直接探测激光雷达的低空风切变预警算法研究

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1、硕士学位论文直接探测激光雷达的低空风切变预警算法研究研究生姓名：闫妍导师姓名：蒋立辉教授2016年4月24日分类号：TN958.98密级：公开UDC：621.39学号：1304016中国民航大学硕士学位论文直接探测激光雷达的低空风切变预警算法研究研究生姓名：闫妍导师姓名：蒋立辉教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：信息与通信工程所在院系：电子信息与自动化学院论文答辩日期：2016年4月24日2016年4月24日Low-levelWindShearAlertingAlgorithmResearch

2、ofTheDirectDetectionLiDARADissertationSubmittedtoCivilAviationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYYANYanSupervisedbyProf.JIANGLi-huiCollegeofElectronicInformationandAutomationCivilAviationUniversityofChinaApril2016中国民航大学学位论文独创性声明

3、本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外尽我所知，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得中国民航大学或其它教育机构的学位或证书而使一用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说’明并表示了谢意。研巧生签名：心日期：尊中国民航大学学位论文使用授权声明中国民航大学、中国科学技术信息研巧所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，

4、可Ｗ采用影印。、缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档一的内容和纸质论文的内容相致，，。除在保密期内的保密论文外允许论文被查阅和借阅可Ｗ公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权中国民航大学研究生部办理。￣．６研究生签名心‘公＾：导师签名；曰期：）摘要低空风切变是一种国际上公认的严重影响飞行安全的大气现象。其类型多种，针对不同类型的低空风切变进行预警，可以有效提高飞行安全。目前实际应用的激光雷达预警算法只有单斜坡检测，容易造成漏报，所以对预警算法的深入研

5、究是极其重要的。此外选择合适的扫描方式提供有效风速数据以及对风速数据的处理也很重要。低空风切变主要发生在飞机起飞离场以及飞机着陆进场过程中，因此选择比较具有针对性的下滑道扫描，这种扫描方式除了更加具有针对性以外还缩短了扫描时间，进而提高预警率。确定扫描方式之后，首先，对经过下滑道扫描之后得到的径向风速数据进行质量控制，然后对其进行有效数据筛选重组，得到重组的逆风风廓线。其次，对重组逆风风廓线使用预警算法进行探测，找到风切变发生范围、发生强度以及风切变发生最强烈的位置报告给飞行员。主要预警算法包括三

6、种：F因子、涡流耗散率、斜坡检测。对这三种算法都进行了研究实验，结果表明F因子和涡流耗散率需要经过大量实验来确定阈值。而斜坡检测已经被应用在实际机场之中，并且经过实际应用表明预警率得到了很大提高。相对于原算法的基于单斜坡检测提出了将下滑道扫描与单双斜坡相结合的预警算法，对重组风廓线进行单斜坡以及双斜坡梯度变化的检测，最后以国际上规定的风切变阈值以及风切变强度因子判别公式判断风切变。使用激光雷达实测数据验证了该方法的有效性，对提高风切变预警率和实际应用是有重要意义的。关键词：低空风切变；激光雷达；下

7、滑道扫描；重组逆风风廓线；斜坡检测IAbstractLow-levelwindshearisaninternationally-acceptedatmosphericphenomenonthatseriouslyaffectsflightsafety.Thereareseveraltypesofwindshear.Conductingwarningfordifferenttypesoflow-levelwindshear,flightsafetycanbeimprovedeffectively.C

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