技術(shù)特征：

1.一種基于氣象雷達數(shù)據(jù)的危險氣象條件下的航空器改航方法，其特征在于：

具體流程如下：

步驟1，化設雷暴區(qū)域

根據(jù)氣象雷達提供的雷達回波圖片，采用圖像處理技術(shù)分離出不同等級的雷暴區(qū)域，同時結(jié)合氣象雷達提供的回波頂高以及回波底高圖片，獲取每個雷暴區(qū)域的高度變化范圍，并將不同等級的雷暴區(qū)域顯示在空圖上；

步驟2，改航策略建模

根據(jù)步驟1劃設的雷暴區(qū)域，結(jié)合對應的雷暴危險等級，充分考慮飛行員工作負荷、航空器性能等限制因素，以單個航空器作為研究對象，建立改航路徑規(guī)劃的數(shù)學模型；

步驟3，動態(tài)規(guī)劃改航路徑

針對雷暴不斷運動、變化的特點，結(jié)合改航策略模型、雷暴區(qū)域水平影響范圍以及高度影響范圍，實時為航空器規(guī)劃改航路徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于氣象雷達數(shù)據(jù)的危險氣象條件下的航空器改航方法，其特征在于：所述雷暴區(qū)域根據(jù)氣象雷達的回波等級信息劃分為0-6個等級，如下表所示：

表1雷暴區(qū)域等級劃分

。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于氣象雷達數(shù)據(jù)的危險氣象條件下的航空器改航方法，其特征在于：所述步驟1具體流程如下：

步驟101，對雷達回波圖進行處理，獲得每個回波等級的RGB顏色值，并 根據(jù)雷暴等級，獲取每個等級雷暴像素點的位置；

步驟102，對回波頂高、回波底高圖進行處理，獲得每個高度的RGB顏色值，并根據(jù)步驟101中得到的雷暴像素點位置，在回波頂高圖和回波底高圖中獲取相應的回波頂高、回波底高數(shù)據(jù)；

步驟103，保存回波反射率大于等于指定雷暴等級的像素點以及該像素點對應的坐標，形成一張該等級雷暴區(qū)域的圖片；

步驟104，對步驟103得到的某一等級的雷暴區(qū)域圖片，采用圖像處理技術(shù)，獲取該雷暴區(qū)域的多邊形輪廓；

步驟105，根據(jù)氣象雷達所在位置的經(jīng)緯度坐標、圖片的分辨率以及雷暴區(qū)域在圖片上的位置坐標，計算不同等級雷暴區(qū)域像素點對應的經(jīng)緯度坐標；

步驟106，根據(jù)雷暴區(qū)域的經(jīng)緯度坐標，將不同等級雷暴區(qū)域輪廓用不同顏色繪制到空圖上，形成雷暴等級圈。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于氣象雷達數(shù)據(jù)的危險氣象條件下的航空器改航方法，其特征在于：所述步驟2具體為：

結(jié)合雷暴危險等級，以改航路徑最短，平均改航路徑危險等級最小為優(yōu)化目標建立改航路徑規(guī)劃數(shù)學模型，模型如下：

目標函數(shù)：

Dis表示改航路徑長度，其中p₀、為改航起始點與結(jié)束點，p_i為改航過程中的轉(zhuǎn)彎點，N_T為轉(zhuǎn)彎點個數(shù)，l_d(p_i,p_i+1)表示航段p_i-p_i+1的航程；Safe表示改航路徑的平均危險等級，等于每段改航路徑所經(jīng)雷暴區(qū)域的危險等級之和。其中echo為雷暴區(qū)域的危險等級，d_echo(p_i,p_i+1)為該等級的雷暴區(qū)域影響(p_i,p_i+1)段改航路徑的航段長度。

約束條件：

echo＜3 (1)

式(1)表示出于安全考慮，改航路徑不允許經(jīng)過危險等級大于3的雷暴區(qū)域；式(2)表示為了保障航空器順利完成轉(zhuǎn)彎，其航段長度應大于等于最短航段長度，其中l(wèi)_dmin表示最短航段長度；式(3)表示結(jié)合航空器性能以及飛行員操縱水平，航空器的轉(zhuǎn)彎角度應小于等于允許的最大轉(zhuǎn)彎角度，其中表示改航路徑的轉(zhuǎn)彎角度，θ_max表示允許的最大轉(zhuǎn)彎角度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于氣象雷達數(shù)據(jù)的危險氣象條件下的航空器改航方法，其特征在于：所述步驟3的具體流程如下：

步驟301，根據(jù)航空器巡航速度、氣象雷達更新時間，判斷航空器在該時間片飛行時是否受到雷暴影響，若有影響，則轉(zhuǎn)至步驟302，否則結(jié)束；

步驟302，設置當前時間片i＝1；

步驟303，根據(jù)第i個時間片對應的危險天氣區(qū)域位置、水平影響范圍，結(jié)合航空器計劃飛行路徑的經(jīng)緯度信息，判斷航空器在二維空間是否受到該雷暴區(qū)域遮擋，若遮擋，則轉(zhuǎn)至步驟304，否則轉(zhuǎn)至步驟307；

步驟304，根據(jù)航空器飛行高度與該時間片對應的危險天氣區(qū)域的高度變化范圍，判斷航空器是否在該高度范圍內(nèi)飛行，是則轉(zhuǎn)至步驟305，否則轉(zhuǎn)至步驟307；

步驟305，對于需要改航的航空器，確定改航起始點與結(jié)束點，利用改航策略模型規(guī)劃一條改航路徑；

步驟306，根據(jù)改航路徑航程、航空器巡航速度以及氣象雷達更新時間，計算改航路徑需要飛行的時間片個數(shù)n；

步驟307，i＝i+1；

步驟308，預測航空器沿改航路徑飛行一個時間片后的位置，設置該位置為P，根據(jù)第i個時間片對應的危險天氣區(qū)域的位置、水平范圍，結(jié)合航空器計劃飛行路徑的經(jīng)緯度信息，判斷航空器從P點到改航結(jié)束點的改航路徑是否受到雷 暴遮擋，若遮擋，則轉(zhuǎn)至步驟309，否則轉(zhuǎn)至步驟307；

步驟309，根據(jù)航空器飛行高度，該時間片對應的危險天氣區(qū)域的高度變化范圍，判斷航空器是否在該高度范圍內(nèi)飛行，是則轉(zhuǎn)至步驟310，否則轉(zhuǎn)至步驟307；

步驟310，以P為改航起始點，改航結(jié)束點不變，重新進行改航路徑規(guī)劃；

步驟311，若i＝n，動態(tài)改航路徑規(guī)劃結(jié)束，否則轉(zhuǎn)至步驟307。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于氣象雷達數(shù)據(jù)的危險氣象條件下的航空器改航方法，其特征在于：步驟303中所述的危險天氣區(qū)域是指雷暴危險等級大于3的區(qū)域。