GRIB數(shù)據(jù)及其在航跡預(yù)測中的應(yīng)用

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1、第４３卷第６期航空計算技術(shù)Ｖｏｌ．４３Ｎｏ．６２０１３年１１月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＮｏｖ．２０１３ＧＲＩＢ數(shù)據(jù)及其在航跡預(yù)測中的應(yīng)用武曉光，張軍峰，蔣海行（南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院，江蘇南京２１００１６）摘要：四維航跡預(yù)測的準確性是軌跡運行與空管決策支持的基礎(chǔ)，而高空風(fēng)數(shù)據(jù)支持下的氣象建模是提高航跡預(yù)測準確性的關(guān)鍵。通過解析ＧＲＩＢ格式的風(fēng)數(shù)據(jù)，獲取各高度層的風(fēng)速和風(fēng)向，同時依據(jù)風(fēng)對地速、航向的影響進行四維航跡預(yù)測建模，利用浦東機場的進場航班實現(xiàn)仿真驗證，將預(yù)測結(jié)果與實際雷達軌跡對比

2、，驗證了風(fēng)影響下四維航跡預(yù)測的準確性。關(guān)鍵詞：航跡預(yù)測；ＧＲＩＢ數(shù)據(jù)；風(fēng)數(shù)據(jù)；氣象建模中圖分類號：Ｖ３２８文獻標識碼：Ａ文章編號：１６７１桘６５４Ｘ（２０１３）０６桘００５９桘０４ApplicationofGRIBDatafor４DTrajectoryPredictionＷＵＸｉａｏ桘ｇｕａｎｇ，ＺＨＡＮＧＪｕｎ桘ｆｅｎｇ，ＪＩＡＮＧＨａｉ桘ｈａｎｇ（CollegeofCivilAviation，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing２１００１６，Chin

3、a）Abstract：Ｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆ４Ｄｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｉｓｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ桘ｂａｓｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅ-ｃｉｓｉｏｎｓｕｐｐｏｒｔｔｏｏｌｓｏｆＡＴＣ．Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｅｗｉｎｄｍｏｄｅｌｉｎｇ，ｉｓｔｈｅｋｅｙｅｌｅｍｅｎｔｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ．ＴｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｗｉｎｄｄａｔａｉｎＧＲＩＢｆｏ

4、ｒｍａｔ，ｗｉｎｄｓｐｅｅｄａｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｔｅａｃｈｌｅｖｅｌｓｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ４Ｄｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｃｏｎ-ｓｔｒｕｃｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｗｉｎｄｅｆｆｅｃｔｔｏａｉｒｃｒａｆｔｍｏｖｅｍｅｎｔｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙＧｒｏｕｎｄＳｐｅｅｄａｎｄＨｅａｄｉｎｇｏｆａｉｒｃｒａｆｔ．ＴａｋｉｎｇａｒｒｉｖａｌｆｌｉｇｈｔｓｔｏＳｈａｎｇｈａｉＰｕｄｏｎｇＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＡｉｒｐｏｒｔａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ａｓｉｍｕｌａｔ

5、ｉｏｎｉｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｔｈｅｒａｄａｒｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ａｎｄｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｐｐｒｏａｃｈ．Keywords：ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ；ＧＲＩＢｄａｔａ；ｗｉｎｄｄａｔａ；ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇ引言在基于航空器動力學(xué)及運動學(xué)的航跡預(yù)測研究中，精確的數(shù)據(jù)支持可以提高預(yù)測結(jié)果的有效性，而氣航空器

6、４Ｄ航跡是以空間和時間形式，對某一航象數(shù)據(jù)就是其中一項重要的數(shù)據(jù)。氣象數(shù)據(jù)中的風(fēng)數(shù)空器航跡中的各點空間位置（經(jīng)度、緯度和高度）和時［１］據(jù)對航跡預(yù)測的影響尤為重要，如果缺少風(fēng)速風(fēng)向，將間的精確描述。４Ｄ軌跡的準確性預(yù)測是新一代基降低航空器四維軌跡預(yù)測的精度。然而由于風(fēng)數(shù)據(jù)難于航跡運行的空管自動化系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用［２］［３］以獲取，在目前國內(nèi)的四維航跡預(yù)測研究中，只在理論于進離場航班排序、飛行沖突的預(yù)警與解除、航上對風(fēng)在航跡預(yù)測中的影響加以描述，或以矢量圖的跡優(yōu)化等。形式假設(shè)風(fēng)速、風(fēng)向的大小，并以此簡單建模。由于上目

7、前航空器飛行軌跡預(yù)測方法主要有兩種：其一［４］述方法不能準確獲得氣象部門的真實數(shù)據(jù)，其四維航是基于混合估計理論實現(xiàn)航跡預(yù)測，畢竟航空器運跡預(yù)測的效果難以令人信服。因此，對航跡預(yù)測中風(fēng)動不僅具有多模態(tài)性質(zhì)，而且需要考慮其橫向、縱向以信息的建模，并且將涵蓋風(fēng)信息的氣象模型作為獨立及垂直方向的三維狀態(tài)，因此航跡預(yù)測可以視作隨機模塊，參與構(gòu)建航跡預(yù)測模型，顯得尤為重要。本文通［５］線性混雜系統(tǒng)的估計問題。其二是基于航空器動力過分析ＧＲＩＢ格式的氣象數(shù)據(jù)，實現(xiàn)具體風(fēng)數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)及運動學(xué)模型，利用各類機型的性能參數(shù)實現(xiàn)航跡據(jù)庫形式存儲，

8、然后在航跡預(yù)測的過程中，實時讀取與［６］預(yù)測。計算，可以有效提高四維航跡預(yù)測精度。收稿日期：２０１３－０９－１３修訂日期：２０１３－１１－０１基金項目：江蘇省自然科學(xué)基金項目資助（ＢＫ２０１３０８１４）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金項目資助（ＮＳ２０１２０２８）；波音－中國商飛聯(lián)合資助課題（２０１２－