直接探測(cè)激光雷達(dá)的低空風(fēng)切變預(yù)警算法研究

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1、碩士學(xué)位論文直接探測(cè)激光雷達(dá)的低空風(fēng)切變預(yù)警算法研究研究生姓名：閆妍導(dǎo)師姓名：蔣立輝教授2016年4月24日分類(lèi)號(hào)：TN958.98密級(jí)：公開(kāi)UDC：621.39學(xué)號(hào)：1304016中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文直接探測(cè)激光雷達(dá)的低空風(fēng)切變預(yù)警算法研究研究生姓名：閆妍導(dǎo)師姓名：蔣立輝教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：工學(xué)碩士學(xué)科專(zhuān)業(yè)名稱：信息與通信工程所在院系：電子信息與自動(dòng)化學(xué)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(guó)民航大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明

3、本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研巧工作及取得的研究成果。，除了文中特別加Ｗ標(biāo)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(xiě)過(guò)的研巧成果，也不包含為獲得中國(guó)民航大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使一用過(guò)的材料。與我同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)’明并表示了謝意。研巧生簽名：心日期：尊中國(guó)民航大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明中國(guó)民航大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研巧所、國(guó)家圖書(shū)館有權(quán)保留本人所送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子文檔，

4、可Ｗ采用影印。、縮印或其他復(fù)制手段保存論文本人電子文檔一的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相致，，。除在保密期內(nèi)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(nèi)容。論文的公布（包括刊登）授權(quán)中國(guó)民航大學(xué)研究生部辦理。￣．６研究生簽名心‘公＾：導(dǎo)師簽名；曰期：）摘要低空風(fēng)切變是一種國(guó)際上公認(rèn)的嚴(yán)重影響飛行安全的大氣現(xiàn)象。其類(lèi)型多種，針對(duì)不同類(lèi)型的低空風(fēng)切變進(jìn)行預(yù)警，可以有效提高飛行安全。目前實(shí)際應(yīng)用的激光雷達(dá)預(yù)警算法只有單斜坡檢測(cè)，容易造成漏報(bào)，所以對(duì)預(yù)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(fēng)速數(shù)據(jù)以及對(duì)風(fēng)速數(shù)據(jù)的處理也很重要。低空風(fēng)切變主要發(fā)生在飛機(jī)起飛離場(chǎng)以及飛機(jī)著陸進(jìn)場(chǎng)過(guò)程中，因此選擇比較具有針對(duì)性的下滑道掃描，這種掃描方式除了更加具有針對(duì)性以外還縮短了掃描時(shí)間，進(jìn)而提高預(yù)警率。確定掃描方式之后，首先，對(duì)經(jīng)過(guò)下滑道掃描之后得到的徑向風(fēng)速數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制，然后對(duì)其進(jìn)行有效數(shù)據(jù)篩選重組，得到重組的逆風(fēng)風(fēng)廓線。其次，對(duì)重組逆風(fēng)風(fēng)廓線使用預(yù)警算法進(jìn)行探測(cè)，找到風(fēng)切變發(fā)生范圍、發(fā)生強(qiáng)度以及風(fēng)切變發(fā)生最強(qiáng)烈的位置報(bào)告給飛行員。主要預(yù)警算法包括三

6、種：F因子、渦流耗散率、斜坡檢測(cè)。對(duì)這三種算法都進(jìn)行了研究實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明F因子和渦流耗散率需要經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)來(lái)確定閾值。而斜坡檢測(cè)已經(jīng)被應(yīng)用在實(shí)際機(jī)場(chǎng)之中，并且經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用表明預(yù)警率得到了很大提高。相對(duì)于原算法的基于單斜坡檢測(cè)提出了將下滑道掃描與單雙斜坡相結(jié)合的預(yù)警算法，對(duì)重組風(fēng)廓線進(jìn)行單斜坡以及雙斜坡梯度變化的檢測(cè)，最后以國(guó)際上規(guī)定的風(fēng)切變閾值以及風(fēng)切變強(qiáng)度因子判別公式判斷風(fēng)切變。使用激光雷達(dá)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該方法的有效性，對(duì)提高風(fēng)切變預(yù)警率和實(shí)際應(yīng)用是有重要意義的。關(guān)鍵詞：低空風(fēng)切變；激光雷達(dá)；下

7、滑道掃描；重組逆風(fēng)風(fēng)廓線；斜坡檢測(cè)IAbstractLow-levelwindshearisaninternationally-acceptedatmosphericphenomenonthatseriouslyaffectsflightsafety.Thereareseveraltypesofwindshear.Conductingwarningfordifferenttypesoflow-levelwindshear,flightsafetycanbeimprovedeffectively.C

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