探析空管系统中气象数据处理的应用

张啸



探析空管系统中气象数据处理的应用

张啸

西北空中交通管理局，陕西 西安 710082

随着我国航空运输业的不断发展进步，空中运输量也不断增加，所以空中交通管制系统的重要性越发凸显。空中交通管制系统由许多部分组成，其中，气象数据的处理是主要部分之一。目前我国空管系统中主要使用的气象数据处理手段是单雷达气象数据处理和多雷达气象数据处理。

空管系统；气象数据处理；单雷达；多雷达

近年来，社会经济发展的脚步越来越快，社会各个领域都在迅猛发展，航空运输业也不例外，曾经还很陌生的空中运输和空中出行现如今已经成为了人们生活中不可缺少的一部分。空中交通管制部门是控制航空秩序和保证航空安全的重要部门，现随着航空业的发展已经越来越受到重视。在众多的航空事故中，气象问题导致的飞行事故占有很大比例，而空管系统中的气象数据监测处理系统通过数据信息分析处理可以有效避免这类事故的发生。[1]所以，增加空管系统中气象数据处理工作，是保障飞行安全的重要手段。目前主要的气象数据分析手段有单雷达气象数据分析和多雷达气象数据分析。

1 单雷达气象数据处理手段

多雷达气象数据的处理要建立在单雷达气象数据处理的基础上，所以单雷达气象数据处理是整个气象数据处理过程的最基本内容，在整个空管系统中占有着重要地位。单雷达气象数据处理的主要作用是对在空中飞行的航行器中的其中一架的某个雷达进行气象数据处理。

2 单雷达气象数据处理的组成

单雷达气象数据处理的作用是对每个雷达传送的气象数据进行处理，整理出气象信息并向其他部门传达，协助整个空管系统的顺利运行，是空管系统中负责监测数据、处理数据的基础部门。单雷达气象数据处理系统的组成分为很多部分，这些部分分别是单雷达气象数据处理中心、系统主监控、前端处理机、本地文件、系统数据库和SDD，每个部分都有其自身职能，这些部分共同组成了单雷达气象数据处理系统。

单雷达气象数据处理中心是整个单雷达气象数据处理的最重要部分，维系着整个系统各个部分的运行秩序，首先要从前端处理机处接收从各个雷达处传送回来的信息，然后通过本地文件库中的适应性参数，经过单位变换等步骤，输出气象云图，并将气象云图信息传送到其他需要的部门。单雷达气象数据处理可以对多个雷达发送回的气象数据进行分别处理，数据处理之间是独立的，最后处理中心还要将各路数据传送到多雷达气象数据处理系统。

系统主监控的职能如其字面意义，监视整个气象数据处理系统的运行过程，并视情况对其进行调整。

前端处理机是单雷达气象数据处理的最初步骤，负责从每个在空航空器中的各个雷达处接收最基础的雷达信息，对每个雷达数据的传送情况进行监视，并将接收到的数据传送给单雷达气象数据处理中心进行处理。[2]

本地文件库是单雷达气象数据处理的依据，数据处理中心会根据本地文件库中存有的大量适应性参数相关信息对前端处理机传送回的数据进行处理。

系统数据库负责对数据处理中心处理完之后生成的气象云图信息进行储存，方便日后成为资料，为以后的气象数据处理提供依据。SDD作为一种专门为显卡而设计的软件，在气象数据处理过程中主要负责将数据处理中心生成的气象信息云图进行显示。

3 多雷达气象数据处理手段

多雷达气象数据处理系统的主要作用是融合各路雷达信息。随着科学技术的不断发展，多雷达气象数据处理系统已经可以通过网络互相连接，进行数据共享，很多空管部门无论规模大小，都可以通过网络获得大面积空中的航空器雷达数据。这就要求了多雷达气象数据处理系统的快速发展，只有发展速度提高了，数据融合技术才能满足信息处理的需求。[3]

3.1 多雷达气象数据处理过程的步骤

多雷达气象数据处理最终目的是对各路雷达信息进行汇总融和，但是在数据融合之前还要经过一些处理。多雷达气象数据处理过程中，需要经过雷达数据传输、空管中心进行筛选、坐标格式调整、时间空间调整、数据融合等步骤。首先，用雷达数据传输将从各路雷达处得到的气象数据传送到空管中心，然后由空管中心进行最初的处理，将气象信息进行筛选和检查，保证数据的真实有效性，才能进行下一步传输。接下来数据要经过单雷达气象数据处理系统的处理，然后传输到多雷达气象数据处理系统进行坐标和格式调整，将坐标和格式方向等信息按照规范化要求进行调整后，进行下一步，时间空间调整，分析其气象关联。至此，气象数据还是单路雷达气象数据，并没有成为一个整体，经过最后一步也是最关键的一步，多雷达气象数据融合之后，才能得到最终需要的结果。

3.2 多雷达气象数据融合的特点

多雷达气象数据处理中的数据融合是数据处理系统至关重要的一步，具有加强数据精确性、避免遗漏、扩大数据接收范围的特点。由于各种外界因素的影响，有些雷达在飞行过程中发回的气象数据不一定是准确的，但是通过多雷达数据处理系统对各路单雷达数据的融合，可以有效地避免这种错误的发生；在某些地区，由于地形等因素的影响，单雷达可能会出现雷达盲区，这就增加了飞行过程的不确定性。但是一个雷达的盲区有可能并非另一个雷达的盲区，这种情况下，通过对这两个雷达的数据融合就可以解决问题，避免盲区的产生；在正常情况下，单个雷达的探测距离是有限的，无法得到超出有效探测范围的气象数据，这个时候可以通过对多个雷达的数据融合，得到大范围的气象数据。由此可见多雷达数据融合和保证航空安全的有效性和重要性。[4]

飞机在空中飞行，受到气象变化的影响会非常大，为了避免因气象变化而威胁飞机飞行安全的事故再次发生，必须要严格按照标准完成气象数据的处理工作。现在我国在气象数据处理方面还处于起步阶段，未来的发展空间还很大，随着社会的进一步发展，航空运输业将成为我们生活中不可缺少的一部分，所以要求航空安全标准逐渐提升到一个更高的层次。目前来看，气象变化对航空安全仍具有一些威胁，只有在现有的气象数据处理手段的基础上再进行研究和更新，才能在未来拥有拥抱蓝天的能力。

[1]陈甫.民航西南空管综合业务信息网络系统研究[D].成都：四川大学，2006.

[2]张元忠.多雷达数据融合测试软件的研究与实现[D].成都：电子科技大学，2006.

[3]胡守博.民航机场气象观测系统通用软件研究与实现[D].西安：西安电子科技大学，2013.

[4]章佑.西南空管气象设备集中监控系统的研究与设计[D]. 成都：电子科技大学，2011.

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