特点。

摘要： 机载气象雷达在探测低空风切变时,有用信号会淹没在强杂波背景中.该文将相控阵体制引入机载气象雷达中,提出了基于空时幅相估计(APES,Amplitude and Phase Estimation)的低空风切变风速估计方法.该方法通过构造基于空时APES的空时滤波器,自适应地抑制地杂波并匹配低空风切变信号,估计风切变信号的多普勒频率并计算风场风速,最终实现机载前视气象雷达对分布式低空风切变目标的有效检测.仿真结果表明,在高杂噪比、低信噪比的情况下,该方法可有效地自适应抑制地杂波并精确地估计风场速度.

摘要： 本文利用安装在机场跑道附近的自动气象观测系统(AWOS)实时采集的风的数据,根据特定的判断条件,分析风向风速的演变情况,研究低空风切变的出现规律,试图探索有关如何利用AWOS实时数据告警低空风切变的新方法.在此设想下,通过利用杭州萧山国际机场近两年来每隔5秒连续获得的跑道两端风数据,在定义大风和风切变的基础上,统计分析大风和风切变过程的变化特征及天气背景,并对比分析了近两年来萧山机场的航空器风切变报告.结果表明利用AWOS实时数据告警低空风切变具有一定的可行性,尤其是在跑道两端出现一定的风速切变且阵风较大时告警效果相对较好.

摘要： 应用高时空分辨率区域气象数值模式,对发生在贵阳地区的一次冷锋过境造成的低空风切变天气过程进行了数值模拟.模拟结果分析表明,数值模式能够较好的模拟风切变发生前后天气形势的变化,高时空分辨率模拟数据能够反映风切变发生时水平风场、垂直速度场、温度场等典型要素的演变规律.研究发现,虽然冷锋型风切变的移动与地面锋线移动关系密切,但各地区风切变强度差异较大.气象业务中,可以把冷锋作为风切变的一个预警因子.

摘要： 本文从机场低空风切变的来源、分类、定义及对飞行影响出发,对风廓线雷达在机场低空风切变探测中的算法进行了推导,并对风廓线雷达在机场低空风切变探测中的问题进行了探讨.

摘要： 安全至上是民用航空所追求的目标和宗旨,由于航空飞行是在空中进行的,任何飞行活动都需要在一定气象条件下进行,因此天气对飞行活动具有重大影响,加强航空气象服务工作对航空活动的安全、正常和效率有着重大意义.影响航空器飞行活动安全的天气主要有:高低空风切变,颠簸,雷暴伴强降水,积冰等,而机场多普勒天气雷达数据产品对于短时临近天气有着极其重要的预报指导作用,特别是针对低空风切变以及雷暴伴强降水的短临预报.本文主要结合一次本场低空风切变条件下介绍多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用,系统的阐述了在复杂天气条件下,多普勒天气雷达在航空气象服务中的关键作用.

摘要： 本文从探测频谱的结构变化与频谱估算的角度来分析降水对边界层风廓线雷达探测产生的影响;给出了影响的种类,并提供了对受影响数据的频谱鉴别方法.可用来判断低空风切变是否真实存在,对保障航空飞行安全具有重要意义.

摘要： 本发明提供一种机载风切变仪及风切变探测方法，该风切变仪包括雷达天线、收发开关、信号发射系统、实时信号接收系统、风切变数据处理系统和风切变预警输出显示系统；雷达天线安装在机头，波束指向载机正前方；收发开关与信号发射系统、实时信号接收系统以及雷达天线连接，用于在不同的工作模式下将信号发射系统或者实时信号接收系统接入工作电路中；信号发射系统与雷达天线连接，用于在设定的时间间隔内产生高频脉冲，通过雷达天线发射出去；实时信号接收系统与风切变数据处理系统相连，将接收到的数据发送至风切变数据处理系统，风切变数据处理系统将数据经计算得到风切变强度信息。

摘要： 本发明提供一种机载风切变仪及风切变探测方法，该风切变仪包括雷达天线、收发开关、信号发射系统、实时信号接收系统、风切变数据处理系统和风切变预警输出显示系统；雷达天线安装在机头，波束指向载机正前方；收发开关与信号发射系统、实时信号接收系统以及雷达天线连接，用于在不同的工作模式下将信号发射系统或者实时信号接收系统接入工作电路中；信号发射系统与雷达天线连接，用于在设定的时间间隔内产生高频脉冲，通过雷达天线发射出去；实时信号接收系统与风切变数据处理系统相连，将接收到的数据发送至风切变数据处理系统，风切变数据处理系统将数据经计算得到风切变强度信息。

摘要： 本发明提供了一种机载雷达低空风切变风场回波风速的估计方法，风切变雷达回波信号由白噪声通过p阶全极点滤波器建模产生，计算低空风切变雷达回波信号的自相关系数，再计算自回归模型的系，由此得到风切变雷达回波功率谱，通过计算方程的极点，求出极点对应的速度，对极点的速度进行判断，即可输出功率和平均风速。本发明计算量小，克服了以往方案的局限，不需要对杂波进行滤波，保证了风场回波的准确性；不存在极点向地杂波方向的漂移，从而使结果更准确。从仿真结果容易验证，本发明提出的风速估计方法能够很好的反映出真实风速，方法有效、可靠，且适用于湍流情形和地杂波较强情况下的风切变信号处理。

摘要： 本发明提供了一种机载雷达低空风切变风场回波风速的估计方法，风切变雷达回波信号由白噪声通过p阶全极点滤波器建模产生，计算低空风切变雷达回波信号的自相关系数，再计算自回归模型的系，由此得到风切变雷达回波功率谱，通过计算方程的极点，求出极点对应的速度，对极点的速度进行判断，即可输出功率和平均风速。本发明计算量小，克服了以往方案的局限，不需要对杂波进行滤波，保证了风场回波的准确性；不存在极点向地杂波方向的漂移，从而使结果更准确。从仿真结果容易验证，本发明提出的风速估计方法能够很好的反映出真实风速，方法有效、可靠，且适用于湍流情形和地杂波较强情况下的风切变信号处理。

摘要： 一种基于降秩多级维纳滤波器的低空风切变风场速度估计方法。其包括读取飞机状态参数、雷达参数：对机载气象雷达的接收信号进行相位补偿，剔除飞机运动带来的速度偏移：重构待检测距离单元的风场目标空时导向矢量：构造降秩变换矩阵，在降秩子空间内求解降秩多级维纳滤波器自适应输出权矢量：处理待检测距离单元数据，自适应地抑制地杂波并进行风场速度估计；依次处理机载气象雷达工作范围内所有距离单元雷达回波信号，得到风场速度随距离的变化曲线等步骤。本发明针对无训练样本情况下的低空风切变风场速度估计问题，将降秩多级维纳滤波器应用到低空风切变的风场速度估计中，在不需要估计待检测距离单元的杂波协方差矩阵的前提下实现了地杂波抑制和风场速度的准确估计。

摘要： 本发明涉及一种融合涡环和离散突风模型的低空风切变模型设计方法，包括微下击暴流模型和离散突风模型的设计，步骤一，在以跑道入口为原点、进近方向为+XR轴的跑道坐标系下建立涡环；步骤二，取定涡环中心、涡环半径，以及中心垂直风速，可以得到涡环中心强度固定不变的涡环模型；步骤三，配置镜像涡环；步骤四，引入离散突风模型；步骤五，调节步骤四所述的突风模型的突风梯度；步骤六，调节突风模型的中心与涡环中心的相对位置，可以改变不同时刻风切变中心强度的大小，可以用于模拟整个风切变风场强度的大小。本发明设计了一种融合涡环和离散风模型的风切变模型，该模型的涡环中心风速大小可随时间变化而变化。

摘要： 本发明涉及风切变探测技术领域，且公开了一种机场低空风切变探测方法，包括以下步骤，在机场的正南方、正北方、正东方、正西方、东南方、东北方、西南方和西北方均设置伸缩杆，伸缩杆每300米设置一个，每个方向各设置八个。该机场低空风切变探测方法，通过在每个伸缩杆上设置一个信号收发装置，风向传感器和风速传感器均与信号收发装置电连接，在机场地面设置与伸缩杆上信号收发装置信号连接的信号收发台，将信号收发台收到的各方位各高度风速风向数据传给控制台，使用软件模拟机场附近风速风向情况，计算机场低空风切变情况，软件比对风速风向情况时，使用者在使用本方法时，使用设备造价低廉，更换也方便，技术实施门槛低。

摘要： 本发明属于飞行控制技术领域，提出了一种低空风切变环境无人机降落轨迹调整方法，该方法通过风廓线雷达和多普勒天气雷达所获得机场进场区域的低空风场数据，对风切变风险进行评估，并基于评估结果中的不同情况，分别建立快速、有效地无人机降落调整策略，从而能够快速完成对无人机降落航迹的调整，保证无人机能够安全地完成降落。

摘要： 本发明属于飞行器风洞试验技术领域，具体涉及一种模拟飞机升降过程中低空风切变的试验装置，包括支撑架和吹风机构，所述支撑架的顶部设置吹风机构，所述吹风机构的出风端竖直向下，还包括飞机模型、支杆和移动模组，所述支撑架的侧面连接所述移动模组，所述移动模组通过支杆连接飞机模型。本发明能够模拟飞机在风切变区域内的飞行，并收集飞机在风切变区域内所受的力和力矩，对于开展提高大型飞机降落安全性的研究具有重要意义。

摘要： 一种基于滑动窗口法的激光雷达低空风切变区域告警方法。其包括利用测风激光雷达对扫描区域进行扫描，获得径向风速数据；将扫描区域分成若干个方形风速测量区域，将方形风速测量区域分成网格，获得合格径向风速数据；使用奇异值分解法计算出每一网格内各测量点的风切变脉动速度值；使用滑动窗口法计算出整个方形风速测量区域的风切变脉动速度值，并结合一段时间内风切变脉动速度值变化趋势，判断各方形风速测量区域内是否发生风切变等步骤。本发明通过空间和时间结合改善了低空风切变难以实时检测和追踪问题。过程中对不合格数据点进行质量控制和对异常值点计算权重提高，改善了低空风切变发布准确率低，虚警率高问题，对风切变告警提供了新思路。