直接探測激光雷達的低空風切變預警算法研究

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1、碩士學位論文直接探測激光雷達的低空風切變預警算法研究研究生姓名：閆妍導師姓名：蔣立輝教授2016年4月24日分類號：TN958.98密級：公開UDC：621.39學號：1304016中國民航大學碩士學位論文直接探測激光雷達的低空風切變預警算法研究研究生姓名：閆妍導師姓名：蔣立輝教授申請學位級別：工學碩士學科專業(yè)名稱：信息與通信工程所在院系：電子信息與自動化學院論文答辯日期：2016年4月24日2016年4月24日Low-levelWindShearAlertingAlgorithmResearch

2、ofTheDirectDetectionLiDARADissertationSubmittedtoCivilAviationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYYANYanSupervisedbyProf.JIANGLi-huiCollegeofElectronicInformationandAutomationCivilAviationUniversityofChinaApril2016中國民航大學學位論文獨創(chuàng)性聲明

3、本人聲明所呈交的學位論文是我個人在導師指導下進行的研巧工作及取得的研究成果。，除了文中特別加Ｗ標注和致謝的地方外盡我所知，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研巧成果，也不包含為獲得中國民航大學或其它教育機構的學位或證書而使一用過的材料。與我同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均己在論文中作了明確的說’明并表示了謝意。研巧生簽名：心日期：尊中國民航大學學位論文使用授權聲明中國民航大學、中國科學技術信息研巧所、國家圖書館有權保留本人所送交學位論文的復印件和電子文檔，

4、可Ｗ采用影印。、縮印或其他復制手段保存論文本人電子文檔一的內容和紙質論文的內容相致，，。除在保密期內的保密論文外允許論文被查閱和借閱可Ｗ公布（包括刊登）論文的全部或部分內容。論文的公布（包括刊登）授權中國民航大學研究生部辦理。￣．６研究生簽名心‘公＾：導師簽名；曰期：）摘要低空風切變是一種國際上公認的嚴重影響飛行安全的大氣現(xiàn)象。其類型多種，針對不同類型的低空風切變進行預警，可以有效提高飛行安全。目前實際應用的激光雷達預警算法只有單斜坡檢測，容易造成漏報，所以對預警算法的深入研

5、究是極其重要的。此外選擇合適的掃描方式提供有效風速數(shù)據(jù)以及對風速數(shù)據(jù)的處理也很重要。低空風切變主要發(fā)生在飛機起飛離場以及飛機著陸進場過程中，因此選擇比較具有針對性的下滑道掃描，這種掃描方式除了更加具有針對性以外還縮短了掃描時間，進而提高預警率。確定掃描方式之后，首先，對經(jīng)過下滑道掃描之后得到的徑向風速數(shù)據(jù)進行質量控制，然后對其進行有效數(shù)據(jù)篩選重組，得到重組的逆風風廓線。其次，對重組逆風風廓線使用預警算法進行探測，找到風切變發(fā)生范圍、發(fā)生強度以及風切變發(fā)生最強烈的位置報告給飛行員。主要預警算法包括三

6、種：F因子、渦流耗散率、斜坡檢測。對這三種算法都進行了研究實驗，結果表明F因子和渦流耗散率需要經(jīng)過大量實驗來確定閾值。而斜坡檢測已經(jīng)被應用在實際機場之中，并且經(jīng)過實際應用表明預警率得到了很大提高。相對于原算法的基于單斜坡檢測提出了將下滑道掃描與單雙斜坡相結合的預警算法，對重組風廓線進行單斜坡以及雙斜坡梯度變化的檢測，最后以國際上規(guī)定的風切變閾值以及風切變強度因子判別公式判斷風切變。使用激光雷達實測數(shù)據(jù)驗證了該方法的有效性，對提高風切變預警率和實際應用是有重要意義的。關鍵詞：低空風切變；激光雷達；下

7、滑道掃描；重組逆風風廓線；斜坡檢測IAbstractLow-levelwindshearisaninternationally-acceptedatmosphericphenomenonthatseriouslyaffectsflightsafety.Thereareseveraltypesofwindshear.Conductingwarningfordifferenttypesoflow-levelwindshear,flightsafetycanbeimprovedeffectively.C

8、urrently,thesinglerampdetection,astheonlyLiDARalertingalgorithmappliedinpractice,leadstofalsealertingeasily.Soitisveryimportanttostudydeeplyonthealertingalgorithm.Inadditiontoselectingtheappropriatescanningmodetogeteffectivewindspeeddata,thepr