气象信息与航迹融合显示系统及方法与流程

本发明涉及空中交通管制领域，尤其涉及一种气象信息与航迹融合显示系统及方法。

背景技术

航空器飞行限制因素影响和制约航空器飞行的各种因素，包括航空器性能、飞行高度、飞行时间、地理环境、地面保障设施以及地面对空活动等，此外，气象条件也是重要的飞行限制因素：不同型的航空器有不同的飞行气象标准，因为气候变化多端，时常会刮风下雨，以及各种自然灾害，如龙卷风等，所以绝对的“全天候飞机”是不存在的。

气象卫星云图、气象雷达等天气系统监测信息与航空器飞行等业务信息对接融合，是一次气象信息展示与服务形式上的创新，对于民航气象信息服务很有意义。

在空中交通管制系统中，系统实时处理来自一次雷达、二次雷达、ads等监视数据，提供管制人员监视空域的全面信息。数据融合提供了一个非常有力的多源数据处理工具，将来自多信息源的信息进行融合，获得比单信息源更精确和完整的关于目标的判断与描述，这对于建立空中交通管制系统来说是非常重要的。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出了一种气象信息与航迹融合显示系统及方法，扩大了监视和控制的范围，提高了目标定位精度，增加预测可信度，从而保障飞行的安全性、空间区域利用的高效性，更有利于识别天气系统尤其是灾害性天气对航空器飞行形成的潜在影响。

本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种气象信息与航迹融合显示系统，其包括依次信号连接的数据接收模块(1)、处理器(2)和显示器(3)，其中，

数据接收模块(1)，实时接收气象卫星发送的气象云图数据文件，以及ads-b地面站或者telephonics雷达发送的航迹数据文件；

处理器(2)，接收气象云图数据文件和航迹数据文件，对其进行解码及投影变换处理，在统一的投影坐标系中，将航迹信息显示在气象卫星云图上，生成融合图像；

显示器(3)，将融合图像进行更新显示。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述数据接收模块(1)与葵花气象卫星数据服务器网络连接，葵花气象卫星云图每10分钟更新一次，葵花气象卫星数据服务器在完成数据接收和处理并生成气象云图后，以ftp方式发送给数据接收模块(1)。

在以上技术方案的基础上，优选的，航迹数据包括飞行器经度、纬度、高度、时间、航向、空速，以及飞行器的识别信息和类别信息。

在以上技术方案的基础上，优选的，数据接收模块(1)与ads-b地面站或者telephonics雷达网络连接，ads-b地面站以eurocontrolasterix标准格式将航迹数据文件通过udp数据包发送到数据接收模块(1)，telephonics雷达以telephonics远程引接简化包格式通过udp数据包发送到数据接收模块(1)。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述数据接收模块(1)与天气雷达网络连接，并实时接收天气雷达发送的雷达基本反射率数据，处理器(2)将雷达基本反射率数据与气象卫星云图进行叠加融合后触发显示器(3)更新显示。

在以上技术方案的基础上，优选的，处理器(2)进行投影变换处理的过程中，以气象卫星云图的投影方式为基础，采用相同的投影方程和参数，气象卫星云图与航迹信息在空间位置上的高度一致。

第二方面，本发明提供了一种气象信息与航迹融合显示方法，包括以下步骤，

s1，实时接收气象卫星发送的气象云图数据文件，以及ads-b地面站或者telephonics雷达发送的航迹数据文件；

s2，接收气象云图数据文件和航迹数据文件，对其进行解码及投影变换处理，在统一的投影坐标系中，将航迹信息显示在气象卫星云图上，生成融合图像；

s3，将融合图像进行更新显示。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤s2中对于不同类型的信息用不同的彩色加以区分。

在以上技术方案的基础上，优选的，每次气象卫星云图观测时间和每次航迹信息的发布时间都在融合图像上显示并实时更新；当出现气象卫星云图或航迹信息未按照预定周期更新时，提示未按时收到的信息源，并且不再显示上一周期的该信息，直到新的信息到来。

本发明的气象信息与航迹融合显示系统及方法相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过对现有的卫星云图数据、气象雷达、航空器航迹数据的收集和融合处理，实现高频次云图信息、雷达基本反射率与航迹信息的综合显示，将不同信源、不同时刻、相对于不同坐标系的监测数据融合起来，就能实现多重覆盖，扩大监视和控制的范围，提高目标定位精度，增加预测可信度，从而保障飞行的安全性、空间区域利用的高效性，更有利于识别天气系统尤其是灾害性天气对航空器飞行形成的潜在影响，能够为管制指挥及调度提供更准确、更直观的气象信息支持；

(2)以相同的投影方程、参数为基础，确保卫星云图、天气雷达与航迹信息在空间位置上的高度一致性；

(3)支持多种类型的航迹数据源，包括二次雷达、ads-b等，适应不同机场的实际要求；

(4)支持地图中航迹标注过多时的自动避让显示，多种信息色彩分明，易于辨识。

附图说明

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的气象信息与航迹融合显示系统连接关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的，其包括气象信息与航迹融合显示系统，其包括依次信号连接的数据接收模块1、处理器2和显示器3。

数据接收模块1，实时接收气象卫星发送的气象云图数据文件，以及ads-b地面站或者telephonics雷达发送的航迹数据文件。具体的，所述数据接收模块1与葵花气象卫星数据服务器网络连接，葵花气象卫星云图每10分钟更新一次，葵花气象卫星数据服务器在完成数据接收和处理并生成气象云图后，以ftp方式发送给数据接收模块1。具体的，数据接收模块1与ads-b地面站或者telephonics雷达网络连接。确保气象卫星云图、航迹信息按照预期的时间周期及时更新。具体的，航迹数据的主要信息是飞机的4维位置信息，包括飞行器经度、纬度、高度和时间，和其它可能附加信息，包括航向、空速，以及飞行器的识别信息和类别信息。如果采用的是ads-b地面站输出数据，还可能包括一些别的附加信息，如风速、风向和飞机机舱外温度等。数据接收模块1支持多种航迹数据源的显示，ads-b地面站以eurocontrolasterix标准格式将航迹数据文件通过udp数据包发送到数据接收模块1，telephonics雷达以telephonics远程引接简化包格式通过udp数据包发送到数据接收模块1。

处理器2，接收气象云图数据文件和航迹数据文件，对其进行解码及投影变换处理，在统一的投影坐标系中，将航迹信息显示在气象卫星云图上，生成融合图像。具体的，处理器2进行投影变换处理的过程中，以空管部门气象台气象卫星云图的投影方式为基础，采用相同的投影方程和参数，气象卫星云图与航迹信息在空间位置上的高度一致。

显示器3，将融合图像进行更新显示。

具体的，所述数据接收模块1与天气雷达网络连接，并实时接收天气雷达发送的雷达基本反射率数据，处理器2将雷达基本反射率数据与气象卫星云图进行叠加融合后触发显示器3更新显示。

本发明的气象信息与航迹融合显示方法，包括以下步骤，

s1，实时接收气象卫星发送的气象云图数据文件，以及ads-b地面站或者telephonics雷达发送的航迹数据文件；

s2，接收气象云图数据文件和航迹数据文件，对其进行解码及投影变换处理，在统一的投影坐标系中，将航迹信息显示在气象卫星云图上，生成融合图像；

s3，将融合图像进行更新显示。

气象卫星云图与航迹信息融合显示主要表现在一个时间周期内飞行器相对于云的位置信息，对于不同类型的信息用不同的彩色加以区分，确保各种信息明确，易于辨识；每次气象卫星云图观测时间和每次航迹信息的发布时间都在融合图像上显示并实时更新；当出现气象卫星云图或航迹信息未按照预定周期更新时，提示未按时收到的信息源，并且不再显示上一周期的该信息，直到新的信息到来，确保过时的信息不会出现在展示界面上。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。