通用航空气象信息处理系统的制作方法

通用航空气象信息处理系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种通用航空气象信息处理系统，该系统包括：气象数据预处理子系统，与多个不同的气象信息源通信连接，用于接收多个不同的气象信息源分别发送的气象信息和地理信息，并对气象信息进行预处理；气象信息综合处理子系统，与气象数据预处理子系统通信连接，用于接收气象数据预处理子系统发送的预处理后的气象信息，并对预处理后的气象信息进行综合处理；气象信息交互子系统，与气象信息综合处理子系统通信连接，用于接收气象信息综合处理子系统发送的综合处理后的气象信息，并将综合处理后的气象信息发送给通用航空用户。本发明提供的通用航空气象信息处理系统可以满足通用航空飞行过程中低空飞行以及航线随机的需求。
【专利说明】通用航空气象信息处理系统

【技术领域】
[0001]本发明涉及航空气象领域，尤其涉及一种通用航空气象信息处理系统。

【背景技术】
[0002]随着低空空域改革的逐步深入，通用航空飞行业务量将会急速增长。为了保障通用航空安全、高效地运行，需要向通用航空气象专家和飞行用户提供综合、全面、有针对性的航空气象信息服务，由于通用航空具有低空飞行，飞行路线具有随机性等特点，使得通用航空气象信息的综合处理面临严峻的挑战。
[0003]面对通用航空，现有技术中，主要是将运输航空中的气象信息服务方法直接用到通用航空中。
[0004]但是，运输航空中的气象信息服务主要针对的是固定航线和高空飞行的，提供的气象信息也较为单一，并不适用于通用航空的低空飞行以及航线的随机性。


【发明内容】

[0005]本发明提供一种通用航空气象信息处理系统，用于为通用航空提供气象服务。
[0006]本发明提供一种通用航空气象信息处理系统，包括:气象数据预处理子系统、气象信息综合处理子系统和气象信息交互子系统；其中，
[0007]气象数据预处理子系统，与多个不同的气象信息源通信连接，用于接收多个不同的气象信息源分别发送的气象信息和地理信息，并对气象信息进行预处理，其中，气象信息包括:航空气象数据、卫星观测气象数据、地面观测气象数据以及高空观测气象数据；
[0008]气象信息综合处理子系统，与气象数据预处理子系统通信连接，用于接收气象数据预处理子系统发送的预处理后的气象信息，并对预处理后的气象信息进行综合处理；
[0009]气象信息交互子系统，与气象信息综合处理子系统通信连接，用于接收气象信息综合处理子系统发送的综合处理后的气象信息，并将综合处理后的气象信息发送给通用航空用户。
[0010]本发明提供的通用航空气象信息处理系统，接收所述多个不同的气象信息源分别发送的气象信息和地理信息，将这些信息进行综合处理后实时地提供给通用航空用户，这些信息中包括了航空气象数据、卫星观测气象数据、地面观测气象数据以及高空观测气象数据，可以满足通用航空飞行过程中低空飞行以及航线随机的需求。

【专利附图】

【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为本发明提供的通用航空气象信息处理系统实施例一的结构示意图；
[0013]图2为本发明提供的通用航空气象信息处理系统实施例二的结构示意图；
[0014]图3为本发明提供的通用航空气象信息处理系统实施例三的结构示意图；
[0015]图4为本发明提供的通用航空气象信息处理系统实施例四的结构示意图；
[0016]图5为本发明提供的通用航空气象信息处理系统实施例五的结构示意图；
[0017]图6为本发明提供的通用航空气象信息处理系统实施例六的结构示意图；
[0018]图7为本发明提供的通用航空气象信息处理系统实施例七的结构示意图；
[0019]图8为本发明提供的通用航空气象信息处理方法实施例一的流程示意图；
[0020]图9为本发明提供的通用航空气象信息处理方法实施例二的流程示意图；
[0021]图10为本发明提供的通用航空气象信息处理方法实施例二的流程示意图；
[0022]图11为本发明提供的通用航空气象信息处理方法实施例三的流程示意图。

【具体实施方式】
[0023]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]针对通用航空低空飞行以及航线具有随机性的特点，本发明提供一种通用航空气象信息处理系统。
[0025]图1为本发明提供的通用航空气象信息处理系统实施例一的结构示意图。如图1所示，本发明提供的一种通用航空气象信息处理系统包括:气象数据预处理子系统01、气象信息综合处理子系统02和气象信息交互子系统03。
[0026]气象数据预处理子系统01，与多个不同的气象信息源通信连接，用于接收多个不同的气象信息源分别发送的气象信息和地理信息，并对气象信息进行预处理。其中，气象信息包括:航空气象数据、卫星观测气象数据、地面观测气象数据以及高空观测气象数据；地理信息可以包括:多种比例的地图、边界、地貌图等数据。
[0027]气象信息源可以是中心气象观测站、地方气象观测站或者其他气象信息源。
[0028]气象信息综合处理子系统02，与气象数据预处理子系统01通信连接，用于接收气象数据预处理子系统01发送的预处理后的气象信息，并对预处理后的气象信息进行综合处理。
[0029]气象信息交互子系统03，与气象信息综合处理子系统02通信连接，用于接收气象信息综合处理子系统02发送的综合处理后的气象信息，并将综合处理后的气象信息发送给通用航空用户。
[0030]气象信息交互子系统03主要是起到传输数据的作用。
[0031]本发明实施例中，通过接收多个不同的气象信息源分别发送的气象信息和地理信息，并将这些信息进行综合处理后实时地提供给通用航空用户，这些信息中包括了航空气象数据、卫星观测气象数据、地面观测气象数据以及高空观测气象数据，从而可以满足通用航空飞行过程中低空飞行以及航线具有随机性的需求。
[0032]进一步地，气象数据预处理子系统01，具体用于将多个不同的气象信息源分别发送的气象数据，按照航空气象数据、卫星观测气象数据、地面观测气象数据以及高空观测气象数据进行分类整理。
[0033]具体地，气象数据预处理子系统01收到不同的气象信息源发送的气象数据后，对这些气象数据进行分类整理，以便后续根据不同的需要进行使用。
[0034]图2为本发明提供的通用航空气象信息处理系统施例二的结构示意图，如图2所示，在图1的基础上，气象信息综合处理子系统02，包括:航空气象数据处理模块301、数字卫星云图处理模块302、低空天气图生成模块303以及飞行位置气象信息生成模块304。
[0035]其中，航空气象数据处理模块301、数字卫星云图处理模块302、低空天气图生成模块303以及飞行位置气象信息生成模块304分别与气象数据预处理子系统01通信连接；
[0036]航空气象数据处理模块301，用于将航空气象数据进行译码。
[0037]其中，航空气象数据可以携带在航空气象报文中，具体地，航空气象报文可以是航空例行天气报告(Meteorological Terminal Aviat1n Routine Weather Report,简称METAR)或者终端机场天气预报(Terminal Aerodrome Forecasts,简称TAF),将航空气象数据进行译码主要是将航空气象数据转化为常规用户可以识别的明码；
[0038]进一步地，上述航空气象数据处理模块301接收到航空气象报文后，根据航空气象报文的标示符判断报文的类型，需要说明的是，报文的类型包括METAR、TAF等。然后将报文拆分成多个单元，一般地，可以拆分为12个单元，需要说明的是，12个单元分别是识别码单元、地面风单元、能见度单元、跑道视程单元、天气现象单元、云量云高单元、温度/露点单元、气压单元、过去天气单元、风切变单元、未来2小时天气预测单元和云层及能见度良好单元。进而根据当前处理单元的长度、关键字、正则表达式判断当前处理单元的类型；再依次根据上述当前处理单元的元素的长度、关键字、正则表达式判断当前处理单元的各个元素的类型，需要说明的是，每个单元由不同的元素组成，例如，地面风单元由风速元素和风向元素组成。再根据元素明码映射表的映射规则对当前处理单元的元素进行译码，在将当前处理单元的所有元素遍历完成之后，将各元素译码所获得的明文进行拼接。并且，在上述12个单元都遍历完成后，将各单元的明文进行拼接，就得到了上述常规用户可以识别的明码。
[0039]数字卫星云图处理模块302，用于根据卫星观测气象数据，生成数字卫星云图，卫星观测气象数据包括:卫星图像数据和卫星数值数据。
[0040]其中，上述卫星图像数据指各种卫星云图，包括可见光云图、红外云图、水汽云图等；卫星数值数据是对气象卫星所获取的数据进行物理反演而得到的气象产品，包括云总量、云底高、云分类、大气运动矢量等。
[0041 ] 低空天气图生成模块303，用于根据地面观测气象数据，获取等值线，其中等值线包括下述任一项或组合:等压线、等高线和等温线。
[0042]飞行位置气象信息生成模块304，用于根据高空观测气象数据，计算特定位置的精确气象信息。
[0043]图3为本发明提供的通用航空气象信息处理系统实施例三的结构示意图，在图2所示实施例的基础上，上述数字卫星云图处理模块302可以包括气象卫星资料解析单元2001、投影方式转换单元2002、云图的渲染与绘制单元2003和云图动画单元2005。
[0044]其中，气象卫星资料解析单元2001，用于从卫星观测气象数据中提取卫星图像数据和卫星数值数据，以及提取卫星观测气象数据对应的地理信息。即可获知提取的是具体哪一个地理位置上的卫星观测气象数据。
[0045]具体地，气象卫星资料解析单元2001还可以用于提取属性值、定标表以及颜色映射信息。
[0046]投影方式转换单元2002，用于对卫星观测气象数据进行投影转换，具体地，投影方式转换单元2002根据兰伯特(Iambert)正解公式计算卫星观测气象数据中的经纬度信息相应的投影坐标即屏幕坐标，实现投影方式转换。
[0047]云图的渲染与绘制单元2003，用于根据卫星图像数据获取目标云图，并根据目标云图以及投影转换后的卫星观测气象数据绘制获取数字卫星云图。
[0048]具体地，云图的渲染与绘制单元2003根据不同种类的目标云图，并按照气象云图色彩标准选择调色板，结合卫星观测气象数据绘制云图；其中，不同种类的目标云图可以包括:可见光云图、红外云图、水汽云图等。
[0049]云图动画单元2005，用于将预设时间段内的数字卫星云图，按照预设时间间隔生成云图动画。
[0050]进一步地，参照图3，上述数字卫星云图处理模块，还包括修复单元2004，修复单元2004用于获取数字卫星云图上所有像素点的屏幕坐标；
[0051]对所有像素点的屏幕坐标进行投影变化的逆变换，获取所有像素点的屏幕坐标对应的经纬度坐标；
[0052]若未获取到所有像素点中至少一个像素点的经纬度坐标，则计算至少一个像素点的估计点的值，根据估计点的值确定上述数字卫星云图上至少一个像素点的颜色，并根据上述至少一个像素点的颜色修复数字卫星云图。
[0053]需要说明的是，由于在投影方式转换单元2002中，在对卫星观测气象数据进行兰伯特投影变换时，由于兰伯特投影变换中对低纬度地区有放大的效果，从而引起了投影转换后的卫星观测气象数据在低纬度地区区域增大的部分就会出现数值的空缺(又称“空白现象”)，影响云图的渲染与绘制单元2003所绘制出的云图的准确性，因此需要对根据投影变换后的卫星观测气象数据进行上述处理，即逆向映射和空间插值。
[0054]为了更清楚地说明上述步骤，我们假设数字卫星云图处理模块302获取的数字卫星云图的所有像素点仅有三个，即像素点A，B, C，以此为例对上述逆向映射和空间插值的方法进行详细说明:
[0055]首先，获取像素点A的屏幕坐标为(Xl，Y1)，像素点B的屏幕坐标为(x2，y2)，像素点C的屏幕坐标为(x3，y3)，其中，像素点A是数值空缺点，即空白点。
[0056]其次，分别对像素点A，像素点B，像素点C的屏幕坐标进行投影变换的逆变换得到的经纬度坐标分别是(a U β ι) , (α 2, β 2)，(α 3.β 3)。
[0057]最后，分别判断经纬度坐标《 2，β 2)，(《 3，β 3)是否与投影变换之前的像素点的经纬度坐标一一对应，由于投影变换之前的数字卫星云图上不存在经纬度坐标为(Ct1, P1)的像素点，即可得知像素点A即为像素点的估计点(也就是说像素点A是数值空缺点)，并根据像素点A周围的像素点B和像素点C的值进行线性插值处理得到像素点A的估计值，然后，根据像素点A的估计值确定像素点A的颜色修复数字卫星云图。
[0058]通过上述逆向映射和空间插值的方法可以有效避免投影变换后，因为坐标的不同以及显示区域范围的变化而引起的变换后区域增大部分的数值空缺，此外，由于变换前的像素分布为规则分布且像素具有唯一性，所以插值模型简单，从而减少了插值难度，同时避免了像素“重叠”现象，使得绘制出的云图更加精确。
[0059]图4为本发明提供的通用航空气象信息处理系统实施例四的结构示意图，在图2所示实施例的基础上，上述低空天气图生成模块303可以包括三角网剖分单元3001，等值线追踪单元3002，平滑处理单元3003，填充单元3004。
[0060]其中，三角网剖分单元3001，用于将地面观测气象数据进行三角剖分，获取地面观测气象数据的拓扑，具体的，生成包含地面观测气象数据的外围凸包，然后在凸包内逐点插值，以凸包为边界生成初始三角网，在构网过程中为了保持精度，采用局部优化过程(Local Optimizat1n Procedure,简称LOP)算法进行优化，以确保生成的三角网为德劳内(Delaunay)三角网；
[0061]等值线追踪单元3002，用于根据地面观测气象数据的要素信息的极值计算各要素对应的等值线间隔，并对各要素信息对应的等值线进行追踪，获取折线化等值线，其中，要素信息包括下述任一项或组合:气压信息、海拔高度信息、温度信息，可选地，根据地面观测气象数据的要素信息的极大值和极小值可以确定出要素信息的范围，用户可以手动调整等值线的间隔；
[0062]平滑处理单元3003，用于对折线化等值线进行平滑处理，具体包括:计算相邻地面观测气象数据点的中点；将相邻中点连成的线段平移到对应的地面观测气象数据点；以平移后的中点作为控制点，相邻的地面观测气象数据点为起始点画曲线，实现等值线平滑；
[0063]填充单元3004，用于对平滑处理后的等值线进行色彩填充，具体的，不同的等值线产品(如等压线、等温线等)可以根据航空气象学的要求和气象专家的使用习惯采用不同颜色配比方案(如不同的色系)符合。
[0064]图5为本发明提供的通用航空气象信息处理系统实施例五的结构示意图，在图2所示实施例的基础上，上述飞行位置气象信息生成模块304可以包括气象数据处理单元4001，计算单元4002，生成单元4003。
[0065]气象数据处理单元4001，用于获取各高空观测气象数据的位置信息，并根据位置信息确定特定位置的高空观测气象数据；
[0066]其中，该特定位置为通用航空航线上需要进行通知气象信息的地理位置。
[0067]计算单元4002，用于计算特定位置的高空观测气象数据与其它高空观测气象数据的差值，根据上述差值拟合求解变差函数，并获取整个区域的变差函数模型。
[0068]需要说明的是根据上述差值采用拟合的方法求解出多个变差函数，然后通过套和的方式对上述所得到的变差函数进行套和，根据实际情况选取最终的变差函数；
[0069]生成单元4003，用于根据变差函数模型计算特定位置的精确气象信息。
[0070]进一步地，飞行位置气象信息生成模块304，还包括:
[0071]矢量风处理单元4004，用于根据上述高空观测气象数据获取不同高度层的风向信息和风速信息,并生成风矢量图。
[0072]图6为本发明提供的通用航空气象信息处理系统实施例六的结构示意图，在图2所示实施例的基础上，上述气象数据预处理子系统01可以具体包括:接收模块101、数据访问与管理模块102和气象数据预处理模块103。
[0073]接收模块101，与多个不同的气象信息源通信连接，用于接收多个不同的气象信息源分别发送的气象信息和地理信息，并将接收到的气象信息和地理信息存储在多源数据库中。
[0074]数据访问与管理模块102，与接收模块101通信连接，用于从多源数据库中获取气象信息和地理信息，然后根据所获取的气象信息和地理信息的种类和接收时间进行分类存放，并对这些气象信息和地理信息的接收状态进行监视以及对历史气象信息和地理信息进行管理。上述接收状态主要包括气象信息和地理信息的接收时间。
[0075]更进一步地，数据访问与管理模块102还用于判断上述气象信息和地理信息的接收时间是否超过预设接收时间，若气象信息和地理信息的接收时间超过预设接收时间，则删除未接收完的气象信息和地理信息，否则将接收到的气象信息发送到气象数据预处理模块103，需要说明的是，用户可以根据不同的应用场景确定不同的预设接收时间。
[0076]气象数据预处理模块103，与数据访问与管理模块102通信连接，用于按照相应的标准对气象信息进行解析，获得气象信息的有效载荷数据，并存储该有效载荷数据。
[0077]需要说明的是，所接收的气象信息中包括有效载荷数据以及其它数据，其中，有效载荷数据是记载着有效气象信息的那部分数据，预处理过程中可以将其中除有效载荷数据之外的其它数据删除。另外，所接收的上述地理信息中一般不包括无效数据，因此地理信息可以不经过预处理。
[0078]需要说明的是，上述相应的标准指的是气象信息传输时所采用的标准，例如IEEE802.11系列标准，在本实施例中，我们对数据传输时所采用的标准不做具体限定。
[0079]图7为本发明提供的通用航空气象信息处理系统实施例七的结构示意图，在图2所示实施例的基础上，上述气象信息交互子系统03具体包括气象信息检索与统计模块201、气象/地理信息融合模块202和可视化气象信息发布模块203。
[0080]其中，气象信息检索与统计模块201，用于根据上述通用航空用户的时间、地理信息和气象信息类别在气象信息综合处理子系统02综合处理后的气象信息中进行检索，统计出通用航空用户飞行区域相关气象条件所必须的气象信息和地理信息；
[0081]气象/地理信息融合模块202，根据上述统计出的通用航空用户飞行区域相关气象条件所必须的气象信息和地理信息，确定这些气象信息和地理信息的对应关系，即获取特定地理位置的气象信息。
[0082]可视化气象信息发布模块203，用于将气象/地理信息融合模块202确定的气象信息和地理信息的对应关系向通用航空用户进行可视化的展示，即将特定地理位置的气象信息展示给通用航空用户。
[0083]本发明实施例提供的通用航空气象信息处理系统，通过在数字卫星云图处理模块采用逆向映射和空间插值的方法使得绘制出的云图更加精确，通过设置低空天气图生成模块和飞行位置气象信息生成模块可以分别为通用航空的飞行用户提供低空等值线和某个特定位置的精确气象信息，可以满足通用航空飞行过程中低空飞行以及航线随机的需求。
[0084]图8为本发明提供的通用航空气象信息处理方法实施例一的流程示意图，该方法包括:
[0085]S801、气象数据预处理子系统接收多个不同的气象信息源分别发送的气象信息和地理信息，并对气象信息进行预处理，其中，气象信息包括:航空气象数据、卫星观测气象数据、地面观测气象数据以及高空观测气象数据；
[0086]S802、气象信息综合处理子系统接收气象数据预处理子系统发送的预处理后的气象信息，并对预处理后的气象信息进行综合处理；
[0087]S803、气象信息交互子系统接收气象信息综合处理子系统发送的综合处理后的气象信息，并将综合处理后的气象信息发送给通用航空用户。
[0088]本实施例中，通过接收多个不同的气象信息源分别发送的气象信息和地理信息，并将这些信息进行综合处理后实时地提供给通用航空用户，这些信息中包括了航空气象数据、卫星观测气象数据、地面观测气象数据以及高空观测气象数据，从而可以满足通用航空飞行过程中低空飞行以及航线具有随机性的需求。
[0089]进一步地，另一实施例中，气象数据预处理子系统将多个不同的气象信息源分别发送的气象数据，按照航空气象数据、卫星观测气象数据、地面观测气象数据以及高空观测气象数据进行分类整理。
[0090]另一实施例中，气象信息综合处理子系统对预处理后的气象信息进行综合处理，具体可以包括下述任一项或任意组合:
[0091]I)将航空气象数据进行译码；
[0092]2)根据卫星观测气象数据，生成数字卫星云图，卫星观测气象数据包括:卫星图像数据和卫星数值数据；
[0093]3)根据地面观测气象数据，获取等值线，其中等值线包括下述任一项或组合:等压线、等高线和等温线；
[0094]4)根据高空观测气象数据，计算特定位置的精确气象信息。
[0095]图9为本发明提供的通用航空气象信息处理方法实施例二的流程示意图，上述根据卫星观测气象数据，生成数字卫星云图，可以包括:
[0096]S901、从卫星观测气象数据中提取卫星图像数据和卫星数值数据，以及提取卫星观测气象数据对应的地理信息；
[0097]S902、对卫星观测气象数据进行投影转换；
[0098]S903、根据卫星图像数据获取目标云图，并根据目标云图以及投影转换后的卫星观测气象数据绘制获取数字卫星云图；
[0099]S904、将预设时间段内的数字卫星云图，按照预设时间间隔生成云图动画。
[0100]其中，根据卫星图像数据获取目标云图，并根据目标云图以及投影转换后的卫星观测气象数据绘制获取数字卫星云图之后，还可以包括:获取数字卫星云图上所有像素点的屏幕坐标；对所有像素点的屏幕坐标进行投影变化的逆变换，获取所有像素点的屏幕坐标对应的经纬度坐标；若未获取到所有像素点中至少一个像素点的经纬度坐标，则计算至少一个像素点的估计点的值，根据估计点的值确定上述数字卫星云图上至少一个像素点的颜色，并根据至少一个像素点的颜色修复数字卫星云图。
[0101]图10为本发明提供的通用航空气象信息处理方法实施例二的流程示意图，上述根据地面观测气象数据，获取等值线，可以包括:
[0102]S1001、将地面观测气象数据进行三角剖分，获取地面观测气象数据的拓扑；
[0103]S1002、根据地面观测气象数据的要素信息的极值计算各要素对应的等值线间隔，并对各要素信息对应的等值线进行追踪，获取折线化等值线，其中要素信息包括下述任一项或组合:气压信息、海拔高度信息、温度信息；
[0104]S1003、对折线化等值线进行平滑处理；
[0105]S1004、对平滑处理后的等值线进行色彩填充。
[0106]图11为本发明提供的通用航空气象信息处理方法实施例三的流程示意图，上述根据高空观测气象数据，计算特定位置的精确气象信息，可以包括:
[0107]S1101、获取各高空观测气象数据的位置信息，并根据位置信息确定特定位置的高空观测气象数据；
[0108]S1102、计算特定位置的高空观测气象数据与其它高空观测气象数据的差值，根据差值拟合求解变差函数，并获取整个区域的变差函数模型；
[0109]S1103、根据变差函数模型计算特定位置的精确气象信息。
[0110]其中，根据高空观测气象数据，计算特定位置的精确气象信息，还可以包括:根据高空观测气象数据获取不同高度层的风向信息和风速信息，并生成风矢量图。
[0111]本发明实施例提供的通用航空气象信息处理方法，通过采用逆向映射和空间插值的方法使得绘制出的云图更加精确，通过地面观测气象数据和高空观测气象数据可以分别为获取低空等值线和某个特定位置的精确气象信息，从而可以满足通用航空飞行过程中低空飞行以及航线随机的需求。
[0112]本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括:R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0113]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种通用航空气象信息处理系统，其特征在于，包括:气象数据预处理子系统、气象信息综合处理子系统和气象信息交互子系统；其中， 所述气象数据预处理子系统，与多个不同的气象信息源通信连接，用于接收所述多个不同的气象信息源分别发送的气象信息和地理信息，并对所述气象信息进行预处理，其中，所述气象信息包括:航空气象数据、卫星观测气象数据、地面观测气象数据以及高空观测气象数据； 所述气象信息综合处理子系统，与所述气象数据预处理子系统通信连接，用于接收所述气象数据预处理子系统发送的预处理后的气象信息，并对所述预处理后的气象信息进行综合处理； 所述气象信息交互子系统，与所述气象信息综合处理子系统通信连接，用于接收所述气象信息综合处理子系统发送的综合处理后的气象信息，并将所述综合处理后的气象信息发送给通用航空用户。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气象数据预处理子系统，具体用于将所述多个不同的气象信息源分别发送的气象数据，按照航空气象数据、卫星观测气象数据、地面观测气象数据以及高空观测气象数据进行分类整理。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述气象信息综合处理子系统，包括:航空气象数据处理模块、数字卫星云图处理模块、低空天气图生成模块以及飞行位置气象信息生成模块，所述航空气象数据处理模块、所述数字卫星云图处理模块、所述低空天气图生成模块以及所述飞行位置气象信息生成模块分别与所述气象数据预处理子系统通信连接; 所述航空气象数据处理模块，用于将所述航空气象数据进行译码； 所述数字卫星云图处理模块，用于根据所述卫星观测气象数据，生成数字卫星云图，所述卫星观测气象数据包括:卫星图像数据和卫星数值数据； 所述低空天气图生成模块，用于根据所述地面观测气象数据，获取等值线，其中所述等值线包括下述任一项或组合:等压线、等高线和等温线； 所述飞行位置气象信息生成模块，用于根据所述高空观测气象数据，计算特定位置的精确气象信息。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述数字卫星云图处理模块，包括: 气象卫星资料解析单元，用于从所述卫星观测气象数据中提取所述卫星图像数据和所述卫星数值数据，以及提取所述卫星观测气象数据对应的地理信息； 投影方式转换单元，用于对所述卫星观测气象数据进行投影转换； 云图的渲染与绘制单元，用于根据所述卫星图像数据获取目标云图，并根据所述目标云图以及所述投影转换后的卫星观测气象数据绘制获取所述数字卫星云图； 云图动画单元，用于将预设时间段内的所述数字卫星云图，按照预设时间间隔生成云图动画。
5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述数字卫星云图处理模块，还包括: 修复单元，用于获取所述数字卫星云图上所有像素点的屏幕坐标； 对所述所有像素点的屏幕坐标进行投影变化的逆变换，获取所述所有像素点的屏幕坐标对应的经纬度坐标； 若未获取到所述所有像素点中至少一个像素点的经纬度坐标，则计算所述至少一个像素点的估计点的值，根据所述估计点的值确定所述数字卫星云图上所述至少一个像素点的颜色，并根据所述至少一个像素点的颜色修复数字卫星云图。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述低空天气图生成模块，包括: 三角网剖分单元，用于将所述地面观测气象数据进行三角剖分，获取所述地面观测气象数据的拓扑； 等值线追踪单元，用于根据所述地面观测气象数据的要素信息的极值计算各要素对应的等值线间隔，并对各所述要素信息对应的等值线进行追踪，获取折线化等值线，其中所述要素信息包括下述任一项或组合:气压信息、海拔高度信息、温度信息； 平滑处理单元，用于对所述折线化等值线进行平滑处理； 填充单元，用于对所述平滑处理后的等值线进行色彩填充。
7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述飞行位置气象信息生成模块，包括: 气象数据处理单元，用于获取各所述高空观测气象数据的位置信息，并根据所述位置信息确定所述特定位置的高空观测气象数据； 计算单元，用于计算所述特定位置的高空观测气象数据与其它所述高空观测气象数据的差值，根据所述差值拟合求解变差函数，并获取整个区域的变差函数模型； 生成单元，用于根据所述变差函数模型计算所述特定位置的精确气象信息。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述飞行位置气象信息生成模块，还包括: 矢量风处理单元，用于根据所述高空观测气象数据获取不同高度层的风向信息和风速信息，并生成风矢量图。
【文档编号】G06F19/00GK104408297SQ201410645203
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】罗喜伶, 范佳欣, 王靖博, 张磊 申请人:北京航空航天大学, 中电科航空电子有限公司