专利名称：天气雷达与航管雷达信息融合显示的方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种信息融合显示的方法，特别涉及一种在航空管 制中，将天气雷达信号融入航管自动化系统中与航管雷达信号融合显 示的方法。
背景技术：
随着我国经济的高速发展，民用航空事业也迎来了又一次飞跃， 航班量正飞速增加，空中飞行密度也相应地不断加大，目前，我国在 飞行流量较大的北京、广州、上海等地区以及京广、京沪、沪广三条 航路上实施了雷达管制。为了进一步提高空管保障能力，我国将实现
全国主要航路高度6600米以上雷达双重覆盖，军民航管制中心之间 实现飞行情报和雷达信息的联网，为管制员提供更为迅速、准确、连 续和全面的飞行计划和动态信息。可见管制员对航管雷达的依赖性正 与日倶增，随着区域管制中心多雷达自动化系统的投入使用，雷达的 重要性更进一步得到了体现。
与此同时，随着世界气候的恶化，天气对空中飞行的影响正曰渐 增大，高飞行密度与瞬息万变的空域气候形成的鲜明的对立，天气雷 达在空中交通管制中的应用也已到了不可或缺的地位。
然而，在使用过程中，由于航管雷达与天气雷达是两套不同的系 统，其显示部分一直无法统一，致使航管雷达的目标与天气雷达的回 波图无法同屏对应显示，管制员往往要根据航管雷达显示屏上所管制
飞机的所在位置来查找天气雷达显示屏上的相应位置，从而知道当前 飞机所处空域的天气情况，这种情况下存在两大问题第一，所需查 找时间较长；第二，存在找错对应位置的可能。这大大增加了管制人 员的劳动强度，分散了管制人员的注意力，对保障飞行安全很不利。
发明内容
本发明目的在于提供一种可使天气雷达信息与航管多雷达信息 同屏融合显示的方法，给航空管制人员提供便利。
本发明目的可以通过以下方案实现 一种天气雷达与航管雷达信 息融合显示的方法，利用航管自动化系统中航管雷达气象通道接入的 接口，将专门的天气雷达的信号转换成航管雷达的气象信息信号的通 用格式，模拟成一部航管雷达接入到航管自动化系统中，再通过航管 自动化系统本身的气象信息显示功能显示所述天气雷达的气象信号， 并与航管雷达的信息同屏显示。
本发明方法包括以下的具体步骤
步骤一从天气雷达产品文件中提取选定类型(如CAPPI、 PPI
等)的最新时次的产品图像文件；
歩骤二读取天气产品图像文件中的回波数值；
歩骤三将读取的天气雷达产品的回波数值转换成航管雷达气象 信息的通用数据格式；
歩骤四将转换后的回波数值以数据流的形式输入到航管自动化 系统的雷达接口；
步骤五将航管自动化系统的接口设置为航管雷达接入，而接口 雷达的地理位置则设置为天气雷达的地理位置，将天气雷达的气象信 号与航管雷达的信息同屏显示。
这样就可以将天气雷达模拟成了一部具有天气信息输出功能的 航管自动化系统的雷达。
上述步骤二包括
1) 根据天气产品图像中不同的颜色所代表的回波级别，滤除非 回波信息，产生纯粹的回波2) 以回波的圆心，即天气雷达所处的地理位置为中心，径向读 取回波的颜色值；并根据天气雷达产品色标来确定所代表的 回波等级；
3) 间隔一定取样角度(本方法间隔0.7度)读取下一角度的径向 回波数值，直至完成360度的回波数值读取。
上述步骤在将天气雷达产品资料信号转换的过程中，还可以滤除 用户不感兴趣的回波信息，或者将级别接近的回波合并到同一回波级 别。
本发明当有多部天气雷达接入时，可以形成天气雷达在航管自动 化系统中的联网融合显示。
天气雷达信息格式转换为符合Raytheon信息的08包的气象信息 格式、或符合ASTERIX中规定的天气信息的格式。
实现上述方法的融合显示系统，包括航管自动化系统、航管自动 化雷达信号接口和专门的天气雷达，还包括用于传输天气雷达信号的
网络交换机、用于将获取天气雷达的信号转换成航管一次雷达的气象 信息信号通用格式的服务器，天气雷达信号经网络交换机传输到所述 服务器处理，所述服务器处理后的信息经航管自动化雷达信号接口接 入航管自动化系统中，将天气雷达的气象信号与航管雷达的信息同屏 显示。
所述的服务器包括
提取模块，用于从天气雷达中提取选定类型的最新时次的产品图
像文件；
读取模块，用于读取产品图的全部回波数值；
数据格式转换模块，用于将天气雷达产品图的数据格式转换成航 管雷达气象信息的通用数据格式；
输出模块，用于将转换后的产品图以数据流的形式输入到航管自 动化系统的雷达接口。
本发明相对现有技术优点在于
将天气雷达成功融合到航管自动化系统中后，管制员只需使用航 管自动化系统原有的天气信息显示功能，无须做更多的操作，就可以 在航管自动化的屏幕上完整地显示天气雷达与航管多雷达的融合显 示信息并同屏显示，并可以根据实际需要选择是否显示天气雷达的信 息。天气雷达对于管制员来说是透明的，航管自动化系统无须做更多 的软、硬件修改。
图l是本发明的系统示意图。
图2是本发明的实施例的方法流程框图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明融合显示系统，包括航管自动化系统、航管 自动化雷达信号接口、专门的天气雷达产品服务器、用于传输天气雷 达信号的网络交换机、用于将获取天气雷达的信号并转换成航管雷达 的气象信息信号通用格式的服务器，天气雷达信号经网络交换机传输 到所述转换服务器处理，所述转换服务器处理后的信息经航管自动化 雷达信号接口接入航管自动化系统中，将天气雷达的气象信号与航管 雷达的信息同屏显示。
天气雷达产品资料获取及转换服务器包括提取模块，用于从天气
雷达中提取选定类型的最新时次的产品图像文件；读取模块，用于读 取产品图的全部回波数值；数据格式转换模块，用于将天气雷达产品 图的数据格式转换成航管雷达气象信息的通用数据格式；输出模块， 用于将转换后的产品图以数据流的形式输入到航管自动化系统的雷 达接口。
服务器主要是在本地局域网上通过网络交换机，从天气雷达产品 服务器以FTP的方式获取天气产品资料文件，产品资料可以是BMP 格式的图形文件，产品类型可以是强度、速度等。
天气雷达产品资料获取及转换服务器是直接从生成的天气产品 (如强度回波、速度回波等)文件中提取选定类型(如CAPPI、 PPI等)的最新时次的产品图，然后进行处理。首先根据产品图形文 件中不同的颜色所代表的回波的级别，滤除地图、地物等非回波信息，
生成纯粹的回波图。
再以回波的圆心，即天气雷达所处的地理位置为中心，径向读取 回波的颜色值。因为天气雷达和航管自动化雷达系统同一色标所代表 的回波等级，根据上一步读取的颜色值就可以确定该径向的回波等 级。然后再间隔0.7度读取下一个径向回波颜色值， 一直依次重复，
全部读取了 360度的回波数值为止。这样就可以确定了整个产品图形
所代表的回波等级。 将读取的天气雷达产品图的回波数据格式转换成航管雷达气象
信息的通用数据格式，以使数据符合ASTERIX中规定的天气信息的 格式，也就是08包的数据格式，或者转换为符合ASTERIX中规定 的天气信息的格式。根据ASTERIX雷达数据格式标准对08气象信 息包的规定，通过使用C++BUILDER软件编程实现对天气雷达产品 的格式转换。在发送气象信息之前首先要发送一个SOP (Start Of Picture message)，要将HDLC数据包数据类型字段，也就是第9个字 节设为254;然后再发送气象信息包，即数据类型字段设为1;发送 完毕后再发送一个EOP (End Of Picture message),即数据类型字段 为255。发送的数据流通过计算机上的同步通讯卡端口输出到自动化 系统接口。
气象信息包是取天气雷达产品图取样角度上从原点0公里处到 最大作用距离的径向的强度值，当第一次出现一新的强度值后，记录 此强度值出现的开始距离，然后向外寻找，直到此强度值中断，再记 录下中断的距离值；然后寻找下一个强度值，重复记录下这些数据，
直到到达最大距离。然后再到下一取样角度，重复进行这些操作，直 到整幅产品图被完整取样。
数据转换时可以根据用户设置，将某一级别的天气回波数据滤 除，或者将某几个级别的天气回波数据合并成一个级别，以适应
ASTERIX中只有6个级别的限制。也使得一些不影响飞行的天气回 波不输入系统，减少系统的运算量。
天气雷达产品资料获取及转换服务器安装有输出HDLC协议的 同步串行通讯卡，将转换后的图形数据以ASTERIX格式输出到航管 自动化雷达信号接口中。航管自动化雷达信号接口是航管自动化的一 部分，对于现在国内常用的航管自动化系统Telephonies系统来说是 UCONX，它将输入的同步串行信号转换成网络信号。在Telephonies 系统中则将输入天气雷达信息的UCONX的端口设置成支持 ASTERIX的一次雷达，而雷达坐标为天气雷达的坐标，即雷达的地 理位置则设置为天气雷达的地理位置。另外也可根据需要将此接口设 置成一部二次雷达或者是一部一二次混装的雷达。
这样就将天气雷达和航管雷达统一融合到航管信息系统，而无须 对天气雷达做软件硬件的修改。本发明实施例提供的天气雷达输入到 航管自动化中与航管雷达信息融合显示的方法，能够在航管自动化系 统的管制席位上看到天气回波图与航空飞行器信息的同屏幕显示。
本发明当有多部天气雷达按上述方法接入时，可以形成天气雷达 在航管自动化系统中的联网融合显示。
权利要求
1.一种天气雷达与航管雷达信息融合显示的方法，其特征在于利用航管自动化系统中航管雷达气象通道接入的接口，将专门的天气雷达的信号转换成航管雷达的气象信息信号的通用格式，模拟成一部航管雷达接入到航管自动化系统中，再通过航管自动化系统本身的气象信息显示功能显示所述天气雷达的气象信号，并与航管雷达的信息同屏显示。
2、 根据权利要求1所述的天气雷达与航管雷达信息融合显示的方法，其特征在于包括以下的具体步骤步骤一从天气雷达产品文件中提取选定类型的最新时次的产品 图像文件；步骤二读取产品图的全部回波数值；步骤三将读取的天气雷达产品图的回波数据格式转换成航管雷 达气象信息的通用数据格式；步骤四将转换后的产品图以数据流的形式输入到航管自动化系 统的雷达接口；步骤五将航管自动化系统的接口设置为航管雷达接入，而接口 雷达的地理位置则设置为天气雷达的地理位置，将天气雷达的气象信 号与航管雷达的信息同屏显示。
3、 根据权利要求2所述的天气雷达与航管雷达信息融合显示的方法，其特征在于上述步骤二包括1)根据天气雷达产品图像中不同的颜色所代表的回波级别，滤除非回波信息，产生纯粹的回波图；2) 以回波的圆心，即天气雷达所处的地理位置为中心，径向读 取回波的颜色值；并根据天气雷达产品色标来确定所代表的 回波等级；3) 间隔0.7度取样角度读取下一角度的径向回波数值，依次重 复，直至完成360度的回波数值读取。
4、 根据权利要求2所述的天气雷达与航管雷达信息融合显示的 方法，其特征在于上述歩骤三在将天气雷达产品资料信号转换的过程 中，滤除无关的回波信息，或者将一些强度接近的回波合并到同一强
5、 根据权利要求1所述的天气雷达与航管雷达信息融合显示的 方法，其特征在于当有多部天气雷达接入时，形成天气雷达在航管自 动化系统中的联网融合显示。
6、 根据权利要求1或2所述的天气雷达与航管雷达信息融合显 示的方法，其特征在于天气雷达信息格式转换为符合Raytheon信息 的08包的气象信息格式、或符合ASTERIX中规定的天气信息的格 式。
7、实现权利要求1所述方法的融合显示系统，包括航管自动化系统、航管自动化雷达信号接口和专门的天气雷达产品服务器；其特征在于 还包括网络交换机，用于传输天气雷达信号；天气雷达产品资料获取及转换服务器，用于将获取天气雷达的信 号转换成航管一次雷达的气象信息信号通用格式；天气雷达信号经网络交换机传输到所述服务器处理，所述服务器 处理后的信息经航管自动化雷达信号接口接入航管自动化系统中，将 天气雷达的气象信号与航管雷达的信息同屏显示。
8、根据权利要求7所述的融合显示系统，其特征在于所述的服 务器包括提取模块，用于从天气雷达中提取选定类型的最新时次的产品图 像文件；读取模块，用于读取产品图的全部回波数值；数据格式转换模块，用于将天气雷达产品图的数据格式转换成航 管雷达气象信息的通用数据格式；输出模块，用于将转换后的产品图以数据流的形式输入到航管自 动化系统的雷达接口。
全文摘要
本发明公开了一种天气雷达与航管雷达信息融合显示的方法，利用航管自动化系统中航管雷达气象通道接入的接口，将专门的天气雷达的信号转换成航管雷达的气象信息信号的通用格式，模拟成一部航管雷达接入到航管自动化系统中，再通过航管自动化系统本身的气象信息显示功能显示所述天气雷达的气象信号，并与航管雷达的信息同屏显示。管制员只需使用航管自动化系统原有的天气信息显示功能，无须做更多的操作，就可以在航管自动化的屏幕上完整地显示天气雷达与航管多雷达的融合显示信息并同屏显示，并可以根据实际需要选择是否显示天气雷达的信息。天气雷达对于管制员来说是透明的，航管自动化系统无须做更多的软、硬件修改。
文档编号G01S7/00GK101369013SQ20081019847
公开日2009年2月18日 申请日期2008年9月11日 优先权日2008年9月11日
发明者翘 吴, 李家杰, 李百锋, 光 林, 加 林 申请人:广州中南民航空管技术装备工程有限公司